WO2023128489A1 - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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임성원
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주식회사 케이티
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Definitions

  • the present invention relates to a video signal processing method and apparatus.
  • High-resolution and high-quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various application fields.
  • image data becomes higher resolution and higher quality, the amount of data increases relatively compared to existing image data. Therefore, when image data is transmitted using a medium such as an existing wired/wireless broadband line or stored using an existing storage medium, transmission cost and Storage costs increase.
  • High-efficiency video compression technologies can be used to solve these problems that occur as video data becomes high-resolution and high-quality.
  • An inter-prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from pictures before or after the current picture as an image compression technique an intra-prediction technique for predicting pixel values included in the current picture using pixel information within the current picture
  • image compression technology can be used to effectively compress and transmit or store image data.
  • An object of the present disclosure is to provide an intra prediction method and apparatus for encoding/decoding a video signal.
  • An object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for determining a reference line for intra prediction in encoding/decoding a video signal.
  • An object of the present disclosure is to provide an intra prediction mode encoding method and apparatus in encoding/decoding a video signal.
  • An object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for correcting prediction samples according to intra prediction in encoding/decoding a video signal.
  • An image decoding method and apparatus determine an intra prediction mode of a current block, determine one or more reference lines of a current block from among a plurality of reference line candidates available for the current block, and Based on the determined intra prediction mode and the one or more reference lines, a prediction sample of the current block may be generated, and the generated prediction sample may be corrected to generate a corrected prediction sample.
  • the prediction sample is based on a difference between at least two reference samples belonging to the one or more reference lines. can be corrected.
  • the difference may include a first difference between a left reference sample of the current block and a reference sample at a reference position or a first difference between an upper reference sample of the current block and a reference sample at the reference position. It may include at least one of 2 differences.
  • the corrected prediction prediction sample may be generated based on a weighted sum of the prediction sample, the first difference, and the second difference.
  • the corrected prediction sample is a difference between at least two reference samples belonging to the one or more reference lines.
  • the at least two reference samples include a first reference sample having the same x-coordinate or y-coordinate as the prediction sample and a prediction direction according to the intra prediction mode of the current block It may include a second reference sample at a position projected from the first reference sample according to .
  • the location of the first reference sample may be determined based on an intra prediction mode of the current block.
  • the corrected prediction sample may be generated based on a weighted sum of differences between the prediction sample and the at least two reference samples.
  • a weight for the weighted sum may be determined based on a cost calculated from a predetermined template area adjacent to the current block.
  • the cost may be calculated for each of a plurality of candidate modes belonging to the candidate list of the current block.
  • a weight for the weighted sum may be determined based on a comparison between the determined intra prediction mode and the intra prediction mode derived based on the cost.
  • a plurality of reference lines may be used to correct the prediction sample of the current block.
  • one of the plurality of reference lines is a reference line used to generate a prediction sample of the current block, and another one of the plurality of reference lines is , can be specified based on information signaled through the bitstream.
  • An image encoding method and apparatus determine an intra prediction mode of a current block, determine one or more reference lines of a current block from among a plurality of reference line candidates available for the current block, and Based on the determined intra prediction mode and the one or more reference lines, a prediction sample of the current block may be generated, and the generated prediction sample may be corrected to generate a corrected prediction sample.
  • the prediction sample is based on a difference between at least two reference samples belonging to the one or more reference lines. can be corrected.
  • the difference may include a first difference between a left reference sample of the current block and a reference sample at a reference position or a first difference between an upper reference sample of the current block and a reference sample at the reference position. It may include at least one of 2 differences.
  • the corrected prediction prediction sample may be generated based on a weighted sum of the prediction sample, the first difference, and the second difference.
  • the corrected prediction sample is a difference between at least two reference samples belonging to the one or more reference lines.
  • the at least two reference samples include a first reference sample having the same x-coordinate or y-coordinate as the prediction sample and a prediction direction according to the intra prediction mode of the current block It may include a second reference sample at a position projected from the first reference sample according to .
  • the location of the first reference sample may be determined based on an intra prediction mode of the current block.
  • the corrected prediction sample may be generated based on a weighted sum of differences between the prediction sample and the at least two reference samples.
  • a weight for the weighted sum may be determined based on a cost calculated from a predetermined template area adjacent to the current block.
  • the cost may be calculated for each of a plurality of candidate modes belonging to the candidate list of the current block.
  • a weight for the weighted sum may be determined based on a comparison between the determined intra prediction mode and the intra prediction mode derived based on the cost.
  • a plurality of reference lines may be used to correct the prediction sample of the current block.
  • one of the plurality of reference lines is a reference line used to generate a prediction sample of the current block, and another one of the plurality of reference lines Indicating information may be signaled through a bitstream.
  • a computer-readable recording medium storing a bitstream encoded by the image encoding method according to the present disclosure may be provided.
  • a reference line for intra prediction can be efficiently determined.
  • encoding efficiency of an intra prediction mode of a current block can be improved.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 illustrates an image encoding/decoding method performed by an image encoding/decoding apparatus according to the present disclosure.
  • FIG. 4 illustrates an example of determining a reference line in units of samples of a current block according to a decoder-side reference line determination mode according to the present disclosure.
  • FIG. 5 illustrates an example of determining a reference line in units of sub-regions of a current block according to a decoder-side reference line determination mode according to the present disclosure.
  • FIG. 6 illustrates an example of a plurality of intra prediction modes according to the present disclosure.
  • FIG. 7 illustrates a planar mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • FIG. 8 illustrates a DC mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • FIG 9 illustrates a directional mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • FIG. 10 illustrates an intra prediction method based on a plurality of reference lines according to the present disclosure.
  • 11 and 12 illustrate a method of correcting prediction samples according to a non-directional mode as an embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 13 and 14 illustrate a method of correcting a prediction sample according to an directional mode as an embodiment according to the present disclosure.
  • FIG. 15 illustrates a method for deriving an intra prediction mode based on a template region as an embodiment according to the present disclosure.
  • 16 illustrates a method of correcting prediction samples based on a plurality of reference lines as an embodiment according to the present disclosure.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.
  • the terms and/or include any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • an image encoding apparatus 100 includes a picture division unit 110, prediction units 120 and 125, a transform unit 130, a quantization unit 135, a rearrangement unit 160, an entropy encoding unit ( 165), an inverse quantization unit 140, an inverse transform unit 145, a filter unit 150, and a memory 155.
  • each component shown in FIG. 1 is shown independently to represent different characteristic functions in the video encoding device, and does not mean that each component is made of separate hardware or a single software component. That is, each component is listed and included as each component for convenience of explanation, and at least two components of each component can be combined to form one component, or one component can be divided into a plurality of components to perform a function, and each of these components can be divided into a plurality of components. Integrated embodiments and separated embodiments of components are also included in the scope of the present invention as long as they do not depart from the essence of the present invention.
  • the components may be optional components for improving performance rather than essential components that perform essential functions in the present invention.
  • the present invention can be implemented by including only components essential to implement the essence of the present invention, excluding components used for performance improvement, and a structure including only essential components excluding optional components used for performance improvement. Also included in the scope of the present invention.
  • the picture division unit 110 may divide an input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the picture divider 110 divides one picture into a plurality of combinations of coding units, prediction units, and transformation units, and combines one coding unit, prediction unit, and transformation unit according to a predetermined criterion (eg, a cost function). You can encode a picture by selecting .
  • a predetermined criterion eg, a cost function
  • one picture may be divided into a plurality of coding units.
  • a recursive tree structure such as a quad tree structure can be used. Coding that is divided into different coding units with one image or largest coding unit as the root A unit may be divided with as many child nodes as the number of divided coding units. A coding unit that is not further divided according to a certain limit becomes a leaf node. That is, when it is assumed that only square division is possible for one coding unit, one coding unit can be divided into up to four different coding units.
  • a coding unit may be used as a unit for performing encoding or a unit for performing decoding.
  • the prediction unit may be divided into at least one square or rectangular shape having the same size within one coding unit, and one of the prediction units divided within one coding unit predicts another prediction unit. It may be divided to have a shape and/or size different from the unit.
  • intra prediction may be performed without dividing into a plurality of prediction units NxN.
  • the prediction units 120 and 125 may include the inter prediction unit 120 performing inter prediction and the intra prediction unit 125 performing intra prediction. It is possible to determine whether to use inter prediction or intra prediction for a prediction unit, and determine specific information (eg, intra prediction mode, motion vector, reference picture, etc.) according to each prediction method. In this case, a processing unit in which prediction is performed and a processing unit in which a prediction method and specific details are determined may be different. For example, a prediction method and a prediction mode may be determined in a prediction unit, and prediction may be performed in a transformation unit. A residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transform unit 130 .
  • a prediction method and a prediction mode may be determined in a prediction unit, and prediction may be performed in a transformation unit.
  • a residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transform unit 130 .
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded in the entropy encoding unit 165 together with residual values and transmitted to a decoding device.
  • a specific encoding mode it is also possible to encode an original block as it is and transmit it to a decoder without generating a prediction block through the prediction units 120 and 125 .
  • the inter-prediction unit 120 may predict a prediction unit based on information on at least one picture among pictures before or after the current picture, and in some cases, prediction based on information on a partially coded region within the current picture. Units can also be predicted.
  • the inter prediction unit 120 may include a reference picture interpolation unit, a motion prediction unit, and a motion compensation unit.
  • the reference picture interpolator may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT-based 8-tap interpolation filter with different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based 4-tap interpolation filter with different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the motion predictor may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as Full search-based Block Matching Algorithm (FBMA), Three Step Search (TSS), and New Three-Step Search Algorithm (NTS) may be used.
  • the motion vector may have a motion vector value in units of 1/2 or 1/4 pixels based on interpolated pixels.
  • the motion prediction unit may predict the current prediction unit by using a different motion prediction method.
  • Various methods such as a skip method, a merge method, an advanced motion vector prediction (AMVP) method, and an intra block copy method may be used as motion prediction methods.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the intra prediction unit 125 may generate a prediction unit based on reference pixel information around the current block, which is pixel information in the current picture. If a block adjacent to the current prediction unit is a block on which inter prediction is performed, and the reference pixel is a pixel on which inter prediction is performed, the reference pixel of the block on which intra prediction is performed surrounding the reference pixel included in the block on which inter prediction is performed information can be used instead. That is, when a reference pixel is unavailable, information on the unavailable reference pixel may be replaced with at least one reference pixel among available reference pixels.
  • a prediction mode may include a directional prediction mode in which reference pixel information is used according to a prediction direction and a non-directional prediction mode in which directional information is not used during prediction.
  • a mode for predicting luminance information and a mode for predicting chrominance information may be different, and intra prediction mode information or predicted luminance signal information used to predict luminance information may be used to predict chrominance information.
  • intra prediction When intra prediction is performed, if the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are the same, intra prediction of the prediction unit is based on the pixel on the left, the top left, and the top of the prediction unit. can be performed. However, when performing intra prediction, when the size of a prediction unit and the size of a transformation unit are different, intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transformation unit. In addition, intra prediction using NxN division may be used only for the smallest coding unit.
  • a prediction block may be generated after applying an adaptive intra smoothing (AIS) filter to a reference pixel according to a prediction mode.
  • AIS adaptive intra smoothing
  • the type of AIS filter applied to the reference pixel may be different.
  • the intra prediction mode of the current prediction unit may be predicted from the intra prediction modes of prediction units existing around the current prediction unit.
  • the current prediction unit and the neighboring prediction unit use predetermined flag information It is possible to transmit information that the prediction modes of are the same, and if the prediction modes of the current prediction unit and the neighboring prediction unit are different, entropy encoding may be performed to encode the prediction mode information of the current block.
  • a residual block may be generated that includes residual information that is a difference between a prediction unit performed prediction based on the prediction unit generated by the prediction units 120 and 125 and an original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the transform unit 130 .
  • the residual block including the original block and the residual information of the prediction unit generated through the prediction units 120 and 125 is converted into DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT and It can be converted using the same conversion method. Whether to apply DCT, DST, or KLT to transform the residual block may be determined based on intra prediction mode information of a prediction unit used to generate the residual block.
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Discrete Sine Transform
  • It can be converted using the same conversion method.
  • Whether to apply DCT, DST, or KLT to transform the residual block may be determined based on intra prediction mode information of a prediction unit used to generate the residual block.
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted to the frequency domain by the transform unit 130 .
  • a quantization coefficient may change according to a block or an importance of an image.
  • the value calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the rearrangement unit 160 .
  • the rearrangement unit 160 may rearrange the coefficient values for the quantized residual values.
  • the reordering unit 160 may change a 2D block-type coefficient into a 1-D vector form through a coefficient scanning method. For example, the reordering unit 160 may scan DC coefficients to high-frequency coefficients using a zig-zag scan method and change them into a one-dimensional vector form.
  • zig-zag scan instead of zig-zag scan, a vertical scan for scanning 2D block-type coefficients in a column direction and a horizontal scan for scanning 2-dimensional block-type coefficients in a row direction may be used. That is, it is possible to determine which scan method among zig-zag scan, vertical scan, and horizontal scan is used according to the size of the transform unit and the intra prediction mode.
  • the entropy encoding unit 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160 .
  • Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 165 receives residual value coefficient information and block type information of a coding unit from the reordering unit 160 and the prediction units 120 and 125, prediction mode information, division unit information, prediction unit information and transmission unit information, motion Various information such as vector information, reference frame information, block interpolation information, and filtering information can be encoded.
  • the entropy encoding unit 165 may entropy-encode the coefficient value of the coding unit input from the reordering unit 160 .
  • the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 145 inversely quantize the values quantized by the quantization unit 135 and inverse transform the values transformed by the transform unit 130 .
  • the residual generated by the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 145 is combined with the prediction unit predicted through the motion estimation unit, the motion compensation unit, and the intra prediction unit included in the prediction units 120 and 125 and restored. You can create a Reconstructed Block.
  • the filter unit 150 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • a deblocking filter may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter can remove block distortion caused by a boundary between blocks in a reconstructed picture.
  • it may be determined whether to apply the deblocking filter to the current block based on pixels included in several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be processed in parallel.
  • the offset correction unit may correct an offset of the deblocked image from the original image in units of pixels.
  • pixels included in the image are divided into a certain number of areas, then the area to be offset is determined and the offset is applied to the area, or the offset is performed considering the edge information of each pixel method can be used.
  • Adaptive Loop Filtering may be performed based on a value obtained by comparing the filtered reconstructed image with the original image. After dividing the pixels included in the image into predetermined groups, filtering may be performed differentially for each group by determining one filter to be applied to the corresponding group. Information related to whether or not to apply ALF may be transmitted for each coding unit (CU) of a luminance signal, and the shape and filter coefficients of an ALF filter to be applied may vary according to each block. In addition, the ALF filter of the same form (fixed form) may be applied regardless of the characteristics of the block to be applied.
  • ALF Adaptive Loop Filtering
  • the memory 155 may store a reconstructed block or picture calculated through the filter unit 150, and the stored reconstructed block or picture may be provided to the predictors 120 and 125 when inter prediction is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, a reordering unit 215, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 225, a prediction unit 230 and 235, a filter unit ( 240), memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded by a procedure opposite to that of the image encoding device.
  • the entropy decoding unit 210 may perform entropy decoding by a procedure opposite to that performed by the entropy encoding unit of the image encoding apparatus. For example, various methods such as exponential Golomb, CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding), and CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) may be applied corresponding to the method performed by the image encoding device.
  • various methods such as exponential Golomb, CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding), and CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) may be applied corresponding to the method performed by the image encoding device.
  • the entropy decoding unit 210 may decode information related to intra prediction and inter prediction performed by the encoding device.
  • the rearrangement unit 215 may perform rearrangement based on a method in which the encoding unit rearranges the entropy-decoded bitstream in the entropy decoding unit 210 . Coefficients expressed in the form of one-dimensional vectors may be reconstructed into coefficients in the form of two-dimensional blocks and rearranged. The rearrangement unit 215 may perform rearrangement through a method of receiving information related to the coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoding device and the rearranged coefficient value of the block.
  • the inverse transform unit 225 may perform inverse transforms, that is, inverse DCT, inverse DST, and inverse KLT, on the transforms performed by the transform unit, that is, DCT, DST, and KLT, on the quantization result performed by the video encoding apparatus. Inverse transformation may be performed based on the transmission unit determined by the video encoding device.
  • the inverse transform unit 225 of the video decoding apparatus may selectively perform transformation techniques (eg, DCT, DST, KLT) according to a plurality of pieces of information such as a prediction method, a size of a current block, and a prediction direction.
  • the prediction units 230 and 235 may generate a prediction block based on information related to prediction block generation provided from the entropy decoding unit 210 and previously decoded block or picture information provided from the memory 245 .
  • Intra prediction is performed on a prediction unit based on an existing pixel, but when performing intra prediction, if the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are different, intra prediction is performed using a reference pixel based on the transformation unit. can do.
  • intra prediction using NxN division may be used only for the smallest coding unit.
  • the prediction units 230 and 235 may include a prediction unit determining unit, an inter prediction unit, and an intra prediction unit.
  • the prediction unit determination unit receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoding unit 210, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, classifies the prediction unit from the current coding unit, and predicts It is possible to determine whether a unit performs inter prediction or intra prediction.
  • the inter-prediction unit 230 uses information necessary for inter-prediction of the current prediction unit provided from the video encoding device to determine the current prediction unit based on information included in at least one picture among pictures before or after the current picture including the current picture. Inter prediction may be performed on a prediction unit. Alternatively, inter prediction may be performed based on information of a pre-reconstructed partial region in the current picture including the current prediction unit.
  • the motion prediction method of the prediction unit included in the corresponding coding unit based on the coding unit is skip mode, merge mode, AMVP mode, and intra block copy mode. You can judge which way it is.
  • the intra prediction unit 235 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture.
  • intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction unit provided by the video encoding device.
  • the intra predictor 235 may include an Adaptive Intra Smoothing (AIS) filter, a reference pixel interpolator, and a DC filter.
  • the AIS filter is a part that performs filtering on reference pixels of the current block, and can be applied by determining whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering may be performed on the reference pixels of the current block using the prediction mode of the prediction unit and AIS filter information provided by the image encoding apparatus.
  • AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may interpolate the reference pixel to generate a reference pixel in pixel units having an integer value or less.
  • the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode for generating a prediction block without interpolating reference pixels
  • the reference pixels may not be interpolated.
  • the DC filter may generate a prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter unit 240 .
  • the filter unit 240 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • Information on whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture and, when a deblocking filter is applied, information on whether a strong filter or a weak filter is applied may be provided from the video encoding apparatus.
  • the deblocking filter of the video decoding apparatus receives information related to the deblocking filter provided by the video encoding apparatus, and the video decoding apparatus may perform deblocking filtering on the corresponding block.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type and offset value information of the offset correction applied to the image during encoding.
  • ALF may be applied to a coding unit based on ALF application information, ALF coefficient information, etc. provided from an encoding device. Such ALF information may be included in a specific parameter set and provided.
  • the memory 245 may store a reconstructed picture or block so that it can be used as a reference picture or reference block, and may also provide the reconstructed picture to an output unit.
  • a coding unit is used as a coding unit, but it may be a unit that performs not only encoding but also decoding.
  • a current block indicates a block to be encoded/decoded, and is a coding tree block (or coding tree unit), a coding block (or coding unit), a transform block (or transform unit), or a prediction block according to an encoding/decoding step. (or prediction unit) and the like.
  • a 'unit' may represent a basic unit for performing a specific encoding/decoding process
  • a 'block' may represent a pixel array of a predetermined size.
  • 'block' and 'unit' can be used interchangeably.
  • a coding block (coding block) and a coding unit (coding unit) may be understood as equivalent to each other.
  • FIG. 3 illustrates an image encoding/decoding method performed by an image encoding/decoding apparatus according to the present disclosure.
  • a reference line for intra prediction of a current block may be determined (S300).
  • the current block may use one or more of a plurality of reference line candidates pre-defined in an image encoding/decoding apparatus as a reference line for intra prediction.
  • the plurality of pre-defined reference line candidates may include a neighboring reference line adjacent to a current block to be decoded and N non-neighboring reference lines separated by 1 sample to N samples from the boundary of the current block.
  • N can be an integer of 1, 2, 3, or more.
  • the plurality of reference line candidates available for the current block are composed of a neighboring reference line candidate and three non-neighboring reference line candidates, but are not limited thereto. That is, of course, the plurality of reference line candidates available for the current block may include four or more non-neighboring reference line candidates.
  • the video encoding apparatus may determine an optimal reference line candidate from among a plurality of reference line candidates and encode an index for specifying the optimal reference line candidate.
  • the video decoding apparatus may determine the reference line of the current block based on the index signaled through the bitstream.
  • the index may specify any one of a plurality of reference line candidates.
  • a reference line candidate specified by the index may be used as a reference line of the current block.
  • the number of indexes signaled to determine the reference line of the current block may be one, two or more.
  • the current block may perform intra prediction using only a single reference line candidate specified by the signaled index among a plurality of reference line candidates.
  • the current block may perform intra prediction using a plurality of reference line candidates specified by a plurality of indices among a plurality of reference line candidates.
  • the reference line of the current block may be determined on the side of the video decoding apparatus, and in this case, the signaling of the index may be omitted (hereinafter referred to as a decoder-side reference line determination mode).
  • the reference line of the current block may be determined in units of samples of the current block or in units of sub-regions of the current block. This will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5 .
  • a method of determining a reference line according to a decoder-side reference line determination mode described later may be equally performed in an image encoding apparatus, and in this case may be referred to as an encoder-side reference line determination mode.
  • FIG. 4 illustrates an example of determining a reference line in units of samples of a current block according to a decoder-side reference line determination mode according to the present disclosure.
  • the four reference line candidates may include a first reference line candidate adjacent to the current block and second to fourth reference line candidates separated by 1 sample to 3 samples from the boundary of the current block.
  • any one of the second and third reference line candidates located between the first reference line candidate and the fourth reference line candidate may be determined as the reference line of the current block.
  • this is only an example, and any one of a plurality of reference line candidates located between a neighboring reference line candidate adjacent to the current block and a non-neighboring reference line candidate farthest from the boundary of the current block is selected as the reference line of the current block. can be determined To this end, a range of reference line candidates may be determined.
  • Projection may be performed from the position of the current sample of the current block to the fourth reference line candidate according to the directionality of the intra prediction mode. As shown in FIG. 4 , projection positions a1 to a4 may be determined for the first to fourth reference line candidates through the projection.
  • a first variable (val_line[x][y][idx]) and a second variable (val_dir[x][y][idx]) for the current sample may be derived.
  • 2 reference line candidates and 3 reference line candidates can be derived, respectively, where x and y can mean the coordinates of the current sample to be predicted, and idx can indicate the index/position of the reference line candidate
  • idx can indicate the index/position of the reference line candidate
  • the first variable may be derived based on one or more samples belonging to the same reference line candidate. For example, when an angular line according to the intra-prediction mode of the current block passes through an integer-pel position sample belonging to a reference line candidate, the first variable may be derived as a sample value of the integer-pel position. there is. Alternatively, when the angle line according to the intra prediction mode of the current block passes between two integer-pel position samples belonging to reference line candidates, the first variable may be derived by interpolating a plurality of integer-pel position samples. there is. At this time, the plurality of integer-pel position samples may mean the two integer-pel position samples, or may mean three, four or more samples including the two integer-pel position samples. there is.
  • the angle line according to the intra prediction mode of the current block is two integer-pel position samples belonging to the second reference line candidate (ie, r(0, -2) and r(1, -2) ) passes between
  • the sample value at position a2 located on the angle line may be derived by interpolating two integer-pel position samples belonging to the second reference line candidate.
  • the first variable (val_line[0][0][0]) for the second reference line candidate may be set to the sample value at the position a2.
  • the angle line according to the intra-prediction mode of the current block passes between two integer-pel position samples (ie, r(0, -3) and r(1, -3)) belonging to the third reference line candidate.
  • the sample value at position a3 located on the angular line is derived by interpolating two integer-pel position samples belonging to the third reference line candidate, which is the first variable (val_line[ 0][0][1]).
  • the second variable may be derived by interpolating two samples belonging to different reference line candidates.
  • the two samples may be located on an angle line according to an intra prediction mode of the current block.
  • the two samples may be samples at integer-pel positions adjacent to an angle line according to an intra prediction mode of the current block.
  • both of the two samples may be integer-pel position samples, and at least one of the two samples may be fractional-pel position samples.
  • the sample at the fractional-pel position may be generated by interpolating a plurality of samples at the integer-pel position belonging to the same reference line candidate.
  • the number of samples of the plurality of integer-pel positions used for the interpolation may be 2, 3, 4 or more.
  • a sample value at a position a2 may be generated by interpolating the sample at position a1 in the first reference line candidate and the sample located at position a4 in the fourth reference line candidate.
  • a second variable (val_dir[0][0][0]) for the second reference line candidate may be set to the sample value at the position a2.
  • sample value at position a3 may be generated by interpolating the sample at position a1 in the first reference line candidate and the sample at position a4 in the fourth reference line candidate.
  • a second variable (val_dir[0][0][1]) for the third reference line candidate may be set to a sample value at the a3 position.
  • the reference line of the current block may be determined based on at least one of a first variable and a second variable derived for the second and third reference line candidates.
  • the reference line of the current block may be determined as in Equation 1 below.
  • the absolute value of the difference between the first variable and the second variable for the second reference line candidate and the absolute value of the difference between the first variable and the second variable for the third reference line candidate may be compared. .
  • the reference line may be determined in units of samples within the current block.
  • the reference line may be determined only for samples at pre-defined positions within the current block through the above-described method, and the remaining samples within the current block may share it.
  • the sample at the pre-defined location may include at least one of a top left sample, a bottom left sample, an top right sample, a bottom right sample, or a center sample within the current block.
  • FIG. 5 illustrates an example of determining a reference line in units of sub-regions of a current block according to a decoder-side reference line determination mode according to the present disclosure.
  • a current block may be divided into one or more sub-regions. That is, the current block may include one sub-region or two or more sub-regions.
  • the sub-region may have a pre-defined size such as n x H, W x n, 2 x 2, 4 x 4, or 8 x 8.
  • H and W represent the height and width of the current block, respectively
  • n may be an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to the height or width of the current block.
  • the size/shape of the sub-region may be determined by the width of the current block, the height, the ratio between the width and the height, the sum/product of the width and the height, the maximum/minimum value of the width and the height, the shape, the component type, and the intra prediction mode. It may be adaptively determined based on at least one of a directional mode or a directivity of an intra prediction mode. However, for convenience of explanation, as shown in FIG. 5 , it is assumed that the sub-region has a size of 2 ⁇ 2.
  • SAD[idx] for the current sub-region may be calculated, and in this case, SAD[idx] may be calculated for each of a plurality of reference line candidates.
  • the SAD[idx] may be calculated as in Equation 2 below.
  • the SAD for the reference line candidate corresponding to idx may be calculated using Equation 2. Specifically, for each sample in the current sub-region, the aforementioned first variable and second variable may be derived, and an absolute value of a difference between the first variable and the second variable may be calculated. Here, the method of deriving the first variable and the second variable has been reviewed with reference to FIG. 4 . Based on the sum of the absolute values calculated for each sample in the current sub-region, the SAD for the reference line candidate corresponding to idx may be calculated.
  • SAD[0] for the second reference line candidate and SAD[1] for the third reference line candidate may be calculated and compared.
  • SAD[0] for the second reference line candidate is smaller than SAD[1] for the third reference line candidate
  • the reference line of the current sub-region may be determined as the second reference line candidate.
  • SAD[0] for the second reference line candidate is not smaller than SAD[1] for the third reference line candidate
  • the reference line of the current sub-region may be determined as the third reference line candidate.
  • the reference line may be determined in units of sub-regions of the current block.
  • the reference line may be determined only for a subregion at a pre-defined position within the current block through the above method, and the remaining subregions within the current block may share it.
  • the subregion at the pre-defined location may include at least one of an upper subregion, a left subregion, an upper left subregion, a lower left subregion, an upper right subregion, a lower right subregion, and a center subregion within the current block. there is.
  • an additional reference line may be further determined.
  • the additional reference line may be determined from among a plurality of pre-defined reference line candidates.
  • the additional reference line may be a reference line adjacent to the reference line determined according to the decoder-side reference line determination mode. If the reference line determined according to the decoder-side reference line determination mode is a second reference line candidate, the additional reference line may be determined as at least one of a first reference line candidate and a third reference line candidate.
  • the additional reference line may be determined as a reference line candidate at a pre-defined position in the video encoding/decoding apparatus.
  • the reference line candidate at the pre-defined position is at least one of a reference line candidate closest to the current block (ie, the first reference line candidate) or a reference line candidate furthest from the current block (ie, the fourth reference line candidate).
  • the decoder-side reference line determination mode may be selectively used based on a flag.
  • the flag may specify whether the reference line of the current block is determined by a decoder-side reference line determination mode.
  • the reference line of the current block may be determined by a decoder-side reference line determination mode.
  • the reference line of the current block may be determined based on the signaled index.
  • the index may be restricted to be signaled only when the flag has a second value.
  • the index may indicate one of a plurality of reference line candidates pre-defined in the video encoding/decoding apparatus. Alternatively, the index may indicate any one of some reference line candidates rather than all of a plurality of pre-defined reference line candidates.
  • some reference line candidates are: (first reference line candidate), (second reference line candidate), (third reference line candidate), (fourth reference line candidate), (first reference line candidate, second reference line candidate) line candidate), (first reference line candidate, third reference line candidate), (first reference line candidate, fourth reference line candidate), (first reference line candidate, second reference line candidate, third reference line candidate) ), (first reference line candidate, second reference line candidate, fourth reference line candidate), (first reference line candidate, third reference line candidate, fourth reference line candidate), or (second reference line candidate, a third reference line candidate or a fourth reference line candidate). That is, when the flag is the second value, the reference line of the current block may not be determined by the decoder-side reference line determination mode. In this case, the number of reference line candidates available for the current block may be reduced to one, two, or three.
  • the reference line of the current block may be determined by a decoder-side reference line determination mode.
  • the reference line of the current block may be determined based on a default reference line pre-defined in the video encoding/decoding apparatus.
  • the default reference line may mean a reference line candidate closest to the current block (ie, the first reference line candidate) or a reference line candidate furthest from the current block (ie, the fourth reference line candidate).
  • an intra prediction mode of a current block may be determined (S310).
  • the intra prediction mode of the current block may be determined from among a plurality of pre-defined intra prediction modes in the video encoding/decoding apparatus.
  • the plurality of pre-defined intra prediction modes will be reviewed with reference to FIG. 6 .
  • FIG. 6 illustrates an example of a plurality of intra prediction modes according to the present disclosure.
  • a plurality of intra prediction modes pre-defined in an image encoding/decoding apparatus may include a non-directional mode and a directional mode.
  • the non-directional mode may include at least one of a planar mode and a DC mode.
  • the directional mode may include 2 to 66 directional modes.
  • K candidate modes may be selected from among the plurality of intra prediction modes.
  • a candidate list including the selected candidate mode may be created.
  • An index indicating one of the candidate modes belonging to the candidate list may be signaled.
  • An intra prediction mode of the current block may be determined based on the candidate mode indicated by the index. For example, a candidate mode indicated by the index may be set as an intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be determined based on a value of a candidate mode indicated by the index and a predetermined difference value.
  • the difference value may be defined as a difference between an intra prediction mode value of the current block and a candidate mode value indicated by the index.
  • the difference value may be signaled through a bitstream. Alternatively, the difference value may be a pre-defined value in the video encoding/decoding apparatus.
  • the intra prediction mode of the current block may be determined based on a flag indicating whether the same mode as the intra prediction mode of the current block exists in the candidate list. For example, when the flag has a first value, the intra prediction mode of the current block may be determined from the candidate list. In this case, an index indicating one of a plurality of candidate modes belonging to the candidate list may be signaled. A candidate mode indicated by the index may be set as an intra prediction mode of the current block. On the other hand, when the flag has the second value, one of the remaining intra prediction modes may be set as the intra prediction mode of the current block. The remaining intra prediction modes may refer to modes other than a candidate mode belonging to the candidate list among a plurality of pre-defined intra prediction modes. When the flag is the second value, an index indicating one of the remaining intra prediction modes may be signaled. An intra prediction mode indicated by the signaled index may be set as an intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be used to determine the reference line of the current block, and in this case, step S310 may be performed before step S300.
  • intra prediction may be performed on a current block based on a reference line of the current block and an intra prediction mode (S320).
  • FIG. 7 illustrates a planar mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • T represents a reference sample located at the upper right corner of the current block
  • L represents a reference sample located at the lower left corner of the current block.
  • P1 may be generated through horizontal interpolation.
  • P1 may be generated by interpolating T and a reference sample located on the same horizontal line as P1.
  • P2 may be generated through interpolation in the vertical direction.
  • P2 may be generated by interpolating L with a reference sample located on the same vertical line as P2.
  • a current sample in the current block may be predicted through a weighted sum of P1 and P2, as shown in Equation 3 below.
  • weights ⁇ and ⁇ may be determined in consideration of the width and height of the current block. Depending on the width and height of the current block, the weights ⁇ and ⁇ may have the same value or different values. If the width and height of the current block are the same, the weights ⁇ and ⁇ can be set to be the same, and the predicted sample of the current sample can be set to the average value of P1 and P2. When the width and height of the current block are not the same, weights ⁇ and ⁇ may have different values. For example, when the width is greater than the height, a smaller value may be set to a weight corresponding to the width of the current block and a larger value may be set to a weight corresponding to the height of the current block.
  • the weight corresponding to the width of the current block may mean ⁇
  • the weight corresponding to the height of the current block may mean ⁇ .
  • FIG. 8 illustrates a DC mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • an average value of neighboring samples adjacent to the current block may be calculated, and the calculated average value may be set as a predicted value of all samples within the current block.
  • the neighboring samples may include an upper reference sample and a left reference sample of the current block.
  • the average value may be calculated using only the upper reference sample or the left reference sample according to the shape of the current block. For example, when the width of the current block is greater than the height, the average value may be calculated using only the top reference sample of the current block. Alternatively, when the ratio of the width to the height of the current block is greater than or equal to a predetermined threshold, an average value may be calculated using only the top reference sample of the current block.
  • an average value may be calculated using only the top reference sample of the current block.
  • the average value may be calculated using only the left reference sample of the current block.
  • the ratio of the width to the height of the current block is less than or equal to a predetermined threshold, an average value may be calculated using only the left reference sample of the current block.
  • an average value may be calculated using only the left reference sample of the current block.
  • FIG 9 illustrates a directional mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • projection may be performed with a reference line according to an angle of the corresponding directional mode. If a reference sample exists at the projected position, the corresponding reference sample may be set as a predicted sample of the current sample. If a reference sample does not exist at the projected location, a sample corresponding to the projected location may be generated using one or more neighboring samples adjacent to the projected location. For example, a sample corresponding to the projected position may be generated by performing interpolation based on two or more neighboring samples bidirectionally adjacent to the projected position. Alternatively, one neighboring sample adjacent to the projected position may be set as a sample corresponding to the projected position. In this case, a neighboring sample closest to the projected position among a plurality of neighboring samples neighboring the projected position may be used. A sample corresponding to the projected position may be set as a predicted sample of the current sample.
  • a reference sample exists at the projected position (ie, a reference sample at an integer position, R3 ).
  • the reference sample at the projected position may be set as the prediction sample of the current sample B.
  • the reference sample when projection is performed on the reference line according to the angle of the intra prediction mode at the corresponding position, the reference sample (ie, the reference sample at the integer position) does not exist at the projected position.
  • interpolation may be performed based on neighboring samples (eg, R2 and R3) adjacent to the projected position to generate the sample r at the fractional position.
  • the generated sample (r) at the prime position may be set as a prediction sample of the current sample A.
  • a plurality of reference lines may be used for intra prediction of the current block, which will be described in detail with reference to FIG. 10 .
  • FIG. 10 illustrates an intra prediction method based on a plurality of reference lines according to the present disclosure.
  • p[x,y] may indicate positions of prediction samples in a current block
  • a1 to a4 may indicate positions projected to a plurality of reference lines according to an angle of an intra prediction mode of the current block.
  • the first to fourth reference line candidates described above are all used as reference lines of the current block.
  • two or three reference line candidates among the first to fourth reference line candidates may be used as reference lines of the current block.
  • a method of determining a plurality of reference lines has been reviewed with reference to FIG. 3 , and redundant description will be omitted here.
  • Prediction samples p[x,y] may be generated by weighting the reference samples at positions a1 to a4.
  • prediction sample p[x,y] may be generated as shown in Equation 4 below.
  • Equation 4 S a1 to S a4 denote sample values at positions a1 to a4, respectively, and w1 to w4 may mean weights applied to samples at positions a1 to a4, respectively.
  • the weights of w1 to w4 may be referred to as a weight set.
  • a set of weights for intra prediction of the current block may be determined based on a weight table and index information pre-defined in the video encoding/decoding apparatus.
  • the weight table may include a plurality of weight sets.
  • the index information may indicate one of a plurality of weight sets belonging to a weight table.
  • the weight table may be defined as shown in Table 1 below.
  • the video encoding apparatus may determine an optimal weight set and encode index information to indicate the optimal weight set.
  • the video decoding apparatus may determine the weight set based on index information signaled from the video encoding apparatus.
  • the weight information may be adaptively determined based on a coding parameter of the current block.
  • the coding parameters include location, size, shape, intra prediction mode, intra prediction mode angle, reference line location, number of reference lines, quantization parameter, whether transform skip is applied, or the availability of neighboring blocks adjacent to the current block. may include at least one of them.
  • a fixed weight set pre-defined in the video encoding/decoding device may be used. This may be used when the weight table is not available or signaling of the weight information is omitted. For example, as in index 0 of Table 1, all the same weights may be used. Alternatively, as in index 1 of Table 1, a larger weight may be used as it is closer to the boundary of the current block. Conversely, as in index 2 of Table 1, a larger weight may be used as the distance from the boundary of the current block increases.
  • the set of weights may be determined based on the reference line determined in step S300. For example, a larger weight may be assigned to the reference line determined in step S300 and a smaller weight may be assigned to another reference line.
  • Whether a plurality of reference lines are used for intra prediction of the current block may be determined in units of at least one of a coding block, a sub-coding block, a transform block, a sample line, and a sample.
  • At least one reference sample may be selected for each reference line, and intra prediction of the current block may be performed based on the selected reference sample.
  • intra prediction may be performed using all of the selected reference samples, or at least one of the selected reference samples may be restricted so that it is not referred to for intra prediction of the current block.
  • a sample having a difference from the reference sample greater than or equal to a predetermined threshold may be excluded from the reference sample for intra prediction of the current block.
  • the reference sample may be a reference sample at a position a1 closest to the boundary of the current block.
  • information indicating a reference line candidate to which the reference sample belongs may be separately signaled, and a reference sample belonging to the reference line candidate indicated by the corresponding information may be used as the reference sample.
  • a reference sample belonging to the reference line determined in S300 may be used as the reference sample.
  • the reference sample may be set to an average value of the selected reference samples.
  • a small weight may be assigned to the corresponding sample. For example, when the difference between the reference sample at position a3 and the reference sample at position a1 is greater than or equal to the threshold value, a weight assigned to the reference sample at position a3 may be less than a weight assigned to the reference sample at position a1.
  • a prediction sample of the neighboring area may be obtained by performing intra prediction on a neighboring area to which the reference sample belongs.
  • a difference between the prediction sample of the surrounding area and the pre-reconstructed reference sample may be calculated.
  • the prediction sample of the neighboring area may be a prediction sample corresponding to the location of the reference sample.
  • the corresponding reference sample may be excluded from reference samples for intra prediction of the current block.
  • the peripheral area may not include a reference sample of a reference line closest to the boundary of the current block.
  • Intra prediction of the neighboring region may be performed using a sample of a reference line closest to a boundary of the current block.
  • Intra prediction of the neighboring area may be performed based on an intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction of the surrounding area may be performed based on a pre-defined mode (eg, planner mode, DC mode) in the video encoding/decoding apparatus.
  • the aforementioned threshold value may be adaptively determined based on an encoding parameter of the current block.
  • the encoding parameters are as described above, and redundant descriptions will be omitted.
  • the threshold value may be determined based on at least one of a minimum value and a maximum value of the selected reference sample.
  • Information for determining the threshold value may be signaled through a bitstream.
  • a prediction sample generated through intra prediction of the current block may be corrected, and a method of correcting the prediction sample will be described with reference to FIGS. 11 to 15 .
  • 11 and 12 illustrate a method of correcting prediction samples according to a non-directional mode as an embodiment according to the present disclosure.
  • a prediction sample at a position P in a current block may be generated.
  • the predicted sample may be generated based on at least one of a planar mode and a DC mode.
  • the prediction sample may be calibrated using at least one of a first reference sample located on the same horizontal line as the prediction sample and a second reference sample located on the same vertical line as the prediction sample.
  • the first reference sample may include at least one of a sample belonging to a reference line of the current block or a pre-reconstructed sample (or a pre-predicted sample) in the current block.
  • the second reference sample may include at least one of a sample belonging to a reference line of the current block or a pre-reconstructed sample (or a pre-predicted sample) in the current block.
  • a reference sample at position r1 may be used as a first reference sample located on the same horizontal line as the predicted sample, and a reference sample located at position r7 may be used as a second reference sample located on the same vertical line as the predicted sample.
  • a corrected prediction sample may be generated based on a weighted sum of the prediction sample, the first reference sample, and the second reference sample.
  • the prediction sample may be corrected based on a difference between at least two reference samples belonging to the reference line of the current block.
  • the difference may be calculated for each of a horizontal direction and a vertical direction of prediction samples.
  • the difference may be calculated for either a horizontal direction or a vertical direction of prediction samples.
  • the difference may include at least one of a first difference between a left reference sample and a reference sample at a reference position or a second difference between an upper reference sample and a reference sample at a reference position.
  • the left reference sample belongs to the reference line of the current block and may belong to the same horizontal line as the prediction sample to be corrected.
  • the upper reference sample belongs to the reference line of the current block and may belong to the same vertical line as the predicted sample to be corrected.
  • the reference sample at the pre-defined position belongs to the reference line of the current block, and may belong to an upper-left peripheral area of the current block.
  • a corrected prediction sample may be generated based on a weighted sum of at least two of the prediction sample, the first difference, or the second difference.
  • the weight for the weighted sum may be determined based on at least one of a first distance between the prediction sample and the left reference sample or a second distance between the prediction sample and the top reference sample.
  • the first difference (i.e., difference in the vertical direction) with respect to the prediction sample at the P position is a reference sample (r1) having the same y-coordinate as the prediction sample and the top-left reference sample (r5) of the current block It can be determined by the difference of
  • the second difference (i.e., difference in the horizontal direction) with respect to the prediction sample at the P position is determined as the difference between the reference sample (r7) having the same x-coordinate as the prediction sample and the upper-left reference sample (r5) of the current block.
  • the reference position for calculating the difference in the vertical direction may be the same as the reference position for calculating the difference in the horizontal direction.
  • the present invention is not limited thereto, and the reference position for calculating the difference in the vertical direction and the reference position for calculating the difference in the horizontal direction may be different from each other.
  • the reference position for calculating the difference in the vertical direction may be set to the position of the topmost sample r4 among left reference samples belonging to the reference line of the current block.
  • the reference position for calculating the difference in the horizontal direction may be set to the position of the leftmost sample r6 among upper reference samples belonging to the reference line of the current block.
  • FIG. 13 and 14 illustrate a method of correcting a prediction sample according to an directional mode as an embodiment according to the present disclosure.
  • projection may be performed on a reference line of the current block in a direction reverse to a prediction direction according to the directional mode.
  • a reference sample at the projected position may be used as a reference sample for correction of the prediction sample A.
  • a reference sample does not exist at the projected position (ie, the projected position corresponds to a prime-pel position)
  • at least one neighboring sample adjacent to the projected position is a reference sample for correction of the predicted sample.
  • a reference sample of the projected position may be generated by interpolating two neighboring samples r0 and r1 adjacent to the projected position, and this may be used as a reference sample for correcting the predicted sample A .
  • the two neighboring samples may be integer-pel position samples.
  • a corrected prediction sample may be generated based on a weighted sum of the prediction sample A and the reference sample at the projected position.
  • a weight for the weighted sum may be determined based on a position of a prediction sample in the current block. For example, as the prediction sample is closer to the backward-projected position, a larger weight may be applied to the reference sample at the projected position.
  • the prediction sample of the current block may be corrected based on a difference between at least two reference samples belonging to a reference line of the current block.
  • the reference samples may mean integer-pel position samples.
  • at least one of the reference samples may be a sample at a minor-pel position.
  • the sample at the prime-pel position may be generated by interpolating a plurality of neighboring samples adjacent to the corresponding prime-pel position.
  • projection may be performed on a reference line of the current block from a reference sample (hereinafter, referred to as a first reference sample) having the same x-coordinate or y-coordinate as the prediction sample.
  • the projection may be performed in a prediction direction according to an intra prediction mode of the current block or in a reverse direction thereof.
  • the reference sample at the projected position is referred to as a second reference sample.
  • a prediction sample of the current block may be corrected based on a difference between the first reference sample and the second reference sample.
  • the location of the first reference sample may be determined based on an intra prediction mode of the current block. For example, when the prediction direction according to the intra prediction mode of the current block points to the upper reference line, the first reference sample may be set as a reference sample having the same y-coordinate as the prediction sample on the left reference line. On the other hand, when the prediction direction according to the intra prediction mode of the current block points to the left reference line, the first reference sample may be set as a reference sample having the same x-coordinate as the prediction sample on the upper reference line.
  • the prediction direction according to the intra prediction mode of the current block points to the upper reference line, in which case the first reference sample belongs to the left reference line and has the same y as the prediction sample.
  • the predicted sample P may be corrected based on the difference between the first reference sample r1 and the second reference sample B.
  • the above-described correction method based on the difference between reference samples may be applied to only some modes among a plurality of pre-defined intra prediction modes in an image encoding/decoding apparatus.
  • a correction method based on the difference between reference samples may be applied only when the intra prediction mode of the current block is any one of modes 2 to 18 or modes 50 to 66 shown in FIG. 6 . there is.
  • the correction method based on the difference between reference samples may be adaptively used based on at least one of the size/shape of the current block or the position of the reference line.
  • the corrected prediction sample may be generated based on a weighted sum of a reference sample for correction or a difference between at least two reference samples.
  • the weight for the weighted sum may be determined based on a cost calculated from a predetermined template area, which will be reviewed in detail with reference to FIG. 15 .
  • FIG. 15 illustrates a method for deriving an intra prediction mode based on a template region as an embodiment according to the present disclosure.
  • the template region of the current block is a region reconstructed before the current block, and may include at least one of an upper peripheral region adjacent to the current block, a left peripheral region, an upper left peripheral region, an upper right peripheral region, and a lower left peripheral region.
  • the template area may be a pre-defined area in an image encoding/decoding apparatus to derive an intra prediction mode of a current block. However, when at least one of the aforementioned peripheral areas is unavailable, the unavailable peripheral area may be excluded from the template area. Alternatively, the template region may be determined in consideration of the prediction direction of the intra prediction mode of the current block.
  • Prediction samples of the template region may be generated by performing intra prediction on the template region based on the reference line of the template region.
  • a cost may be calculated based on a difference between the predicted samples and the reconstructed samples of the template region.
  • the cost may be calculated for each of predetermined intra prediction modes.
  • predetermined intra prediction modes may mean a plurality of intra prediction modes pre-defined in the above-described image encoding/decoding apparatus.
  • predetermined intra prediction modes may mean a plurality of candidate modes belonging to the aforementioned candidate list.
  • the cost may be calculated based on a sum of absolute difference (SAD) or a sum of absolute transformed difference (SATD) between predicted samples and reconstructed samples of the template region.
  • SAD sum of absolute difference
  • SATD sum of absolute transformed difference
  • a template region may be set in a left peripheral region.
  • the template area may be composed of N sample lines (eg, rows/columns) or may be a block of a preset size adjacent to the current block.
  • a sample line adjacent to the template region may be set as a reference line for intra prediction of the template region. 15, the third sample line is set as the reference line of the template area.
  • An intra prediction mode having an optimal cost for the template region may be derived using the corresponding reference line.
  • An intra prediction mode corresponding to the smallest cost among the calculated costs may be set as an intra prediction mode of the template region or the current block.
  • the intra prediction mode determined in step S310 and the intra prediction mode derived based on the template region will be referred to as a first intra prediction mode and a second intra prediction mode, respectively.
  • a weight for a weighted sum may be determined based on the comparison between the first intra prediction mode and the second intra prediction mode.
  • the comparison may include whether the first intra prediction mode and the second intra prediction mode are the same, whether a mode value difference between the first intra prediction mode and the second intra prediction mode is greater than a predetermined threshold, or whether the first intra prediction mode is the same as the second intra prediction mode. It may be to determine at least one of whether a difference between the angle of the mode and the angle of the second intra prediction mode is greater than a predetermined threshold value.
  • a weight applied to a prediction sample may be greater than a weight applied to a reference sample for correction (or a difference between reference samples). Otherwise, the weight applied to the prediction sample may be equal to or smaller than the weight applied to the reference sample for correction (or the difference between the reference samples).
  • the weight applied to the prediction sample is the weight applied to the reference sample for correction (or the difference between the reference samples). can be bigger than Otherwise, the weight applied to the prediction sample may be equal to or smaller than the weight applied to the reference sample for correction (or the difference between the reference samples). Conversely, when the mode value difference between the first intra prediction mode and the second intra prediction mode is greater than a predetermined threshold, the weight applied to the prediction sample is applied to the reference sample for correction (or the difference between the reference samples). may be less than the weight of Otherwise, the weight applied to the prediction sample may be equal to or greater than the weight applied to the reference sample for correction (or the difference between the reference samples).
  • the weight applied to the reference sample for correction (or the difference between reference samples) is applied to the prediction sample may be greater than the weight of
  • the weight applied to the reference sample for correction (or the difference between the reference samples) is applied to the prediction sample may be less than the weight.
  • the correction of the prediction sample may be performed based on a plurality of reference lines, which will be described in detail with reference to FIG. 16 .
  • 16 illustrates a method of correcting prediction samples based on a plurality of reference lines as an embodiment according to the present disclosure.
  • projection may be performed with a plurality of reference lines at positions of prediction samples.
  • the projection may be performed in the reverse direction of the prediction direction according to the intra prediction mode of the current block.
  • a projected position for each reference line may be specified, and a reference sample for correction of the prediction sample may be determined based on at least one of the reference samples A and B at the corresponding position.
  • a plurality of reference lines on which projection is performed may be adaptively selected from reference lines pre-defined in an image encoding/decoding apparatus.
  • information indicating whether a reference line used to generate the prediction sample and a reference line to which the reference sample for correction belongs are the same may be signaled. If information indicating that the reference line used to generate the prediction sample and the reference line to which the reference sample for correction belongs are not the same is signaled, indicating the reference line to which the reference sample for correction belongs Information may be additionally signaled.
  • the plurality of reference lines on which the projection is performed may include a reference line used to generate the prediction sample and a reference line to which the reference sample for correction indicated by the signaled information belongs. .
  • the reference line used to generate the prediction sample may be restricted to be used as a reference line to which the reference sample for correction belongs.
  • a reference line adjacent to the reference line used to generate the prediction sample or a reference line closest to the current block may be set as the reference line to which the reference sample for correction belongs.
  • a reference line adjacent to the reference line used to generate the prediction sample may be determined by adding or subtracting 1 to an index of the reference line used to generate the prediction sample.
  • the reference line to which the reference sample for correction belongs may be determined based on the cost of the reference sample at the projected position for each reference line. For example, in FIG. 16 , a cost may be calculated for each of the two specified reference samples B and C by projecting in a reverse direction to the prediction direction. The cost may be calculated based on the difference between the corresponding reference sample and the predicted sample (A). A reference line corresponding to the smallest cost among the calculated costs may be determined as a reference line to which the reference sample for correction belongs. A reference sample corresponding to the smallest cost may be set as a reference sample for the correction.
  • a reference sample for correction of the prediction sample may be determined based on a weighted sum of reference samples (eg, A and B) belonging to the plurality of reference lines.
  • a weight for the weighted sum may be determined based on a cost calculated for each of the aforementioned reference samples. For example, a weight applied to a reference sample having a minimum cost may be greater than a weight applied to a reference sample having a maximum cost.
  • any one of the reference samples belonging to the plurality of reference lines may be determined as a reference sample for correction of the prediction sample.
  • information indicating a location of a reference line to which the reference sample for calibration belongs may be signaled. That is, when the signaled information is a first value, the reference sample A belonging to the first reference line is determined as a reference sample for calibration, and when the signaled information is a second value, the reference sample A belonging to the second reference line Sample B may be determined as a reference sample for calibration.
  • Correction of the predicted sample may be adaptively performed based on information indicating whether or not the predicted sample is corrected.
  • the information may be encoded in the video encoding device and signaled to the video decoding device.
  • the information may be implicitly derived based on at least one of the size and shape of the current block, the position of the reference line, and the relationship with the template region.
  • the prediction sample is corrected. Based on the comparison between the intra prediction mode determined in step S310 (hereinafter referred to as a first intra prediction mode) and the intra prediction mode derived based on the template region (hereinafter referred to as a second intra prediction mode), the prediction sample is corrected. can decide whether
  • the comparison may include whether the first intra prediction mode and the second intra prediction mode are the same, whether a mode value difference between the first intra prediction mode and the second intra prediction mode is greater than a predetermined threshold, or whether the first intra prediction mode is the same as the second intra prediction mode. It may be to determine at least one of whether a difference between the angle of the mode and the angle of the second intra prediction mode is greater than a predetermined threshold value.
  • the first intra prediction mode and the second intra prediction mode are the same, it may be determined that correction of the prediction sample is not performed. Otherwise, it may be determined that correction of the prediction sample is performed.
  • the mode value difference between the first intra prediction mode and the second intra prediction mode is greater than a predetermined threshold, it is determined that correction of the prediction sample is not performed. Otherwise, it may be determined that correction of the prediction sample is performed. there is.
  • the difference between the angle of the first intra prediction mode and the angle of the second intra prediction mode is close to 0 degrees or 180 degrees, it may be determined that correction of the prediction sample is performed.
  • the difference between the angle of the first intra prediction mode and the angle of the second intra prediction mode is close to 90 degrees, it may be determined that correction of the prediction sample is not performed. If the threshold value is set to 20, it is determined that correction of the predicted sample is performed if each of 0 degree and 180 degree is within ⁇ 20, and otherwise it is determined that correction of the predicted sample is not performed.
  • an intra-prediction mode is derived for a region to which each of the plurality of samples belongs, and the intra-prediction mode of each region and the intra-prediction mode of the current block are compared.
  • Reference samples belonging to a plurality of reference lines may be used for correction of the prediction sample.
  • an intra prediction mode is derived for each template region to which the reference sample belongs through the above-described method, and prediction is made based on the comparison. Whether or not the sample is calibrated can be determined.
  • each of the components (eg, units, modules, etc.) constituting the block diagram in the above-described embodiment may be implemented as a hardware device or software, or a plurality of components may be combined to form a single hardware device or software. may be implemented.
  • the above-described embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • the hardware device may be configured to act as one or more software modules to perform processing according to the present invention and vice versa.
  • the present invention can be used to encode/decode video signals.

Abstract

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 현재 블록에 대해 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보들 중에서 현재 블록의 하나 또는 그 이상의 참조 라인들을 결정하며, 결정된 인트라 예측 모드와 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 기초하여 현재 블록의 예측 샘플을 생성하고, 생성된 예측 샘플을 보정할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치
본 발명은 영상 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 개시는 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 인트라 예측 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 인트라 예측을 위한 참조 라인 결정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 인트라 예측 모드의 부호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 인트라 예측에 따른 예측 샘플의 보정 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 현재 블록에 대해 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보들 중에서, 상기 현재 블록의 하나 또는 그 이상의 참조 라인들을 결정하며, 상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하고, 상기 생성된 예측 샘플을 보정하여 보정된 예측 샘플을 생성할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, 상기 예측 샘플은, 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 속한 적어도 둘의 참조 샘플 간의 차분에 기초하여 보정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 차분은, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플과 기준 위치의 참조 샘플 간의 제1 차분 또는 상기 현재 블록의 상단 참조 샘플과 상기 기준 위치의 참조 샘플 간의 제2 차분 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 보정된 예측 예측 샘플은, 상기 예측 샘플, 상기 제1 차분 및 상기 제2 차분의 가중합에 기초하여 생성될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 상기 보정된 예측 샘플은, 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 속한 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분에 기초하여 생성될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 적어도 둘의 참조 샘플들은, 상기 예측 샘플과 동일한 x-좌표 또는 y-좌표를 갖는 제1 참조 샘플 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향에 따라 상기 제1 참조 샘플로부터 프로젝션된 위치의 제2 참조 샘플을 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제1 참조 샘플의 위치는, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 보정된 예측 샘플은, 상기 예측 샘플과 상기 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분의 가중합에 기초하여 생성될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 가중합을 위한 가중치는, 상기 현재 블록에 인접한 소정의 템플릿 영역으로부터 산출된 코스트를 기반으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 코스트는, 상기 현재 블록의 후보 리스트에 속한 복수의 후보 모드들 각각에 대해서 산출될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 가중합을 위한 가중치는, 상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 코스트를 기반으로 유도된 인트라 예측 모드 간의 비교에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 보정하기 위해, 복수의 참조 라인들이 이용될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 복수의 참조 라인들 중 어느 하나는, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인이고, 상기 복수의 참조 라인들 중 다른 어느 하나는, 비트스트림으로 통해 시그날링되는 정보에 기초하여 특정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 현재 블록에 대해 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보들 중에서, 상기 현재 블록의 하나 또는 그 이상의 참조 라인들을 결정하며, 상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하고, 상기 생성된 예측 샘플을 보정하여 보정된 예측 샘플을 생성할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, 상기 예측 샘플은, 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 속한 적어도 둘의 참조 샘플 간의 차분에 기초하여 보정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 차분은, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플과 기준 위치의 참조 샘플 간의 제1 차분 또는 상기 현재 블록의 상단 참조 샘플과 상기 기준 위치의 참조 샘플 간의 제2 차분 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 보정된 예측 예측 샘플은, 상기 예측 샘플, 상기 제1 차분 및 상기 제2 차분의 가중합에 기초하여 생성될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 상기 보정된 예측 샘플은, 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 속한 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분에 기초하여 생성될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 적어도 둘의 참조 샘플들은, 상기 예측 샘플과 동일한 x-좌표 또는 y-좌표를 갖는 제1 참조 샘플 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향에 따라 상기 제1 참조 샘플로부터 프로젝션된 위치의 제2 참조 샘플을 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제1 참조 샘플의 위치는, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 보정된 예측 샘플은, 상기 예측 샘플과 상기 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분의 가중합에 기초하여 생성될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 가중합을 위한 가중치는, 상기 현재 블록에 인접한 소정의 템플릿 영역으로부터 산출된 코스트를 기반으로 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 코스트는, 상기 현재 블록의 후보 리스트에 속한 복수의 후보 모드들 각각에 대해서 산출될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 가중합을 위한 가중치는, 상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 코스트를 기반으로 유도된 인트라 예측 모드 간의 비교에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 보정하기 위해, 복수의 참조 라인들이 이용될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 복수의 참조 라인들 중 어느 하나는, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인이고, 상기 복수의 참조 라인들 중 다른 어느 하나를 지시하는 정보가 비트스트림으로 통해 시그날링될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 의해 부호화된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에 의하면, 인트라 예측을 위한 참조 라인을 효율적으로 결정할 수 있다.
본 개시에 의하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 인트라 예측의 정확도를 향상시킬 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화/복호화 방법을 도시한 것이다.
도 4는 본 개시에 따른 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라 현재 블록의 샘플 단위로 참조 라인을 결정하는 일예를 도시한 것이다.
도 5는 본 개시에 따른 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라 현재 블록의 서브 영역 단위로 참조 라인을 결정하는 일예를 도시한 것이다.
도 6은 본 개시에 따른 복수의 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 것이다.
도 7은 본 개시에 따른 플래너 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 8은 본 개시에 따른 DC 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 9는 본 개시에 따른 방향성 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 10은 본 개시에 따른 복수의 참조 라인에 기반한 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 11 및 도 12는 본 개시에 따른 일실시예로서, 비방향성 모드에 따른 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
도 13 및 도 14는 본 개시에 따른 일실시예로서, 방향성 모드에 따른 예측 샘플의 보정 방법을 도시한 것이다.
도 15는 본 개시에 따른 일실시예로서, 템플릿 영역 기반의 인트라 예측 모드 유도 방법을 도시한 것이다.
도 16은 본 개시에 따른 일실시예로서, 복수의 참조 라인에 기반한 예측 샘플의 보정 방법을 도시한 것이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화 장치에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록 간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화 장치와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화 장치에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화 장치에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화 장치에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화 장치에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화 장치에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화 장치로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화 장치의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화 장치에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화 장치에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화 장치로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화 뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로, 부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛) 또는 예측 블록(또는 예측 유닛) 등을 나타내는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 화소 어레이를 나타낼 수 있다. 별도의 구분이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 예컨대, 후술되는 실시예에서, 부호화 블록(코딩 블록) 및 부호화 유닛(코딩 유닛)은 상호 동등한 의미인 것으로 이해될 수 있다.
도 3은 본 개시에 따른 영상 부호화/복호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화/복호화 방법을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 라인을 결정할 수 있다(S300).
현재 블록은 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 복수의 참조 라인 후보 중 하나 또는 그 이상을 인트라 예측을 위한 참조 라인으로 이용할 수 있다. 여기서, 기-정의된 복수의 참조 라인 후보는, 복호화 대상인 현재 블록에 인접한 이웃 참조 라인과 현재 블록의 경계로부터 1-샘플 내지 N-샘플만큼 떨어진 N개의 넌-이웃 참조 라인을 포함할 수 있다. N은 1, 2, 3, 또는 그 이상의 정수일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 현재 블록이 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보는, 이웃 참조 라인 후보과 3개의 넌-이웃 참조 라인 후보로 구성됨을 가정하나, 이에 한정되지 아니한다. 즉, 현재 블록이 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보는 4개 또는 그 이상의 넌-이웃 참조 라인 후보를 포함할 수 있음은 물론이다.
영상 부호화 장치는, 복수의 참조 라인 후보 중 최적의 참조 라인 후보를 결정하고, 이를 특정하기 위한 인덱스를 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는, 비트스트림을 통해 시그날링되는 인덱스에 기초하여, 현재 블록의 참조 라인을 결정할 수 있다. 상기 인덱스는, 복수의 참조 라인 후보 중 어느 하나를 특정할 수 있다. 상기 인덱스에 의해 특정된 참조 라인 후보가 현재 블록의 참조 라인으로 이용될 수 있다.
현재 블록의 참조 라인을 결정하기 위해 시그날링되는 인덱스의 개수는 1개일 수도 있고, 2개 또는 그 이상일 수도 있다. 일예로, 상기 시그날링되는 인덱스의 개수가 1개인 경우, 현재 블록은 복수의 참조 라인 후보 중에서 상기 시그날링된 인덱스에 의해 특정되는 단일의 참조 라인 후보만을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또는, 상기 시그날링되는 인덱스의 개수가 2개 이상인 경우, 현재 블록은 복수의 참조 라인 후보 중에서 복수개의 인덱스에 의해 특정되는 복수의 참조 라인 후보를 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
또는, 현재 블록의 참조 라인은 영상 복호화 장치 측면에서 결정될 수 있고, 이 경우 상기 인덱스의 시그날링이 생략될 수 있다(이하, 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드라 함). 본 개시에 따른 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라, 현재 블록의 참조 라인은 현재 블록의 샘플 단위로 결정될 수도 있고, 현재 블록의 서브 영역 단위로 결정될 수도 있다. 이에 대해서는 도 4 및 도 5를 참조하여 자세히 살펴보기로 한다. 한편, 후술하는 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따른 참조 라인 결정 방법은 영상 부호화 장치에서도 동일하게 수행될 수 있고, 이 경우 인코더-사이드 참조 라인 결정 모드라 불릴 수 있다.
도 4는 본 개시에 따른 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라 현재 블록의 샘플 단위로 참조 라인을 결정하는 일예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 현재 블록이 이용 가능한 4개의 참조 라인 후보가 도시된다. 4개의 참조 라인 후보는, 현재 블록에 인접한 제1 참조 라인 후보과 현재 블록의 경계에서 1-샘플 내지 3-샘플만큼 떨어진 제2 내지 제4 참조 라인 후보로 구성될 수 있다.
본 개시에 따른 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드를 통해, 제1 참조 라인 후보와 제4 참조 라인 후보 사이에 위치한 제2 및 제3 참조 라인 후보 중에서 어느 하나가, 현재 블록의 참조 라인으로 결정될 수 있다. 다만, 이는 일예에 불과하며, 현재 블록에 인접한 이웃 참조 라인 후보와 현재 블록의 경계에서 가장 멀리 떨어진 넌-이웃 참조 라인 후보 사이에 위치한 복수의 참조 라인 후보 중 어느 하나가, 현재 블록의 참조 라인으로 결정될 수 있다. 이를 위해, 참조 라인 후보의 범위를 결정할 수도 있다.
인트라 예측 모드의 방향성에 따라, 현재 블록의 현재 샘플의 위치로부터 제4 참조 라인 후보로 프로젝션(projection)을 수행할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 프로젝션을 통해, 제1 내지 제4 참조 라인 후보에 대해서 프로젝션 위치 a1 내지 a4가 각각 결정될 수 있다.
현재 샘플에 대한 제1 변수(val_line[x][y][idx])와 제2 변수(val_dir[x][y][idx]를 유도할 수 있다. 상기 제1 변수와 제2 변수는 제2 참조 라인 후보와 제3 참조 라인 후보에 대해서 각각 유도될 수 있다. 여기서, x와 y는 예측 대상인 현재 샘플의 좌표를 의미할 수 있다. 또한, idx는 참조 라인 후보의 인덱스/위치를 나타낼 수 있다. 일예로, 전술한 참조 라인 후보의 범위가 4개의 참조 라인 후보 즉, 제1 내지 제4 참조 라인 후보인 경우, idx는 0과 1의 값을 가지며, 이는 각각 제2 참조 라인 후보와 제3 참조 라인 후보를 나타낼 수 있다.
상기 제1 변수는, 동일 참조 라인 후보에 속한 하나 또는 그 이상의 샘플을 기반으로 유도될 수 있다. 일예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 각도 라인(angular line)이 참조 라인 후보에 속한 정수-펠 위치의 샘플을 지나가는 경우, 상기 제1 변수는 상기 정수-펠 위치의 샘플 값으로 유도될 수 있다. 또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 각도 라인이 참조 라인 후보에 속한 2개의 정수-펠 위치의 샘플 사이를 지나가는 경우, 상기 제1 변수는 복수의 정수-펠 위치의 샘플을 보간하여 유도될 수 있다. 이때, 복수의 정수-펠 위치의 샘플은 상기 2개의 정수-펠 위치의 샘플을 의미할 수도 있고, 상기 2개의 정수-펠 위치의 샘플을 포함한 3개, 4개 또는 그 이상의 샘플을 의미할 수도 있다.
도 4를 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 각도 라인은 제2 참조 라인 후보에 속한 2개의 정수-펠 위치의 샘플(즉, r(0, -2)와 r(1, -2)) 사이를 지나간다. 이 경우, 상기 각도 라인 상에 위치한 a2 위치의 샘플 값이 제2 참조 라인 후보에 속한 2개의 정수-펠 위치의 샘플을 보간하여 유도될 수 있다. 제2 참조 라인 후보에 대한 제1 변수(val_line[0][0][0])는 a2 위치의 샘플 값으로 설정될 수 있다.
마찬가지로, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 각도 라인은 제3 참조 라인 후보에 속한 2개의 정수-펠 위치의 샘플(즉, r(0, -3)와 r(1, -3)) 사이를 지나간다. 이 경우, 상기 각도 라인 상에 위치한 a3 위치의 샘플 값이 제3 참조 라인 후보에 속한 2개의 정수-펠 위치의 샘플을 보간하여 유도되고, 이는 제3 참조 라인 후보에 대한 제1 변수(val_line[0][0][1])로 설정될 수 있다.
상기 제2 변수는, 서로 상이한 참조 라인 후보에 속한 2개의 샘플을 보간하여 유도될 수 있다. 여기서, 2개의 샘플은 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 각도 라인 상에 위치한 것일 수 있다. 또는, 2개의 샘플은 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 각도 라인에 인접한 정수-펠 위치의 샘플일 수도 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드의 방향성에 따라, 상기 2개의 샘플은 모두 정수-펠 위치의 샘플일 수도 있고, 2개의 샘플 중 적어도 하나는 소수-펠 위치의 샘플일 수도 있다. 이때, 상기 소수-펠 위치의 샘플은, 동일 참조 라인 후보에 속한 복수의 정수-펠 위치의 샘플을 보간하여 생성될 수 있다. 상기 보간에 이용되는 복수의 정수-펠 위치의 샘플 개수는 2개, 3개, 4개 또는 그 이상일 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1 참조 라인 후보 내 a1 위치의 샘플과 제4 참조 라인 후보 내 a4 위치의 샘플을 보간하여 a2 위치의 샘플 값이 생성될 수 있다. 제2 참조 라인 후보에 대한 제2 변수(val_dir[0][0][0])는 상기 a2 위치의 샘플 값으로 설정될 수 있다.
마찬가지로, 제1 참조 라인 후보 내 a1 위치의 샘플과 제4 참조 라인 후보 내 a4 위치의 샘플을 보간하여 a3 위치의 샘플 값이 생성될 수 있다. 제3 참조 라인 후보에 대한 제2 변수(val_dir[0][0][1])는 상기 a3 위치의 샘플 값으로 설정될 수 있다.
현재 블록의 참조 라인은, 제2 및 제3 참조 라인 후보에 대해서 유도된 제1 변수 또는 제2 변수 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 일예로, 현재 블록의 참조 라인은 다음 수학식 1과 같이 결정될 수 있다.
[수학식 1]
ref_idx[x][y]=|val_line[x][y][0]-val_dir[x][y][0]| < |val_line[x][y][1] - val_dir[x][y][1]| ? 1 : 2
수학식 1을 참조하면, 제2 참조 라인 후보에 대한 제1 변수와 제2 변수 간의 차이의 절대값과 제3 참조 라인 후보에 대한 제1 변수와 제2 변수 간의 차이의 절대값을 비교할 수 있다. 비교 결과, 제2 참조 라인 후보에 대한 절대값이 제3 참조 라인 후보에 대한 절대값보다 작은 경우, 현재 블록의 참조 라인은 제2 참조 라인 후보(즉, ref_idx = 1)로 결정될 수 있다. 반면, 제2 참조 라인 후보에 대한 절대값이 제3 참조 라인 후보에 대한 절대값보다 작지 않은 경우, 현재 블록의 참조 라인은 제3 참조 라인 후보(즉, ref_idx = 2)로 결정될 수 있다.
전술한 방법에 따라, 현재 블록 내 샘플 단위로 참조 라인이 결정될 수 있다. 또는, 현재 블록 내 기-정의된 위치의 샘플에 대해서만 전술한 방법을 통해 참조 라인을 결정하고, 현재 블록 내 나머지 샘플은 이를 공유할 수 있다. 일예로, 상기 기-정의된 위치의 샘플은 현재 블록 내 좌상단 샘플, 좌하단 샘플, 우상단 샘플, 우하단 샘플, 또는 중앙 샘플 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라 현재 블록의 서브 영역 단위로 참조 라인을 결정하는 일예를 도시한 것이다.
현재 블록은 하나 또는 그 이상의 서브 영역으로 구분될 수 있다. 즉, 현재 블록은 하나의 서브 영역으로 구성될 수도 있고, 둘 이상의 서브 영역으로 구성될 수도 있다.
일예로, 상기 서브 영역은 n x H, W x n, 2 x 2, 4 x 4, 8 x 8과 같이 기-정의된 크기를 가질 수 있다. 여기서, H와 W는 현재 블록의 높이와 너비를 각각 나타내고, n은 1보다 크거나 같고 현재 블록의 높이 또는 너비보다 작거나 같은 정수일 수 있다. 또는, 상기 서브 영역의 크기/형태는, 현재 블록의 너비, 높이, 너비와 높이의 비율, 너비와 높이의 합/곱, 너비와 높이의 최대값/최소값, 형태, 성분 타입, 인트라 예측 모드의 방향성 모드인지 여부, 또는 인트라 예측 모드의 방향성 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다. 다만, 설명의 편의를 위해, 도 5에 도시된 바와 같이, 서브 영역은 2 x 2의 크기를 가짐을 가정한다.
현재 서브 영역에 대한 SAD[idx]를 산출할 수 있고, 이때 SAD[idx]는 복수의 참조 라인 후보 각각에 대해서 산출될 수 있다. 일예로, 상기 SAD[idx]는 다음 수학식 2와 같이 산출될 수 있다.
[수학식 2]
SAD[idx] + = | val_line[x][y][idx] - val_dir[x][y][idx] |
수학식 2를 이용하여 idx에 대응하는 참조 라인 후보에 대한 SAD를 산출할 수 있다. 구체적으로, 현재 서브 영역 내 샘플 각각에 대해서, 전술한 제1 변수와 제2 변수를 유도하고, 제1 변수와 제2 변수의 차이의 절대값을 산출할 수 있다. 여기서, 제1 변수와 제2 변수를 유도하는 방법은, 도 4를 참조하여 살펴본 바와 같다. 현재 서브 영역 내 샘플 각각에 대해서 산출된 절대값의 합을 기반으로, idx에 대응하는 참조 라인 후보에 대한 SAD를 산출할 수 있다.
전술한 방법을 통해, 제2 참조 라인 후보에 대한 SAD[0]와 제3 참조 라인 후보에 대한 SAD[1]를 각각 산출하고, 이들을 비교할 수 있다. 비교 결과, 제2 참조 라인 후보에 대한 SAD[0]이 제3 참조 라인 후보에 대한 SAD[1]보다 작은 경우, 현재 서브 영역의 참조 라인은 제2 참조 라인 후보로 결정될 수 있다. 반면, 제2 참조 라인 후보에 대한 SAD[0]이 제3 참조 라인 후보에 대한 SAD[1]보다 작지 않은 경우, 현재 서브 영역의 참조 라인은 제3 참조 라인 후보로 결정될 수 있다.
전술한 방법에 따라, 현재 블록의 서브 영역 단위로 참조 라인이 결정될 수 있다. 또는, 현재 블록 내 기-정의된 위치의 서브 영역에 대해서만 전술한 방법을 통해 참조 라인을 결정하고, 현재 블록 내 나머지 서브 영역이 이를 공유할 수도 있다. 상기 기-정의된 위치의 서브 영역은 현재 블록 내 상단 서브 영역, 좌측 서브 영역, 좌상단 서브 영역, 좌하단 서브 영역, 우상단 서브 영역, 우하단 서브 영역, 또는 중앙 서브 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전술한 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라 결정된 참조 라인 외에 추가적인 참조 라인이 더 결정될 수도 있다. 여기서, 추가적인 참조 라인은, 기-정의된 복수의 참조 라인 후보 중에서 결정될 수 있다.
일예로, 상기 추가적인 참조 라인은, 상기 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라 결정된 참조 라인에 인접한 참조 라인일 수 있다. 만일 상기 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 따라 결정된 참조 라인이 제2 참조 라인 후보인 경우, 상기 추가적인 참조 라인은 제1 참조 라인 후보 또는 제3 참조 라인 후보 중 적어도 하나로 결정될 수 있다.
또는, 상기 추가적인 참조 라인은, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 위치의 참조 라인 후보로 결정될 수도 있다. 상기 기-정의된 위치의 참조 라인 후보는, 현재 블록에 가장 가까운 참조 라인 후보(즉, 제1 참조 라인 후보) 또는 현재 블록에서 가장 먼 참조 라인 후보(즉, 제4 참조 라인 후보) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
상기 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드는 플래그에 기초하여 선택적으로 이용될 수 있다. 상기 플래그는, 현재 블록의 참조 라인이 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 의해 결정되는지 여부를 특정할 수 있다.
일예로, 상기 플래그가 제1 값인 경우, 상기 현재 블록의 참조 라인은 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 의해 결정될 수 있다. 반면, 상기 플래그가 제2 값인 경우, 상기 현재 블록의 참조 라인은 시그날링되는 인덱스에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 인덱스는 상기 플래그가 제2 값인 경우에 한하여 시그날링되도록 제한될 수도 있다. 상기 인덱스는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 복수의 참조 라인 후보 중 어느 하나를 지시할 수 있다. 또는, 상기 인덱스는, 기-정의된 복수의 참조 라인 후보 전부가 아닌 일부 참조 라인 후보 중 어느 하나를 지시할 수도 있다. 여기서, 일부 참조 라인 후보는, (제1 참조 라인 후보), (제2 참조 라인 후보), (제3 참조 라인 후보), (제4 참조 라인 후보), (제1 참조 라인 후보, 제2 참조 라인 후보), (제1 참조 라인 후보, 제3 참조 라인 후보), (제1 참조 라인 후보, 제4 참조 라인 후보), (제1 참조 라인 후보, 제2 참조 라인 후보, 제3 참조 라인 후보), (제1 참조 라인 후보, 제2 참조 라인 후보, 제4 참조 라인 후보), (제1 참조 라인 후보, 제3 참조 라인 후보, 제4 참조 라인 후보), 또는 (제2 참조 라인 후보, 제3 참조 라인 후보, 제4 참조 라인 후보)일 수 있다. 즉, 플래그가 제2 값인 경우, 현재 블록의 참조 라인은 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 의해 결정되지 않을 수 있다. 이 경우, 현재 블록이 이용 가능한 참조 라인 후보의 개수는 1개, 2개, 또는 3개로 감소될 수 있다.
일예로, 상기 플래그가 제1 값인 경우, 현재 블록의 참조 라인은 디코더-사이드 참조 라인 결정 모드에 의해 결정될 수 있다. 반면, 상기 플래그가 제2 값인 경우, 현재 블록의 참조 라인은 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 디폴트 참조 라인에 기초하여 결정될 수 있다. 여기서, 디폴트 참조 라인은, 현재 블록에 가장 가까운 참조 라인 후보(즉, 제1 참조 라인 후보) 또는 현재 블록에서 가장 먼 참조 라인 후보(즉, 제4 참조 라인 후보)를 의미할 수 있다.
도 3을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S310).
현재 블록의 인트라 예측 모드는 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 복수의 인트라 예측 모드 중에서 결정될 수 있다. 상기 기-정의된 복수의 인트라 예측 모드는 도 6을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 6은 본 개시에 따른 복수의 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 복수의 인트라 예측 모드는, 비방향성 모드와 방향성 모드로 구성될 수 있다. 비방향성 모드는, 플래너 모드 또는 DC 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 방향성 모드는, 2번 내지 66번의 방향성 모드를 포함할 수 있다.
상기 복수의 인트라 예측 모드 중에서 K개의 후보 모드(most probable mode, MPM)를 선택할 수 있다. 선택된 후보 모드를 포함한 후보 리스트가 생성될 수 있다. 후보 리스트에 속한 후보 모드 중 어느 하나를 지시하는 인덱스가 시그날링될 수 있다. 상기 인덱스에 의해 지시된 후보 모드에 기초하여 현재 블록의 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다. 일예로, 상기 인덱스에 의해 지시된 후보 모드가 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다. 또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드는, 상기 인덱스에 의해 지시된 후보 모드의 값과 소정의 차분값에 기초하여 결정될 수도 있다. 상기 차분값은, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 값과 상기 인덱스에 의해 지시된 후보 모드의 값 간의 차이로 정의될 수 있다. 상기 차분값은 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 또는, 상기 차분값은 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 값일 수도 있다.
또는, 현재 블록의 인트라 예측 모드는, 상기 후보 리스트에 현재 블록의 인트라 예측 모드와 동일한 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그에 기초하여 결정될 수 있다. 일예로, 상기 플래그가 제1 값인 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 상기 후보 리스트로부터 결정될 수 있다. 이 경우, 후보 리스트에 속한 복수의 후보 모드 중 어느 하나를 지시하는 인덱스가 시그날링될 수 있다. 상기 인덱스에 의해 지시된 후보 모드가 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다. 반면, 상기 플래그가 제2 값인 경우, 나머지 인트라 예측 모드 중 어느 하나가 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다. 상기 나머지 인트라 예측 모드는, 기-정의된 복수의 인트라 예측 모드 중 상기 후보 리스트에 속한 후보 모드를 제외한 모드를 의미할 수 있다. 상기 플래그가 제2 값인 경우, 상기 나머지 인트라 예측 모드 중 어느 하나를 지시하는 인덱스가 시그날링될 수 있다. 시그날링된 인덱스에 의해 지시된 인트라 예측 모드가 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 모드는 현재 블록의 참조 라인을 결정하기 위해 이용될 수도 있으며, 이 경우 S310 단계는 S300 단계 전에 수행될 수도 있다.
도 3을 참조하면, 현재 블록의 참조 라인과 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록에 대해 인트라 예측을 수행할 수 있다(S320).
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 인트라 예측 모드 별 인트라 예측 방법에 대해서 자세히 살펴보기로 한다. 다만, 설명의 편의를 위해, 현재 블록의 인트라 예측을 위해 단일 참조 라인이 이용됨을 가정하나, 복수의 참조 라인이 이용되는 경우에도 후술하는 인트라 예측 방법이 동일/유사하게 적용될 수 있다.
도 7은 본 개시에 따른 플래너 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, T는 현재 블록의 우상단 코너에 위치하는 참조 샘플을, L은 현재 블록의 좌하단 코너에 위치하는 참조 샘플을 나타낸다. P1은 수평 방향의 보간을 통해 생성될 수 있다. 일예로, P1은 P1과 동일한 수평 라인에 위치한 참조 샘플과 T를 보간하여 생성될 수 있다. P2는 수직 방향의 보간을 통해 생성될 수 있다. 일예로, P2는 P2와 동일한 수직 라인에 위치한 참조 샘플과 L을 보간하여 생성될 수 있다. 현재 블록 내 현재 샘플은, 다음 수학식 3과 같이, P1과 P2의 가중합을 통해 예측될 수 있다.
[수학식 3]
( α x P1 + β x P2 ) / ( α + β )
수학식 3에서, 가중치 α와 β는, 현재 블록의 너비와 높이를 고려하여 결정될 수 있다. 현재 블록의 너비와 높이에 따라, 가중치 α와 β는 동일한 값을 가질 수도 있고, 서로 상이한 값을 가질 수도 있다. 만약 현재 블록의 너비와 높이가 같다면, 가중치 α와 β를 동일하게 설정할 수 있고, 현재 샘플의 예측 샘플은 P1과 P2의 평균값으로 설정될 수 있다. 현재 블록의 너비와 높이가 같지 않은 경우, 가중치 α와 β는 서로 상이한 값을 가질 수 있다. 일예로, 너비가 높이보다 큰 경우, 현재 블록의 너비에 대응하는 가중치에 더 작은 값을 설정하고, 현재 블록의 높이에 대응하는 가중치에 더 큰 값을 설정할 수 있다. 역으로, 너비가 높이보다 큰 경우, 현재 블록의 너비에 대응하는 가중치에 더 큰 값을 설정하고, 현재 블록의 높이에 대응하는 가중치에 더 작은 값을 설정할 수 있다. 여기서, 현재 블록의 너비에 대응하는 가중치는 β를 의미하고, 현재 블록의 높이에 대응하는 가중치는 α를 의미할 수 있다.
도 8은 본 개시에 따른 DC 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 현재 블록에 인접한 주변 샘플의 평균값을 산출하고, 산출된 평균값을 현재 블록 내 모든 샘플의 예측값으로 설정할 수 있다. 여기서, 주변 샘플은, 현재 블록의 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플을 포함할 수 있다. 다만, 현재 블록의 형태에 따라, 상단 참조 샘플 또는 좌측 참조 샘플만을 이용하여 평균값을 산출할 수도 있다. 일예로, 현재 블록의 너비가 높이보다 큰 경우, 현재 블록의 상단 참조 샘플만을 이용하여 평균값을 산출할 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 소정의 문턱값보다 크거나 같은 경우, 현재 블록의 상단 참조 샘플만을 이용하여 평균값을 산출할 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 소정의 문턱값보다 작거나 같은 경우, 현재 블록의 상단 참조 샘플만을 이용하여 평균값을 산출할 수 있다. 반면, 현재 블록의 너비가 높이보다 작은 경우, 현재 블록의 좌측 참조 샘플만을 이용하여 평균값을 산출할 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 소정의 문턱값보다 작거나 같은 경우, 현재 블록의 좌측 참조 샘플만을 이용하여 평균값을 산출할 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이의 비율이 소정의 문턱값보다 크거나 같은 경우, 현재 블록의 좌측 참조 샘플만을 이용하여 평균값을 산출할 수 있다.
도 9는 본 개시에 따른 방향성 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 해당 방향성 모드의 각도에 따라 참조 라인으로 프로젝션(projection)을 수행할 수 있다. 프로젝션된 위치에 참조 샘플이 존재하면, 해당 참조 샘플을 현재 샘플의 예측 샘플로 설정할 수 있다. 만약 프로젝션된 위치에 참조 샘플이 존재하지 않으면, 프로젝션된 위치에 이웃한 하나 또는 그 이상의 주변 샘플을 이용하여 프로젝션된 위치에 대응하는 샘플을 생성할 수 있다. 일예로, 프로젝션된 위치를 기준으로 양방향으로 이웃한 2개 또는 그 이상의 주변 샘플을 기반으로 보간을 수행하여, 프로젝션된 위치에 대응하는 샘플을 생성할 수 있다. 또는, 프로젝션된 위치에 이웃한 하나의 주변 샘플을 프로젝션된 위치에 대응하는 샘플로 설정할 수 있다. 이때, 프로젝션된 위치에 이웃한 복수의 주변 샘플 중 프로젝션된 위치에 가장 가까운 주변 샘플이 이용될 수 있다. 프로젝션된 위치에 대응하는 샘플을 현재 샘플의 예측 샘플로 설정할 수 있다.
도 9를 참조하면, 현재 샘플 B의 경우, 해당 위치에서 인트라 예측 모드의 각도에 따라 참조 라인으로 프로젝션을 수행할 경우, 프로젝션된 위치에 참조 샘플이 존재한다(즉, 정수 위치의 참조 샘플, R3). 이 경우, 프로젝션된 위치의 참조 샘플을 현재 샘플 B의 예측 샘플로 설정할 수 있다. 현재 샘플 A의 경우, 해당 위치에서 인트라 예측 모드의 각도에 따라 참조 라인으로 프로젝션을 수행할 경우, 프로젝션된 위치에 참조 샘플(즉, 정수 위치의 참조 샘플)이 존재하지 않는다. 이 경우, 프로젝션된 위치에 이웃한 주변 샘플(예를 들어, R2와 R3)을 기반으로 보간을 수행하여 소수 위치의 샘플(r)을 생성할 수 있다. 생성된 소수 위치의 샘플(r)을 현재 샘플 A의 예측 샘플로 설정할 수 있다.
현재 블록에 대한 인트라 예측을 위해 복수의 참조 라인이 이용될 수 있으며, 이에 대해서는 도 10을 참조하여 자세히 살펴보도록 한다.
도 10은 본 개시에 따른 복수의 참조 라인에 기반한 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, p[x,y]는 현재 블록 내 예측 샘플의 위치를 나타내고, a1 내지 a4는 현재 블록의 인트라 예측 모드의 각도에 따라 복수의 참조 라인으로 프로젝션된 위치를 나타낼 수 있다. 본 실시예에서는, 전술한 제1 내지 제4 참조 라인 후보가 모두 현재 블록의 참조 라인으로 이용되는 경우를 가정한다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 제1 내지 제4 참조 라인 후보 중 2개 또는 3개의 참조 라인 후보가 현재 블록의 참조 라인으로 이용될 수도 있다. 복수의 참조 라인을 결정하는 방법은 도 3을 참조하여 살펴본 바와 같으며, 여기서 중복된 설명은 생략하기로 한다.
a1 내지 a4 위치의 참조 샘플을 가중합하여 예측 샘플 p[x,y]를 생성할 수 있다. 일예로, 예측 샘플 p[x,y]는 다음 수학식 4와 같이 생성될 수 있다.
[수학식 4]
p[x,y] = ((w1 Х Sa1) + (w2 Х Sa2) + (w3 Х Sa3) + (w4 Х Sa4)) / (w1 + w2 + w3 + w4)
수학식 4에서, Sa1 내지 Sa4는 a1 내지 a4 위치의 샘플 값을 각각 나타내며, w1 내지 w4는 a1 내지 a4 위치의 샘플에 각각 적용되는 가중치를 의미할 수 있다.
상기 w1 내지 w4의 가중치는 가중치 세트로 불릴 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측을 위한 가중치 세트는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 가중치 테이블과 인덱스 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 가중치 테이블은 복수의 가중치 세트를 포함할 수 있다. 상기 인덱스 정보는, 가중치 테이블에 속한 복수의 가중치 세트 중 어느 하나를 지시할 수 있다. 일예로, 상기 가중치 테이블은 다음 표 1과 같이 정의될 수 있다.
인덱스 w1 w2 w3 w4
0 2 2 2 2
1 4 2 1 1
2 1 1 2 4
... ... ... ... ...
영상 부호화 장치는 최적의 가중치 세트를 결정하고, 이를 지시하기 위한 인덱스 정보를 부호화할 수 있다. 영상 복호화 장치는, 영상 부호화 장치로부터 시그날링되는 인덱스 정보를 기반으로 상기 가중치 세트를 결정할 수 있다. 또는, 상기 가중치 정보는, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 적응적으로 결정될 수도 있다. 여기서, 부호화 파라미터는, 위치, 크기, 형태, 인트라 예측 모드, 인트라 예측 모드의 각도, 참조 라인의 위치, 참조 라인의 개수, 양자화 파라미터, 변환 스킵의 적용 여부, 또는 현재 블록에 인접한 주변 블록의 가용성 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 고정된 가중치 세트가 이용될 수 있다. 이는, 상기 가중치 테이블이 가용하지 않거나, 상기 가중치 정보의 시그날링이 생략되는 경우에 이용될 수 있다. 일예로, 표 1의 인덱스 0과 같이, 전부 동일한 가중치가 이용될 수 있다. 또는, 표 1의 인덱스 1과 같이, 현재 블록의 경계에 가까울수록 더 큰 가중치가 이용될 수 있다. 반대로, 표 1의 인덱스 2와 같이, 현재 블록의 경계에서 멀어질수록 더 큰 가중치가 이용될 수도 있다.
또는, 상기 가중치 세트는, S300 단계에서 결정된 참조 라인에 기초하여 결정될 수 있다. 일예로, S300 단계에서 결정된 참조 라인에 더 큰 가중치가 할당되고, 다른 참조 라인에 더 작은 가중치가 할당될 수도 있다.
현재 블록의 인트라 예측을 위해 복수의 참조 라인이 이용되는지 여부는, 코딩 블록, 서브-코딩 블록, 변환 블록, 샘플 라인, 또는 샘플 중 적어도 하나의 단위로 결정될 수 있다.
복수의 참조 라인이 이용되는 경우, 각 참조 라인으로 적어도 하나의 참조 샘플이 선택되고, 선택된 참조 샘플을 기반으로 현재 블록의 인트라 예측이 수행될 수 있다. 이때, 선택된 참조 샘플을 모두 이용하여 인트라 예측이 수행될 수도 있고, 선택된 참조 샘플 중 적어도 하나가 현재 블록의 인트라 예측을 위해 참조되지 않도록 제한될 수도 있다.
일예로, 상기 선택된 참조 샘플 중에서, 기준 샘플과의 차이가 소정의 문턱값보다 크거나 같은 샘플의 경우, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플에서 제외될 수 있다.
여기서, 기준 샘플은, 현재 블록의 경계에 가장 가까운 a1 위치의 참조 샘플일 수 있다. 또는, 기준 샘플이 속한 참조 라인 후보를 지시하는 정보가 별도로 시그날링될 수 있고, 해당 정보에 의해 지시된 참조 라인 후보에 속한 참조 샘플이 기준 샘플로 이용될 수 있다. 또는, S300에서 결정된 참조 라인에 속한 참조 샘플이 기준 샘플로 이용될 수 있다. 또는, 기준 샘플은, 상기 선택된 참조 샘플의 평균값으로 설정될 수도 있다.
또는, 기준 샘플과의 차이가 소정의 문턱값보다 크거나 같은 샘플을 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플에서 제외하는 대신, 해당 샘플에 작은 가중치를 할당할 수도 있다. 일예로, a3 위치의 참조 샘플과 a1 위치의 참조 샘플 간의 차이가 상기 문턱값보다 크거나 같은 경우, a3 위치의 참조 샘플에 할당되는 가중치는 a1 위치의 참조 샘플에 할당되는 가중치보다 작을 수 있다.
참조 샘플이 속한 주변 영역에 대해 인트라 예측을 수행하여, 상기 주변 영역의 예측 샘플을 획득할 수 있다. 상기 주변 영역의 예측 샘플과 기-복원된 참조 샘플 간의 차이를 산출할 수 있다. 여기서, 주변 영역의 예측 샘플은, 상기 참조 샘플의 위치에 대응하는 예측 샘플일 수 있다. 상기 차이가 소정의 문턱값보다 크거나 같은 경우, 해당 참조 샘플은 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플에서 제외될 수 있다.
상기 주변 영역은, 현재 블록의 경계에 가장 가까운 참조 라인의 참조 샘플을 포함하지 않을 수 있다. 상기 주변 영역에 대한 인트라 예측은, 상기 현재 블록의 경계에 가장 가까운 참조 라인의 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 주변 영역에 대한 인트라 예측은, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 수행될 수 있다. 또는, 상기 주변 영역에 대한 인트라 예측은, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 모드(예를 들어, 플래너 모드, DC 모드)에 기초하여 수행될 수도 있다.
전술한 문턱값은, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다. 여기서, 부호화 파라미터는 전술한 바와 같으며, 중복된 설명은 생략하기로 한다. 또는, 상기 문턱값은, 상기 선택된 참조 샘플의 최소값 또는 최대값 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수도 있다. 상기 문턱값을 결정하기 위한 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수도 있다.
현재 블록의 인트라 예측을 통해 생성되는 예측 샘플은 보정될 수 있으며, 예측 샘플의 보정 방법에 대해서는 도 11 내지 도 15를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 11 및 도 12는 본 개시에 따른 일실시예로서, 비방향성 모드에 따른 예측 샘플을 보정하는 방법을 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 현재 블록 내 P 위치의 예측 샘플이 생성될 수 있다. 여기서, 예측 샘플은, 플래너 모드 또는 DC 모드 중 적어도 하나에 기초하여 생성된 것일 수 있다. 상기 예측 샘플과 동일한 수평 라인에 위치한 제1 참조 샘플 또는 상기 예측 샘플과 동일한 수직 라인에 위치한 제2 참조 샘플 중 적어도 하나를 이용하여 상기 예측 샘플이 보정될 수 있다. 여기서, 제1 참조 샘플은, 현재 블록의 참조 라인에 속한 샘플 또는 현재 블록 내 기-복원된 샘플(또는, 기-예측된 샘플) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 참조 샘플은, 현재 블록의 참조 라인에 속한 샘플 또는 현재 블록 내 기-복원된 샘플(또는, 기-예측된 샘플) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일예로, 예측 샘플과 동일한 수평 라인에 위치한 제1 참조 샘플로서 r1 위치의 참조 샘플이 이용되고, 예측 샘플과 동일한 수직 라인에 위치한 제2 참조 샘플로서 r7 위치의 참조 샘플이 이용될 수 있다. 상기 예측 샘플, 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플의 가중합에 기초하여, 보정된 예측 샘플이 생성될 수 있다.
또는, 상기 예측 샘플은, 현재 블록의 참조 라인에 속한 적어도 둘의 참조 샘플 간의 차분에 기초하여 보정될 수도 있다. 상기 차분은, 예측 샘플의 수평 방향과 수직 방향 각각에 대해서 산출될 수 있다. 또는, 상기 차분은, 예측 샘플의 수평 방향 또는 수직 방향 중 어느 하나에 대해서 산출될 수 있다. 일예로, 상기 차분은, 좌측 참조 샘플과 기준 위치의 참조 샘플 간의 제1 차분 또는 상단 참조 샘플과 기준 위치의 참조 샘플 간의 제2 차분 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 좌측 참조 샘플은, 현재 블록의 참조 라인에 속하는 것으로서, 보정 대상인 예측 샘플과 동일한 수평 라인에 속한 것일 수 있다. 상기 상단 참조 샘플은, 현재 블록의 참조 라인에 속하는 것으로서, 보정 대상인 예측 샘플과 동일한 수직 라인에 속한 것일 수 있다. 상기 기-정의된 위치의 참조 샘플은, 현재 블록의 참조 라인에 속하는 것으로서, 현재 블록의 좌상단 주변 영역에 속한 것일 수 있다.
상기 예측 샘플, 상기 제1 차분, 또는 상기 제2 차분 중 적어도 둘의 가중합에 기초하여 보정된 예측 샘플이 생성될 수 있다. 이때, 상기 가중합을 위한 가중치는, 예측 샘플과 좌측 참조 샘플 간의 제1 거리 또는 예측 샘플과 상단 참조 샘플 간의 제2 거리 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
도 12를 참조하면, P 위치의 예측 샘플에 대한 제1 차분(즉, 수직 방향의 차분)은, 예측 샘플과 동일한 y-좌표를 가진 참조 샘플(r1)과 현재 블록의 좌상단 참조 샘플(r5)의 차분으로 결정될 수 있다. 또한, P 위치의 예측 샘플에 대한 제2 차분(즉, 수평 방향의 차분)은, 예측 샘플과 동일한 x-좌표를 가진 참조 샘플(r7)과 현재 블록의 좌상단 참조 샘플(r5)의 차분으로 결정될 수 있다.
도 12에서는, 현재 블록의 좌상단 참조 샘플(r5)이 기준 위치의 참조 샘플로 이용됨을 가정하며, 수직 방향의 차분을 산출하기 위한 기준 위치는 수평 방향의 차분을 산출하기 위한 기준 위치와 동일할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 아니하며, 수직 방향의 차분을 산출하기 위한 기준 위치와 수평 방향의 차분을 산출하기 위한 기준 위치가 서로 상이할 수도 있다. 일예로, 수직 방향의 차분을 산출하기 위한 기준 위치는, 현재 블록의 참조 라인에 속한 좌측 참조 샘플들 중 최상단 샘플(r4)의 위치로 설정될 수 있다. 수평 방향의 차분을 산출하기 위한 기준 위치는, 현재 블록의 참조 라인에 속한 상단 참조 샘플들 중 최좌측 샘플(r6)의 위치로 설정될 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 개시에 따른 일실시예로서, 방향성 모드에 따른 예측 샘플의 보정 방법을 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 방향성 모드에 따른 예측 방향의 역방향으로 현재 블록의 참조 라인에 프로젝션이 수행될 수 있다. 프로젝션된 위치의 참조 샘플이 예측 샘플(A)의 보정을 위한 참조 샘플로 이용될 수 있다.
다만, 프로젝션된 위치에 참조 샘플이 존재하지 않는 경우(즉, 프로젝션된 위치가 소수-펠 위치에 해당하는 경우), 프로젝션된 위치에 이웃한 적어도 하나의 주변 샘플이 예측 샘플의 보정을 위한 참조 샘플로 이용될 수 있다. 일예로, 프로젝션된 위치에 인접한 2개의 주변 샘플들(r0, r1)을 보간하여 프로젝션된 위치의 참조 샘플을 생성할 수 있고, 이는 예측 샘플(A)의 보정을 위한 참조 샘플로 이용될 수 있다. 여기서, 2개의 주변 샘플들은 정수-펠 위치의 샘플일 수 있다.
상기 예측 샘플(A)과 프로젝션된 위치의 참조 샘플의 가중합에 기초하여 보정된 예측 샘플이 생성될 수 있다. 이때, 가중합을 위한 가중치는, 현재 블록 내 예측 샘플의 위치를 기반으로 결정될 수 있다. 일예로, 예측 샘플이 역방향으로 프로젝션된 위치에 가까울수록, 프로젝션된 위치의 참조 샘플에 더 큰 가중치가 적용될 수 있다.
또는, 현재 블록의 예측 샘플은, 현재 블록의 참조 라인에 속한 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분에 기초하여 보정될 수도 있다. 여기서, 참조 샘플들은 정수-펠 위치의 샘플을 의미할 수 있다. 또는, 참조 샘플들 중 적어도 하나는 소수-펠 위치의 샘플일 수도 있다. 상기 소수-펠 위치의 샘플은, 해당 소수-펠 위치에 이웃한 복수의 주변 샘플들을 보간하여 생성된 것일 수 있다.
구체적으로, 예측 샘플과 동일한 x-좌표 또는 y-좌표를 갖는 참조 샘플(이하, 제1 참조 샘플이라 함)에서 현재 블록의 참조 라인으로 프로젝션이 수행될 수 있다. 상기 프로젝션은, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향 또는 이의 역방향으로 수행될 수 있다. 이하, 프로젝션된 위치의 참조 샘플을 제2 참조 샘플이라 한다. 현재 블록의 예측 샘플은, 상기 제1 참조 샘플과 상기 제2 참조 샘플 간의 차분에 기초하여 보정될 수 있다.
상기 제1 참조 샘플의 위치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 결정될 수 있다. 일예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향이 상단 참조 라인을 가리키는 경우, 제1 참조 샘플은 좌측 참조 라인에서 예측 샘플과 동일한 y-좌표를 가진 참조 샘플로 설정될 수 있다. 반면, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향이 좌측 참조 라인을 가리키는 경우, 제1 참조 샘플은 상단 참조 라인에서 예측 샘플과 동일한 x-좌표를 가진 참조 샘플로 설정될 수 있다.
도 14를 참조하면, P 위치의 예측 샘플의 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향이 상단 참조 라인을 가리키며, 이 경우 제1 참조 샘플은 좌측 참조 라인에 속하고, 예측 샘플과 동일한 y-좌표를 가진 참조 샘플(r1)로 결정될 수 있다. 제1 참조 샘플(r1)에서 참조 라인으로 프로젝션이 수행될 수 있고, 프로젝션된 위치의 제2 참조 샘플(B)이 특정/생성될 수 있다. 제1 참조 샘플(r1)과 제2 참조 샘플(B)의 차분을 기반으로, 예측 샘플(P)이 보정될 수 있다.
전술한 참조 샘플들 간의 차분에 기반한 보정 방법은, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 복수의 인트라 예측 모드들 중 일부 모드에 대해서만 적용될 수 있다. 일예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 도 6에 도시된 2번 내지 18번 모드 중 어느 하나이거나 50번 내지 66번 모드 중 어느 하나인 경우에만, 참조 샘플들 간의 차분에 기반한 보정 방법이 적용될 수 있다. 또는, 참조 샘플들 간의 차분에 기반한 보정 방법은, 현재 블록의 크기/형태 또는 참조 라인의 위치 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 이용될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 보정된 예측 샘플은, 보정을 위한 참조 샘플 또는 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분과의 가중합에 기초하여 생성될 수 있다. 이때, 가중합을 위한 가중치는, 소정의 템플릿 영역으로부터 산출된 코스트(cost)를 기반으로 결정될 수 있으며, 이는 도 15를 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
도 15는 본 개시에 따른 일실시예로서, 템플릿 영역 기반의 인트라 예측 모드 유도 방법을 도시한 것이다.
현재 블록의 템플릿 영역은, 현재 블록 이전에 복원된 영역으로서, 현재 블록에 인접한 상단 주변 영역, 좌측 주변 영역, 좌상단 주변 영역, 우상단 주변 영역 또는 좌하단 주변 영역 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 템플릿 영역은, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하기 위해 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 영역일 수 있다. 다만, 전술한 주변 영역들 중 적어도 하나가 가용하지 않은 경우, 가용하지 않은 주변 영역은 템플릿 영역에서 제외될 수 있다. 또는, 상기 템플릿 영역은, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향을 고려하여 결정될 수도 있다.
템플릿 영역의 참조 라인을 기반으로 템플릿 영역에 대해 인트라 예측을 수행하여 템플릿 영역의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 상기 예측 샘플들과 템플릿 영역의 복원 샘플들 간의 차분을 기반으로 코스트(cost)가 산출될 수 있다. 상기 코스트는, 소정의 인트라 예측 모드들 각각에 대해서 산출될 수 있다. 여기서, 소정의 인트라 예측 모드들은, 전술한 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 복수의 인트라 예측 모드들을 의미할 수 있다. 또는, 소정의 인트라 예측 모드들은, 전술한 후보 리스트에 속한 복수의 후보 모드들을 의미할 수 있다. 상기 코스트는, 템플릿 영역의 예측 샘플들과 복원 샘플들 간의 SAD(sum of absolute difference) 또는 SATD(sum of absolute transformed difference)에 기초하여 산출될 수 있다.
도 15를 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측방향이 상단 참조 라인(또는, 상단 참조 샘플)을 가리키는 경우, 좌측 주변 영역에서 템플릿 영역이 설정될 수 있다. 상기 템플릿 영역은 N개의 샘플 라인(예컨대, 행/열)으로 구성될 수도 있고, 현재 블록에 인접한 기-설정된 크기의 블록일 수 있다.
템플릿 영역에 인접한 샘플 라인이 템플릿 영역의 인트라 예측을 위한 참조 라인으로 설정될 수 있다. 도 15에서는, 3번째 샘플 라인이 템플릿 영역의 참조 라인으로 설정된다. 해당 참조 라인을 이용하여, 템플릿 영역에 대해 최적의 코스트를 가진 인트라 예측 모드가 유도될 수 있다.
상기 산출된 코스트들 중 가장 작은 코스트에 대응하는 인트라 예측 모드가, 템플릿 영역 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정될 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, S310 단계에서 결정된 인트라 예측 모드와 템플릿 영역을 기반으로 유도된 인트라 예측 모드를 각각 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드라 부르기로 한다.
상기 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드 간의 비교에 기초하여, 가중합을 위한 가중치가 결정될 수 있다. 여기서, 비교는, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드가 동일한지 여부, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드 간의 모드 값 차이가 소정의 문턱값보다 큰지 여부, 또는 제1 인트라 예측 모드의 각도와 제2 인트라 예측 모드의 각도 간의 차이가 소정의 문턱값보다 큰지 여부 중 적어도 하나를 판단하는 것일 수 있다.
일예로, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드가 동일한 경우, 예측 샘플에 적용되는 가중치는, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치보다 더 클 수 있다. 그렇지 않은 경우, 예측 샘플에 적용되는 가중치는, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치와 같거나 작을 수 있다.
제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드 간의 모드 값 차이가 소정의 문턱값보다 큰 경우, 예측 샘플에 적용되는 가중치는, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치보다 더 클 수 있다. 그렇지 않은 경우, 예측 샘플에 적용되는 가중치는, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치와 같거나 작을 수 있다. 반대로, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드 간의 모드 값 차이가 소정의 문턱값보다 큰 경우, 예측 샘플에 적용되는 가중치는, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치보다 더 작을 수 있다. 그렇지 않은 경우, 예측 샘플에 적용되는 가중치는, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치와 같거나 클 수 있다.
제1 인트라 예측 모드의 각도와 제2 인트라 예측 모드의 각도 간의 차이가 0도 또는 180도에 가까울수록, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치는 예측 샘플에 적용되는 가중치보다 더 클 수 있다. 반면, 제1 인트라 예측 모드의 각도와 제2 인트라 예측 모드의 각도 간의 차이가 90도에 가까울수록, 보정을 위한 참조 샘플(또는, 참조 샘플들 간의 차분)에 적용되는 가중치는 예측 샘플에 적용되는 가중치보다 더 작을 수 있다.
상기 예측 샘플의 보정은, 복수의 참조 라인에 기초하여 수행될 수도 있으며, 이는 도 16을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.
도 16은 본 개시에 따른 일실시예로서, 복수의 참조 라인에 기반한 예측 샘플의 보정 방법을 도시한 것이다.
도 16을 참조하면, 예측 샘플의 위치에서 복수의 참조 라인으로 프로젝션이 수행될 수 있다. 상기 프로젝션은 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향의 역방향으로 수행될 수 있다. 이때, 각 참조 라인 별로 프로젝션된 위치가 특정될 수 있고, 해당 위치의 참조 샘플들(A, B) 중 적어도 하나에 기반하여 상기 예측 샘플의 보정을 위한 참조 샘플이 결정될 수 있다.
도 16에서는 복수의 참조 라인으로 첫번째 참조 라인과 두번째 참조 라인이 이용되는 경우를 도시하나, 이는 일예에 불과하다. 프로젝션이 수행되는 복수의 참조 라인은 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 참조 라인들 중에서 적응적으로 선택될 수 있다.
일예로, 상기 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인과 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인이 동일한지 여부를 나타내는 정보가 시그날링될 수 있다. 만일, 상기 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인과 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인이 동일하지 않음을 나타내는 정보가 시그날링되는 경우, 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인을 지시하는 정보가 추가적으로 시그날링될 수 있다. 이 경우, 상기 프로젝션이 수행되는 복수의 참조 라인은, 상기 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인과 상기 시그날링된 정보에 의해 지시되는 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인을 포함할 수 있다.
또는, 복잡도를 줄이기 위해, 상기 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인이 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인으로 고정적으로 이용되도록 제한될 수도 있다.
또는, 상기 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인에 인접한 참조 라인 또는 현재 블록에 가장 가까운 참조 라인이 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인으로 설정될 수 있다. 여기서, 상기 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인에 인접한 참조 라인은, 상기 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인의 인덱스에 1을 가산 또는 감산하여 결정될 수 있다.
또는, 영상 복호화 장치 측면에서, 각 참조 라인 별 프로젝션된 위치의 참조 샘플의 코스트를 기반으로 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인을 결정할 수 있다. 일예로, 도 16에서 예측 방향의 역방향으로 프로젝션하여 특정된 2개의 참조 샘플(B, C) 각각에 대해 코스트를 산출할 수 있다. 상기 코스트는 해당 참조 샘플과 예측 샘플(A)과의 차분에 기초하여 산출될 수 있다. 상기 산출된 코스트들 중 가장 작은 코스트에 대응하는 참조 라인이 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인으로 결정될 수 있다. 상기 가장 작은 코스트에 대응하는 참조 샘플이, 상기 보정을 위한 참조 샘플로 설정될 수 있다.
상기 복수의 참조 라인에 속한 참조 샘플들(예컨대, A와 B)의 가중합에 기초하여 상기 예측 샘플의 보정을 위한 참조 샘플이 결정될 수 있다. 상기 가중합을 위한 가중치는, 전술한 참조 샘플들 각각에 대해 산출된 코스트를 기반으로 결정될 수 있다. 일예로, 최소값의 코스트를 가진 참조 샘플에 적용되는 가중치는, 최대값의 코스트를 가진 참조 샘플에 적용되는 가중치보다 더 클 수 있다.
또는, 상기 복수의 참조 라인에 속한 참조 샘플들 중 어느 하나가 상기 예측 샘플의 보정을 위한 참조 샘플로 결정될 수도 있다. 이를 위해, 상기 보정을 위한 참조 샘플이 속한 참조 라인의 위치를 지시하는 정보가 시그날링될 수 있다. 즉, 상기 시그날링된 정보가 제1 값인 경우, 첫번째 참조 라인에 속한 참조 샘플(A)가 보정을 위한 참조 샘플로 결정되고, 상기 시그날링된 정보가 제2 값인 경우, 두번째 참조 라인에 속한 참조 샘플(B)가 보정을 위한 참조 샘플로 결정될 수 있다.
상기 예측 샘플의 보정은, 예측 샘플의 보정 여부를 지시하는 정보에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 여기서, 상기 정보는, 영상 부호화 장치에서 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그날링될 수 있다. 또는, 상기 정보는, 현재 블록의 크기, 형태, 참조 라인의 위치, 또는 템플릿 영역과의 관련성 중 적어도 하나에 기초하여 묵시적으로 유도될 수도 있다.
S310 단계에서 결정된 인트라 예측 모드(이하, 제1 인트라 예측 모드라 함)와 템플릿 영역을 기반으로 유도된 인트라 예측 모드(이하, 제2 인트라 예측 모드라 함) 간의 비교에 기초하여, 예측 샘플의 보정 여부를 결정할 수 있다.
여기서, 비교는, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드가 동일한지 여부, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드 간의 모드 값 차이가 소정의 문턱값보다 큰지 여부, 또는 제1 인트라 예측 모드의 각도와 제2 인트라 예측 모드의 각도 간의 차이가 소정의 문턱값보다 큰지 여부 중 적어도 하나를 판단하는 것일 수 있다.
일예로, 제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드가 동일한 경우, 예측 샘플의 보정은 수행되지 않는 것으로 결정되고, 그렇지 않은 경우, 예측 샘플의 보정은 수행되는 것으로 결정될 수 있다.
제1 인트라 예측 모드와 제2 인트라 예측 모드 간의 모드 값 차이가 소정의 문턱값보다 큰 경우, 예측 샘플의 보정은 수행되지 않는 것으로 결정되고, 그렇지 않은 경우, 예측 샘플의 보정은 수행되는 것으로 결정될 수 있다.
제1 인트라 예측 모드의 각도와 제2 인트라 예측 모드의 각도 간의 차이가 0도 또는 180도에 가까운 경우, 예측 샘플의 보정은 수행되는 것으로 결정될 수 있다. 반면, 제1 인트라 예측 모드의 각도와 제2 인트라 예측 모드의 각도 간의 차이가 90도에 가까운 경우, 예측 샘플의 보정은 수행되지 않는 것으로 결정될 수 있다. 만일 문턱값이 20으로 설정된 경우, 0도와 180도에서 각각 ±20 이내인 경우에는 예측 샘플의 보정은 수행되는 것으로 결정되고, 그렇지 않은 경우에는 예측 샘플의 보정이 수행되지 않는 것으로 결정될 수 있다.
예측 샘플을 보정하기 위해, 복수의 샘플이 이용되는 경우, 복수의 샘플 각각이 속하는 영역에 대해, 화면 내 예측 모드를 유도하고, 각 영역의 화면 내 예측 모드와 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 비교할 수 있다.
상기 예측 샘플의 보정을 위해 복수의 참조 라인에 속한 참조 샘플들이 이용될 수 있으며, 이 경우 전술한 방법을 통해, 참조 샘플이 속한 각 템플릿 영역 별로 인트라 예측 모드를 유도하고, 상기 비교에 기초하여 예측 샘플의 보정 여부가 결정될 수 있다.
상술한 실시예들에서 사용된 신택스들의 명칭은, 설명의 편의를 위해 명명된 것에 불과하다.
복호화 과정 또는 부호화 과정을 중심으로 설명된 실시예들을, 부호화 과정 또는 복호화 과정에 적용하는 것은, 본 발명의 범주에 포함되는 것이다. 소정의 순서로 설명된 실시예들을, 설명된 것과 상이한 순서로 변경하는 것 역시, 본 발명의 범주에 포함되는 것이다.
상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 영상 신호를 부호화/복호화하기 위해 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보들 중에서, 상기 현재 블록의 하나 또는 그 이상의 참조 라인들을 결정하는 단계;
    상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 예측 샘플을 보정하여 보정된 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, 상기 예측 샘플은, 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 속한 적어도 둘의 참조 샘플 간의 차분에 기초하여 보정되는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 차분은, 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플과 기준 위치의 참조 샘플 간의 제1 차분 또는 상기 현재 블록의 상단 참조 샘플과 상기 기준 위치의 참조 샘플 간의 제2 차분 중 적어도 하나를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보정된 예측 예측 샘플은, 상기 예측 샘플, 상기 제1 차분 및 상기 제2 차분의 가중합에 기초하여 생성되는, 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 모드인 경우, 상기 보정된 예측 샘플은, 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 속한 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분에 기초하여 생성되는, 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 둘의 참조 샘플들은, 상기 예측 샘플과 동일한 x-좌표 또는 y-좌표를 갖는 제1 참조 샘플 및 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향에 따라 상기 제1 참조 샘플로부터 프로젝션된 위치의 제2 참조 샘플을 포함하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 참조 샘플의 위치는, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기초하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 보정된 예측 샘플은, 상기 예측 샘플과 상기 적어도 둘의 참조 샘플들 간의 차분의 가중합에 기초하여 생성되는, 영상 복호화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가중합을 위한 가중치는, 상기 현재 블록에 인접한 소정의 템플릿 영역으로부터 산출된 코스트를 기반으로 결정되는, 영상 복호화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 코스트는, 상기 현재 블록의 후보 리스트에 속한 복수의 후보 모드들 각각에 대해서 산출되는, 영상 복호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 가중합을 위한 가중치는, 상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 코스트를 기반으로 유도된 인트라 예측 모드 간의 비교에 기초하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 예측 샘플을 보정하기 위해, 복수의 참조 라인들이 이용되는, 영상 복호화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 참조 라인들 중 어느 하나는, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하기 위해 이용된 참조 라인이고,
    상기 복수의 참조 라인들 중 다른 어느 하나는, 비트스트림으로 통해 시그날링되는 정보에 기초하여 특정되는, 영상 복호화 방법.
  14. 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보들 중에서, 상기 현재 블록의 하나 또는 그 이상의 참조 라인들을 결정하는 단계;
    상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 예측 샘플을 보정하여 보정된 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  15. 영상 부호화 방법에 의해 부호화된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보들 중에서, 상기 현재 블록의 하나 또는 그 이상의 참조 라인들을 결정하는 단계;
    상기 결정된 인트라 예측 모드와 상기 하나 또는 그 이상의 참조 라인들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 예측 샘플을 보정하여 보정된 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하는, 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체.
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