WO2023182751A1 - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023182751A1
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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 device.
  • High-resolution, high-quality images such as HD (High Definition) images and UHD (Ultra High Definition) images
  • UHD Ultra High Definition
  • Video data becomes higher resolution and higher quality
  • the amount of data increases relative to existing video data. Therefore, when video data is transmitted using media such as existing wired or wireless broadband lines or stored using existing storage media, transmission costs and Storage costs increase.
  • High-efficiency video compression technologies can be used to solve these problems that arise as video data becomes higher resolution and higher quality.
  • Inter-screen prediction technology that predicts the pixel value included in the current picture from pictures before or after the current picture using video compression technology
  • intra-screen prediction technology that predicts the pixel value included in the current picture using pixel information in the current picture
  • entropy coding technology which assigns short codes to values with a high frequency of occurrence and long codes to values with a low frequency of occurrence.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a method and device for predicting a chroma block using a restored luma block when encoding/decoding a video signal.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a method and device for predicting a chroma block based on the linearity of the luma component and the chroma component when encoding/decoding a video signal.
  • An image decoding method includes deriving an initial prediction parameter for a chroma block; adjusting the initial prediction parameters; and obtaining a prediction block for the chroma block based on the adjusted prediction parameter and the restored luma block.
  • An image encoding method includes deriving an initial prediction parameter for a chroma block; adjusting the initial prediction parameters; and obtaining a prediction block for the chroma block based on the adjusted prediction parameter and the restored luma block.
  • the adjusted prediction parameter may be derived through a parameter adjustment offset.
  • the initial prediction parameter includes an initial weight
  • the adjusted weight can be derived by adding the parameter adjustment offset to the initial weight
  • the initial prediction parameter further includes an initial offset
  • the initial weight has a difference between the parameter adjustment offset and the average, minimum, maximum, or median value of the luma reference samples.
  • the parameter adjustment offset is determined based on an index indicating one of a plurality of parameter adjustment offset candidates, and the index may be explicitly signaled through a bitstream. there is.
  • the plurality of parameter adjustment offset candidate candidates included in the selected parameter adjustment offset candidate set are selected.
  • a parameter adjustment offset is selected, and one of the plurality of parameter adjustment offset candidate sets may be selected based on at least one of the size, shape, quantization parameter, or video format of the current block.
  • the initial prediction parameter is based on down-sampled luma reference samples in a reference area adjacent to the luma block and chroma reference samples in a reference area adjacent to the chroma block.
  • the location where the down-sampling filter is applied within the reference area of the luma block may be determined based on the cost of each of the locations where the down-sampling filter is applicable.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a method and device for predicting a chroma block using a restored luma block when encoding/decoding a video signal.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a method and device for predicting a chroma block based on the linearity of the luma component and the chroma component when encoding/decoding a video signal.
  • the down-sampled luma reference samples are classified into a plurality of groups, and for each of the plurality of groups, the initial prediction parameter and the adjusted prediction parameter are obtained. You can.
  • a parameter adjustment offset may be independently determined for each of the plurality of groups.
  • a computer-readable recording medium that stores a bitstream encoded by the video encoding method according to the present disclosure may be provided.
  • encoding/decoding efficiency can be improved by predicting a chroma block using a restored luma block.
  • the accuracy of intra prediction can be improved by predicting a chroma block based on the linearity of the luma component and the chroma component.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a video encoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 2 is a block diagram showing a video decoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 illustrates an image encoding/decoding method performed by the image encoding/decoding device according to the present disclosure.
  • Figures 4 and 5 show an example of a plurality of intra prediction modes according to the present disclosure.
  • Figure 6 illustrates a planar mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • Figure 7 shows a DC mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • Figure 8 illustrates a directional mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • Figure 9 shows a method for deriving samples of fractional positions.
  • Figures 10 and 11 show that the tangent value for the angle is scaled by 32 times for each intra prediction mode.
  • Figure 12 is a diagram illustrating an intra prediction aspect when the directional mode is one of modes 34 to 49.
  • Figure 13 is a diagram for explaining an example of generating an upper reference sample by interpolating left reference samples.
  • Figure 14 shows an example in which intra prediction is performed using reference samples arranged in a 1D array.
  • Figure 15 is a flowchart showing a method of predicting a chroma block using a restored luma block.
  • Figures 16 to 18 show examples of down-sampling a luma block.
  • Figure 19 is a diagram for explaining an example of a location where down sampling is applied.
  • Figure 20 shows an example in which prediction parameters derived based on luma reference samples and chroma reference samples are adjusted.
  • Figure 21 shows an example in which prediction parameters for each group are adjusted.
  • Figure 22 shows an example in which right reference samples and bottom reference samples of a chroma block are derived.
  • first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • Figure 1 is a block diagram showing a video encoding device according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding device 100 includes a picture segmentation unit 110, prediction units 120 and 125, a conversion unit 130, a quantization unit 135, a reordering unit 160, and 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 comprised of separate hardware or a single software component. That is, each component is listed and included as a separate component for convenience of explanation, and at least two 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 separate embodiments of the constituent parts are also included in the scope of the present invention as long as they do not deviate from the essence of the present invention.
  • some components may not be essential components that perform essential functions in the present invention, but may simply be optional components to improve performance.
  • the present invention can be implemented by including only essential components for implementing the essence of the present invention excluding components used only to improve performance, and a structure including only essential components excluding optional components used only to improve performance. is also included in the scope of rights of the present invention.
  • the picture division unit 110 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transformation unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the picture division unit 110 divides one picture into a combination of a plurality of coding units, prediction units, and transformation units, and combines one coding unit, prediction unit, and transformation unit based on a predetermined standard (for example, a cost function). You can encode the picture by selecting .
  • one picture may be divided into a plurality of coding units.
  • a recursive tree structure such as the Quad Tree Structure can be used. Coding is split into other coding units with one image or the largest coding unit as the root.
  • a unit can be divided into child nodes equal to the number of divided coding units.
  • a coding unit that is no longer divided according to certain restrictions becomes a leaf node. That is, assuming that only square division is possible for one coding unit, one coding unit can be divided into up to four different coding units.
  • the coding unit may be used to mean a unit that performs encoding, or may be used to mean a unit that performs decoding.
  • a prediction unit may be divided into at least one square or rectangular shape of the same size within one coding unit, and any one of the prediction units divided within one coding unit may be a prediction unit of another prediction unit. It may be divided to have a different shape and/or size than the unit.
  • intra prediction can be performed without dividing the prediction unit into a plurality of prediction units NxN.
  • the prediction units 120 and 125 may include an inter prediction unit 120 that performs inter prediction and an intra prediction unit 125 that performs 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. At this time, the processing unit in which the prediction is performed and the processing unit in which the prediction method and specific contents are determined may be different. For example, the prediction method and prediction mode are determined in prediction units, and prediction may be performed in transformation units. The residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the conversion unit 130. Additionally, prediction mode information, motion vector information, etc.
  • the entropy encoder 165 may be encoded in the entropy encoder 165 together with the residual value and transmitted to the decoding device.
  • the inter prediction unit 120 may predict a prediction unit based on information on at least one picture among the pictures before or after the current picture, and in some cases, prediction based on information on a partially encoded 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 interpolation unit may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer number of pixels or less from the reference picture.
  • a DCT-based 8-tap interpolation filter with different filter coefficients can be used to generate pixel information of an integer pixel or less in 1/4 pixel units.
  • a DCT-based 4-tap interpolation filter with different filter coefficients can be used to generate pixel information of an integer pixel or less in 1/8 pixel units.
  • the motion prediction unit may perform motion prediction based on a reference picture interpolated by the reference picture interpolation unit.
  • Various methods such as FBMA (Full search-based Block Matching Algorithm), TSS (Three Step Search), and NTS (New Three-Step Search Algorithm) can be used to calculate the motion vector.
  • the motion vector may have a motion vector value in units of 1/2 or 1/4 pixels based on the interpolated pixels.
  • the motion prediction unit can predict the current prediction unit by using a different motion prediction method.
  • various methods such as the skip method, the merge method, the Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) method, and the intra block copy method can be used.
  • 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 the neighboring block of the current prediction unit is a block on which inter prediction has been performed and the reference pixel is a pixel on which inter prediction has been performed, the reference pixel included in the block on which inter prediction has been performed is the reference pixel of the block on which intra prediction has been performed. It can be used in place of information. That is, when a reference pixel is not available, the unavailable reference pixel information can be replaced with at least one reference pixel among available reference pixels.
  • the prediction mode can include a directional prediction mode that uses reference pixel information according to the prediction direction and a non-directional mode that does not use directional information when performing prediction.
  • the mode for predicting luminance information and the mode for predicting chrominance information may be different, and intra prediction mode information used to predict luminance information or predicted luminance signal information may be used to predict chrominance information.
  • intra prediction when performing intra prediction, if the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are the same, intra prediction for the prediction unit is made based on the pixel on the left, the pixel on the top left, and the pixel on the top of the prediction unit. can be performed. However, when performing intra prediction, if the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are different, intra prediction can be performed using a reference pixel based on the transformation unit. Additionally, intra prediction using NxN partitioning can be used only for the minimum coding unit.
  • the intra prediction method can generate a prediction block after applying an Adaptive Intra Smoothing (AIS) filter to the reference pixel according to the 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 can be predicted from the intra prediction mode of prediction units existing around the current prediction unit.
  • predetermined flag information is used to predict the current prediction unit and neighboring prediction units.
  • Information that the prediction modes of are the same can be transmitted, and if the prediction modes of the current prediction unit and neighboring prediction units are different, entropy encoding can be performed to encode the prediction mode information of the current block.
  • a residual block may be generated that includes residual information that is the difference between the prediction unit on which prediction was performed and the original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the conversion unit 130.
  • the transform unit 130 transforms the residual block, including the original block and the residual value information of the prediction unit generated through the prediction units 120 and 125, 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 can be determined based on intra prediction mode information of the prediction unit used to generate the residual block.
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Discrete Sine Transform
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted to the frequency domain by the conversion unit 130.
  • the quantization coefficient may change depending on the block or the importance of the image.
  • the value calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the realignment unit 160.
  • the rearrangement unit 160 may rearrange coefficient values for the quantized residual values.
  • the rearrangement unit 160 can change the coefficients in a two-dimensional block form into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method.
  • the realignment unit 160 can scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region using a zig-zag scan method and change it into a one-dimensional vector form.
  • a vertical scan that scans the two-dimensional block-type coefficients in the column direction or a horizontal scan that scans the two-dimensional block-type coefficients in the row direction may be used instead of the zig-zag scan. That is, depending on the size of the transformation unit and the intra prediction mode, it can be determined which scan method among zig-zag scan, vertical scan, and horizontal scan will be used.
  • the entropy encoding unit 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160.
  • Entropy coding can use various coding methods, such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 165 receives the residual value coefficient information and block type information of the coding unit, prediction mode information, division unit information, prediction unit information and transmission unit information, and motion information from the reordering unit 160 and the prediction units 120 and 125.
  • 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 transformation unit 145 inversely quantize the values quantized in the quantization unit 135 and inversely transform the values transformed in the transformation unit 130.
  • the residual value generated in the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 145 is restored by combining the prediction units predicted through the motion estimation unit, motion compensation unit, and intra prediction unit included in the prediction units 120 and 125. You can create a block (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 boundaries between blocks in the restored picture. To determine whether to perform deblocking, it is possible to determine whether to apply a deblocking filter to the current block based on the pixels included in several columns or rows included in the block. When applying a deblocking filter to a block, a strong filter or a weak filter can be applied depending on the required deblocking filtering strength. Additionally, when applying a deblocking filter, horizontal filtering and vertical filtering can be processed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the offset correction unit may correct the offset of the deblocked image from the original image in pixel units.
  • the pixels included in the image are divided into a certain number of areas, then the area to perform offset is determined and the offset is applied to that area, or the offset is performed by considering the edge information of each pixel. You can use the method of applying .
  • Adaptive Loop Filtering can be performed based on a comparison between the filtered restored image and the original image. After dividing the pixels included in the image into predetermined groups, filtering can be performed differentially for each group by determining one filter to be applied to that group. Information related to whether to apply ALF may be transmitted for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficients of the ALF filter to be applied may vary for each block. Additionally, an ALF filter of the same type (fixed type) may be applied regardless of the characteristics of the block to which it is 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 prediction units 120 and 125 when inter prediction is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an image decoding device according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoding device 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, 235, and a filter unit ( 240) and memory 245 may be included.
  • the input bitstream can be decoded in a procedure opposite to that of the video encoding device.
  • the entropy decoding unit 210 may perform entropy decoding in a procedure opposite to the procedure in which entropy encoding is performed in the entropy encoding unit of the video encoding device. For example, various methods such as Exponential Golomb, CAVLC (Context-Adaptive Variable Length Coding), and CABAC (Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding) may be applied in response to the method performed in 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 in response to the method performed in the image encoding device.
  • the entropy decoder 210 can decode information related to intra prediction and inter prediction performed by the encoding device.
  • the reordering unit 215 may rearrange the bitstream entropy-decoded by the entropy decoding unit 210 based on the method in which the encoder rearranges the bitstream. Coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector can be restored and rearranged as coefficients in the form of a two-dimensional block.
  • the reordering unit 215 may receive information related to coefficient scanning performed by the encoder and perform reordering by reverse scanning based on the scanning order performed by the encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameters provided by the encoding device and the coefficient values of the rearranged blocks.
  • the inverse transform unit 225 may perform inverse transform, that is, inverse DCT, inverse DST, and inverse KLT, on the transform performed by the transformer, that is, DCT, DST, and KLT, on the quantization result performed by the image encoding device. 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 device may selectively perform a transformation technique (eg, DCT, DST, KLT) according to a plurality of information such as a prediction method, the size of the current block, and the prediction direction.
  • a transformation technique eg, DCT, DST, KLT
  • the prediction units 230 and 235 may generate a prediction block based on prediction block generation-related information provided by the entropy decoder 210 and previously decoded block or picture information provided by the memory 245.
  • Intra prediction of the prediction unit is performed based on existing pixels, 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. Additionally, intra prediction using NxN partitioning only for the minimum coding unit can be used.
  • the prediction units 230 and 235 may include a prediction unit determination unit, an inter prediction unit, and an intra prediction unit.
  • the prediction unit discriminator receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoder 210, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction-related information of the inter prediction method, distinguishes the prediction unit from the current coding unit, and makes predictions. It is possible to determine whether a unit performs inter-prediction or intra-prediction.
  • the inter prediction unit 230 uses the information required for inter prediction of the current prediction unit provided by the video encoding device to determine the current prediction unit based on the information included in at least one of the pictures before or after the current picture including the current prediction unit. Inter prediction can be performed on prediction units. Alternatively, inter prediction may be performed based on information on a pre-restored partial region within the current picture including the current prediction unit.
  • the motion prediction method of the prediction unit included in the coding unit is Skip Mode, Merge Mode, AMVP Mode, and Intra Block Copy Mode. You can judge whether it is a certain method or not.
  • the intra prediction unit 235 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture. If the prediction unit is a prediction unit that has performed intra prediction, intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction unit provided by the video encoding device.
  • the intra prediction unit 235 may include an Adaptive Intra Smoothing (AIS) filter, a reference pixel interpolation unit, and a DC filter.
  • AIS filter is a part that performs filtering on the reference pixels of the current block, and can be applied by determining whether or not to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering can be performed on the reference pixel of the current block using the prediction mode and AIS filter information of the prediction unit provided by the video encoding device. If the prediction mode of the current block is a mode that does not perform AIS filtering, the AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may interpolate the reference pixel to generate a reference pixel in pixel units of an integer value or less. If the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode that generates a prediction block without interpolating the reference pixel, the reference pixel may not be interpolated.
  • the DC filter can generate a prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is DC mode.
  • the restored 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.
  • the deblocking filter of the video decoding device receives information related to the deblocking filter provided by the video encoding device, and the video decoding device can perform deblocking filtering on the corresponding block.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction applied to the image during encoding and offset value information.
  • ALF can be applied to the coding unit based on ALF application availability information, ALF coefficient information, etc. provided from the coding device. This ALF information may be included and provided in a specific parameter set.
  • the memory 245 can store the restored picture or block so that it can be used as a reference picture or reference block, and can also provide the restored picture to an output unit.
  • the term coding unit is used as a coding unit for convenience of explanation, but it may also be a unit that performs not only encoding but also decoding.
  • the current block represents an encoding/decoding target block and, depending on the encoding/decoding stage, 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. (or prediction unit), etc.
  • 'unit' may represent a basic unit for performing a specific encoding/decoding process
  • 'block' may represent a pixel array of a predetermined size.
  • ‘block’ and ‘unit’ can be used with the same meaning.
  • a coding block (coding block) and a coding unit (coding unit) may be understood to have equivalent meanings.
  • FIG. 3 illustrates an image encoding/decoding method performed by the image encoding/decoding device according to the present disclosure.
  • a reference line for intra prediction of the current block can be determined (S300).
  • the current block may use one or more of a plurality of reference line candidates pre-defined in the video encoding/decoding device as a reference line for intra prediction.
  • the plurality of pre-defined reference line candidates may include a neighboring reference line adjacent to the current block to be decoded and N non-neighboring reference lines that are 1-sample to N-sample away from the boundary of the current block.
  • N may be an integer of 1, 2, 3, or more.
  • the plurality of reference line candidates available for the current block consists of a neighboring reference line candidate and three non-neighboring reference line candidates, but is 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 device can determine an optimal reference line candidate among a plurality of reference line candidates and encode an index for specifying it.
  • the video decoding device can determine the reference line of the current block based on the index signaled through the bitstream.
  • the index may specify one of a plurality of reference line candidates.
  • the reference line candidate specified by the index can be used as the reference line of the current block.
  • the number of indices signaled to determine the reference line of the current block may be 1, 2, 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 intra prediction mode of the current block can be determined (S310).
  • the intra prediction mode of the current block may be determined from a plurality of intra prediction modes predefined in the video encoding/decoding device.
  • the plurality of pre-defined intra prediction modes will be examined with reference to FIGS. 4 and 5.
  • Figure 4 shows an example of a plurality of intra prediction modes according to the present disclosure.
  • a plurality of intra prediction modes pre-defined in the video encoding/decoding device may be comprised of a non-directional mode and a directional mode.
  • the non-directional mode may include at least one of planar mode or DC mode.
  • the directional mode may include directional modes numbered 2 to 66.
  • the directional mode may be expanded further than shown in FIG. 4.
  • Figure 5 shows an example in which the directional mode is expanded.
  • modes -1 to -14 and modes 67 to 80 are illustrated as being added. These directional modes may be referred to as wide angle intra prediction modes. Whether to use the wide angle intra prediction mode can be determined depending on the type of the current block. For example, if the current block is a non-square block with a width greater than the height, some directional modes (eg, 2 to 15) may be converted to wide angle intra prediction modes 67 to 80. On the other hand, if the current block is a non-square block with a height greater than the width, some directional modes (e.g., numbers 53 to 66) may be converted to wide angle intra prediction modes between -1 and -14. there is.
  • some directional modes e.g., numbers 53 to 66
  • the range of available wide-angle intra prediction modes can be adaptively determined depending on the width-to-height ratio of the current block.
  • Table 1 shows the range of available wide-angle intra prediction modes according to the width and height ratio of the current block.
  • K candidate modes (most probable mode, MPM) can be selected.
  • 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.
  • the intra prediction mode of the current block may be determined based on the candidate mode indicated by the index.
  • the candidate mode indicated by the index may be set as the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be determined based on the value of the candidate mode indicated by the index and a predetermined difference value.
  • the difference value may be defined as the difference between the value of the intra prediction mode of the current block and the value of the candidate mode indicated by the index.
  • the difference value may be signaled through a bitstream.
  • the difference value may be a value pre-defined in the video encoding/decoding device.
  • the intra prediction mode of the current block may be a flag indicating whether a mode identical to the intra prediction mode of the current block exists in the candidate list. It can be decided based on . For example, when the flag is the 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. The candidate mode indicated by the index may be set as the intra prediction mode of the current block. On the other hand, when the flag is 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 excluding candidate modes belonging to the candidate list among a plurality of pre-defined intra prediction modes.
  • an index indicating one of the remaining intra prediction modes may be signaled.
  • the intra prediction mode indicated by the signaled index may be set as the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the chroma block may be selected from among the intra prediction mode candidates of a plurality of chroma blocks. To this end, index information indicating one of the intra prediction mode candidates of the chroma block can be explicitly encoded and signaled through a bitstream. Table 2 illustrates intra prediction mode candidates for chroma block.
  • Luma Mode 0 Luma mode: 50 Luma Mode: 18 Luma Mode: 1 etc 0 66 0 0 0 0 One 50 66 50 50 50 2 18 18 66 18 18 3 One One One 66 One 4 DM
  • DM Direct Mode
  • intra prediction of the luma block If the mode (luma mode) is number 0 (flat mode) and the index points to number 2, the intra prediction mode of the chroma block may be determined as the horizontal mode (number 18).
  • the intra prediction mode of the luma block If (luma mode) is number 1 (DC mode) and the index points to number 0, the intra prediction mode of the chroma block can be determined as planar mode (number 0).
  • the intra prediction mode of the chroma block can also be set to one of the intra prediction modes shown in FIG. 4 or FIG. 5.
  • the intra prediction mode of the current block may be used to determine the reference line of the current block, in which case step S310 may be performed before step S300.
  • intra prediction may be performed on the current block based on the reference line and intra prediction mode of the current block (S320).
  • Figure 6 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 can be generated through horizontal interpolation.
  • P1 can be generated by interpolating T with a reference sample located on the same horizontal line as P1.
  • P2 can be generated through interpolation in the vertical direction.
  • P2 can be generated by interpolating L with a reference sample located on the same vertical line as P2.
  • the current sample in the current block can be predicted through the weighted sum of P1 and P2, as shown in Equation 1 below.
  • the weights ⁇ and ⁇ can be determined considering the width and height of the current block. Depending on the width and height of the current block, 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 prediction sample of the current sample can be set to the average value of P1 and P2. If the width and height of the current block are not the same, the weights ⁇ and ⁇ may have different values. For example, if the width is greater than the height, a smaller value can be set to the weight corresponding to the width of the current block, and a larger value can be set to the 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 ⁇ .
  • Figure 7 shows a DC mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • the average value of neighboring samples adjacent to the current block can be calculated, and the calculated average value can be set as the predicted value of all samples in the current block.
  • the surrounding samples may include the top reference sample and the left reference sample of the current block.
  • the average value may be calculated using only the top reference sample or the left reference sample. For example, if the width of the current block is greater than the height, the average value can be calculated using only the top reference sample of the current block. Alternatively, if the ratio of the width and height of the current block is greater than or equal to a predetermined threshold, the average value can be calculated using only the top reference sample of the current block.
  • the average value can be calculated using only the upper reference sample of the current block.
  • the width of the current block is smaller than the height, the average value can be calculated using only the left reference sample of the current block.
  • the ratio of the width and height of the current block is less than or equal to a predetermined threshold, the average value can be calculated using only the left reference sample of the current block.
  • the ratio of the width and height of the current block is greater than or equal to a predetermined threshold, the average value can be calculated using only the left reference sample of the current block.
  • Figure 8 illustrates a directional mode-based intra prediction method according to the present disclosure.
  • the intra prediction mode of the current block is a directional mode
  • projection can be performed to a reference line according to the angle of the directional mode.
  • the reference sample can be set as the prediction sample of the current sample.
  • a sample corresponding to the projected position may be generated using one or more surrounding samples adjacent to the projected position. As an example, interpolation may be performed based on two or more neighboring samples in both directions based on the projected position, thereby generating a sample corresponding to the projected position.
  • one surrounding sample adjacent to the projected position can be set as the sample corresponding to the projected position. At this time, among a plurality of neighboring samples adjacent to the projected position, the neighboring sample closest to the projected position may be used.
  • the sample corresponding to the projected position can be set as the predicted sample of the current sample.
  • a reference sample exists at the projected position (i.e., a reference sample at an integer position, R3 ).
  • the reference sample of the projected position can be set as the predicted sample of the current sample B.
  • the reference sample A when projection is performed from that position to the reference line according to the angle of the intra prediction mode, there is no reference sample (i.e., reference sample at the integer position) at the projected position.
  • interpolation may be performed based on surrounding samples (e.g., R2 and R3) neighboring the projected position to generate a sample (r) of the fractional position.
  • the sample (r) at the generated fractional position can be set as the predicted sample of the current sample A.
  • Figure 9 shows a method for deriving samples of fractional positions.
  • variable h means the vertical distance (i.e., vertical distance) from the position of the predicted sample A to the reference sample line
  • variable w means the horizontal distance from the position of the predicted sample A to the fractional position sample. (i.e., horizontal distance).
  • variable ⁇ refers to an angle predefined according to the directionality of the intra prediction mode
  • variable x refers to the fractional position.
  • variable w can be derived as in Equation 2 below.
  • Fractional position samples can be generated by interpolating adjacent integer position reference samples.
  • the integer position reference sample R2 and the integer position reference sample R3 may be interpolated to generate a fractional position reference sample at the x position.
  • a scaling factor can be used to avoid real numbers.
  • the scaling factor f is set to 32
  • the distance between neighboring integer reference samples may be set to 32 instead of 1, as in the example shown in (b) of FIG. 8.
  • the tangent value for the angle ⁇ determined according to the directionality of the intra prediction mode can also be scaled up using the same scaling factor (eg, 32).
  • Figures 10 and 11 show that the tangent value for the angle is scaled by 32 times for each intra prediction mode.
  • FIG. 10 shows the scaled results of tangent values for the non-wide angle intra prediction mode
  • FIG. 11 shows the scaled results of the tangent values for the wide angle intra prediction mode.
  • tangent value (tan ⁇ ) to the angle value in intra prediction mode is positive, reference samples belonging to the top line of the current block (i.e., top reference samples) or reference samples belonging to the left line of the current block (i.e., left Intra prediction can be performed using only one of the reference samples. Meanwhile, when the tangent value for the angle value of the intra prediction mode is negative, both the reference samples located at the top and the reference samples located on the left are used.
  • the left reference samples are projected upward, or the upper reference samples are projected to the left, the reference samples are arranged in a 1D array, and intra prediction is performed using the reference samples in the 1D array. You may.
  • Figure 12 is a diagram illustrating an intra prediction aspect when the directional mode is one of modes 34 to 49.
  • intra prediction mode of the current block is one of modes 34 to 49
  • intra prediction is performed using not only the top reference samples of the current block but also the left reference samples.
  • the reference sample located on the left of the current block can be copied to the position of the top line, or the reference samples located on the left can be interpolated to generate the reference sample of the top line.
  • projection can be performed from the A position on the top line to the left line of the current block.
  • the projected position is called a
  • the value corresponding to the position a can be copied, or a fractional position value corresponding to a can be created and set as the value of the A position.
  • the position a is an integer position
  • the value of the position A can be generated by copying the integer position reference sample.
  • the reference sample located above the a position and the reference sample located below the a position can be interpolated, and the interpolated value can be set as the value of the A position.
  • the direction projected to the left line of the current block may be parallel to and opposite to the direction of the intra prediction mode of the current block.
  • Figure 13 is a diagram for explaining an example of generating an upper reference sample by interpolating left reference samples.
  • variable h represents the horizontal distance between the position A on the top line and the position A on the left line.
  • variable w represents the vertical distance between the position A on the top line and the position A on the left line.
  • variable ⁇ refers to an angle predefined according to the directionality of the intra prediction mode, and the variable x refers to the fractional position.
  • variable h can be derived as in Equation 3 below.
  • a scaling factor can be used to avoid real numbers.
  • the tangent value for variable ⁇ can be scaled using the scaling factor f1.
  • the scaled tangent value shown in FIGS. 10 and 11 may be used.
  • Equation 3 When the scaling factor f1 is applied, Equation 3 can be modified and used as shown in Equation 4 below.
  • a 1D reference sample array can be constructed only with reference samples belonging to the top line.
  • intra prediction for the current block can be performed using only the upper reference samples composed of a 1D array.
  • Figure 14 shows an example in which intra prediction is performed using reference samples arranged in a 1D array.
  • prediction samples of the current block can be obtained using only reference samples belonging to the top line.
  • the top reference sample may be projected onto the left line to form a 1D reference sample array using only reference samples belonging to the left line.
  • the reference samples belonging to the upper line are projected to the left line to generate the left reference sample.
  • Prediction of the chroma block can be performed using the restored luma block. Prediction using different color components as above can be called inter-component prediction.
  • Figure 15 is a flowchart showing a method of predicting a chroma block using a restored luma block.
  • prediction parameters can be derived (S1510).
  • prediction parameters may be derived in different ways depending on the video format of the picture.
  • the video format indicates the chroma subsampling rate and can be determined as one of 4:4:4, 4:2:2, or 4:2:0.
  • the luma block is downsampled and adjusted to match the size of the chroma block.
  • Figures 16 to 18 show examples of down-sampling a luma block.
  • the size of the chroma block corresponding to the 4x4 luma block is 2x2.
  • a 4x4 luma block can be reduced to a 2x2 size by applying a down-sampling filter to the luma block.
  • the following equation 5 shows the application aspect of the down-sampling filter.
  • Downsampled_Luma refers to the sample value within the down-sampled luma block
  • Luma refers to the value of the luma sample before down-sampling.
  • Luma[0][0] may indicate the location of the upper left sample in the luma block before downsampling. Since the size of the down-sampled luma block is 2x2, the variables w and h representing the coordinates of the sample can each have values in the range from 0 to 1.
  • the value of the down-sampled luma sample can be obtained by applying a cross-shaped down-sampling filter to the luma samples.
  • the value of the down-sampled luma sample at the (0, 0) position is the luma sample at the (0, 0) position, the top luma sample at the (0, 0) position, and the left luma sample at the (0, 0) position. It can be obtained by applying a down-sampling filter to the luma sample, the bottom luma sample at the (0, 0) position, and the right luma sample at the (0, 0) position.
  • a down-sampling filter of a different type from that shown in FIG. 17 may be applied.
  • a down-sampled luma sample can be obtained by applying a 1D filter, a rectangular or square filter.
  • a 1D filter may be sized 1x3 or 3x1
  • a rectangular filter may be sized 2x3 or 3x2
  • a square filter may be sized 2x2 or 3x2.
  • the type of filter may be predefined in the encoder and decoder.
  • the shape of the filter may be adaptively determined based on at least one of the size/shape of the current block, the intra prediction mode applied to the luma block, whether the position of the chroma sample matches the position of the luma sample, or the image format. .
  • information indicating one of a plurality of filter candidates may be encoded and signaled.
  • the filter type may be different depending on the down sampling location. For example, a 1D filter or a rectangular filter may be applied to luma samples located at the border of a luma block, while a cross-shaped filter may be applied to luma samples not located at the border of a luma block.
  • a down-sampling filter can be applied to a location where both the x-axis coordinate and the y-axis coordinate are even numbers.
  • the application position of the down-sampling filter may be set differently from that shown in FIG. 17.
  • Figure 18 shows various examples of application positions of the down-sampling filter.
  • one of the plurality of candidates may be selected.
  • the examples in (a) to (d) of FIG. 18 may be defined as a plurality of candidates, and then index information indicating one of the plurality of examples may be encoded and signaled.
  • one of a plurality of candidates may be selected based on whether the location of the chroma sample matches the location of the luma sample.
  • a down-sampling filter can also be applied to reference samples around the luma block. Specifically, a down-sampling filter may be applied to at least one of the top reference area adjacent to the top of the luma block or the left reference area adjacent to the left, to obtain a down-sampled luma reference sample.
  • the same number of down-sampled luma reference samples as the number of reference samples included in the reference area of the chroma block can be obtained.
  • the inter-component prediction mode can be divided into a top inter-component prediction mode, a left inter-component prediction mode, and a top and left inter-component prediction mode, depending on the configuration of the reference area.
  • the top inter-component prediction mode is selected, the reference area of each luma block and chroma block consists of only the top reference area.
  • the left inter-component prediction mode is selected, the reference area of each luma block and chroma block consists of only the left reference area.
  • the reference areas of each luma block and chroma block may be composed of a top reference area and a left reference area.
  • Information indicating which of the top inter-component prediction mode, left inter-component prediction mode, and top and left component prediction mode has been applied to the current block may be explicitly encoded and signaled.
  • index information indicating the type of inter-component prediction mode may be encoded and signaled.
  • a top inter-component prediction mode based on at least one of the size/shape of the current block, whether the current block borders a CTU or picture boundary, or an intra prediction mode applied to the luma block, a top inter-component prediction mode, a left inter-component prediction mode, and a top and left One of the inter-component prediction modes may be selected.
  • each luma block and chroma block include an upper reference area and a left reference area.
  • the type of down-sampling filter applied to the reference area of the luma block may be the same as the down-sampling filter applied to the luma block.
  • the type of down-sampling filter applied to the reference area of the luma block may be different from the down-sampling filter applied to the luma block.
  • the form of the down-sampling filter applied to the upper reference area of the luma block may be different from the form of the down-sampling filter applied to the left reference area of the luma block.
  • the location where down sampling is applied within the reference area may be predefined in the encoder and decoder.
  • the decoder may independently determine the location in the reference region where down sampling is applied in the same way as the encoder.
  • Figure 19 is a diagram for explaining an example of a location where down sampling is applied.
  • a 1x1 chroma block corresponds to a 2x2 luma block. Accordingly, a down-sampling filter can be applied to one position among the four luma reference samples to derive a down-sampled luma reference sample corresponding to the chroma reference sample.
  • the cost for a specific location is the sum of the difference between the down-sampled luma reference sample obtained by applying a down-sampling filter centered on that location and the chroma reference sample corresponding to that location, or the sum of the absolute value of the difference. It can be derived based on In this way, the cost derived based on the sum of the absolute values of the differences may be called SAD (Sum of Difference).
  • the location with the lowest cost is determined as the optimal location, and a prediction parameter derivation process, which will be described later, can be performed using the down-sampled luma samples from the optimal location.
  • information indicating one of multiple positions to which a down-sampling filter can be applied may be encoded and signaled.
  • an index indicating one of positions A to D may be encoded and signaled.
  • the encoder obtains a prediction parameter for each of a plurality of positions to which the down-sampling filter can be applied, and encodes and signals an index indicating the position used to derive the optimal prediction parameter among the plurality of prediction parameters.
  • the optimal prediction parameter may represent the cost or RDO (Rate Distortion Optimization) of each prediction parameter.
  • determining the optimal down-sampling application location within the upper reference area may be independent of determining the optimal down-sampling application location within the left reference area.
  • the optimal down sampling application location within the upper reference area and the optimal down sampling application location within the left reference area may be different.
  • prediction parameters for the chroma block can be derived.
  • Prediction parameters may include weight ⁇ and offset ⁇ .
  • Prediction parameters can be derived using the least square method or the like.
  • the weight ⁇ offset ⁇ may be derived based on the linearity of the maximum and minimum values of down-sampled luma reference samples and the maximum and minimum values of chroma reference samples.
  • prediction parameters may be derived using only chroma reference samples at predefined positions and down-sampled luma reference samples corresponding thereto.
  • the process of deriving prediction parameters is simplified, and complexity in the encoder and decoder can be reduced.
  • a prediction parameter can be derived using chroma reference samples at the positions illustrated in Equation 6 below.
  • W and H represent the width and height of the chroma block, respectively.
  • a prediction parameter can be derived using four chroma reference samples and four down-sampled luma reference samples corresponding thereto.
  • Prediction parameters can also be obtained using reference samples in positions different from the above example.
  • the positions of reference samples may be determined as shown in Equation 7 and Equation 8 below.
  • one of the plurality of candidates can be selected.
  • each of the examples of Equation 6 to Equation 8 listed above may be set as a location candidate, and then reference samples may be selected according to one of the plurality of location candidates.
  • Information for selecting one of a plurality of location candidates may be encoded and signaled.
  • an index indicating one of a plurality of location candidates can be encoded and signaled.
  • one of a plurality of location candidates may be adaptively selected based on at least one of the size/shape of the current block, color format, or whether the location of the chroma sample matches the location of the luma sample.
  • the prediction parameter can be derived using the position candidate in Equation 6.
  • the prediction parameter can be derived using the position candidate of Equation 7 or Equation 8.
  • the position candidate of Equation 7 can be used, and if the current block is in a non-square form with a height greater than the width, the position candidate of Equation 8 can be used. there is.
  • a prediction sample of the chroma block can be obtained based on the down-sampled luma sample (S1520).
  • a prediction sample of a chroma block can be obtained according to Equation 9 below.
  • PredChroma represents a prediction sample of a chroma block
  • Downsampled_Luma represents a down-sampled luma sample at a position corresponding to the chroma prediction sample.
  • the above-described down-sampling process can be omitted. That is, when the video format is 4:4:4, the process of performing down-sampling on restored samples within the luma block and the process of performing down-sampling on reference samples of the luma block can be omitted.
  • a down-sampling filter may not be applied to the reference area of the luma block. That is, when deriving a prediction parameter, instead of using the minimum and maximum values among the down-sampled luma reference samples, the minimum and maximum values among the luma reference samples may be used.
  • the luma reference sample may refer to either a down-sampled luma reference sample or a luma reference sample to which no down-sampling filter has been applied, depending on whether a down-sampling filter has been applied to the reference area of the luma block. You may.
  • the final prediction parameter may be derived by adjusting the derived prediction parameter.
  • a prediction parameter derived using luma reference samples and chroma reference samples may be set as a predicted value of the prediction parameter (i.e., an initial prediction parameter). Thereafter, the final prediction parameter (i.e., adjusted prediction parameter) can be derived by adding the difference value of the prediction parameter to the predicted value of the prediction parameter.
  • the weight ⁇ obtained based on the luma reference samples and the chroma reference samples may be set as a weight predicted value, and the weight difference value may be added to the weight predicted value to derive the final weight ⁇ '.
  • the offset ⁇ obtained based on the luma reference samples and the chroma reference samples may be set as an offset prediction value, and an offset difference value may be added to the offset prediction value to derive the final offset ⁇ '.
  • first parameter offset information indicating a weight difference value and second parameter offset information indicating an offset difference value may be encoded and signaled, respectively.
  • Equation 10 shows an example of deriving the final prediction parameter for a chroma block.
  • off represents the parameter adjustment offset.
  • Parameter adjustment offsets can be explicitly encoded and signaled.
  • ⁇ represents the weight prediction value, and ⁇ ' represents the final weight.
  • ⁇ represents the offset prediction value, and ⁇ ' represents the final offset.
  • Ym represents the average value of luma reference samples.
  • the median, minimum, or maximum value of the luma reference samples can also be set as variable Ym.
  • Figure 20 shows an example in which prediction parameters derived based on luma reference samples and chroma reference samples are adjusted.
  • Figure 20(a) shows prediction parameters derived based on luma reference samples and chroma reference samples.
  • Figure 20(b) shows the result of adjusting the prediction parameter shown in Figure 20(a) based on the parameter adjustment offset.
  • the value of the parameter adjustment offset can be encoded and signaled as is.
  • information indicating the parameter adjustment offset value applied to the current block may be encoded and signaled.
  • the information may be an index indicating one of a plurality of candidates.
  • a plurality of candidates with configurations such as (-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4) may be predefined.
  • At least one of the number or type of parameter adjustment offset value candidates that can be selected by the current block is the size/shape of the current block, the quantization parameter of the current block, the intra prediction mode of the luma block, and the luma block is intra mode or inter mode.
  • the number or type of parameter adjustment offset value candidates that can be selected by the current block is the size/shape of the current block, the quantization parameter of the current block, the intra prediction mode of the luma block, and the luma block is intra mode or inter mode.
  • a plurality of parameter adjustment offset candidate sets may be predefined in the encoder and decoder.
  • Each of the plurality of parameter adjustment offset candidate sets may include a plurality of parameter adjustment offset candidates.
  • at this time between the parameter adjustment offset candidate sets, at least one of the number or type of parameter adjustment offset candidates may be different.
  • the first parameter adjustment offset candidate set is configured as (-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4)
  • the second parameter adjustment offset candidate set is (-7 , -5, -3, -1, 0, 1, 3, 5, 7)
  • the third parameter adjustment offset candidate set is (-8, -6, -4, -2, 0, 2, It can be configured as follows: 4, 6, 8).
  • one of a plurality of parameter adjustment offset candidate sets may be selected for the current block. For example, when the difference between the maximum value (or minimum value) of the down-sampled luma reference samples and the maximum value (or minimum value) of the chroma reference samples is greater than the first threshold, the first parameter adjustment offset candidate set is selected. If the difference is not greater than the first threshold but greater than the second threshold, a second parameter adjustment offset candidate set may be selected. If the difference is not greater than the second threshold, a third parameter adjustment offset candidate set may be selected.
  • information indicating one of a plurality of parameter adjustment offset candidate sets may be encoded and signaled.
  • the information may be an index indicating one of a plurality of parameter adjustment offset candidate sets.
  • the parameter adjustment offset candidate of the current block may be selected from among the parameter adjustment offset candidates included in the selected parameter adjustment offset candidate set.
  • the number of parameter adjustment offset candidate sets may be different from what is described. That is, in the above-described example, three parameter adjustment offset candidate sets are illustrated, but there may be fewer or more parameter adjustment offset candidate sets.
  • the configuration of the parameter adjustment offset candidate sets is not limited to the described example.
  • the parameter adjustment offset value may be a value expressed as an exponent of 2.
  • the parameter adjustment offset candidate sets may be composed of values expressed as an exponent of 2.
  • the parameter adjustment offset candidate sets may be composed of values corresponding to the exponent (i.e., N) of the value expressed as the exponent of 2 (i.e., 2 ⁇ N).
  • the parameter adjustment offset value can be obtained by shifting the constant 1 to the left by the value indicated by the candidate selected from the parameter adjustment offset candidate set.
  • the luma reference samples can be classified into a plurality of groups, and then prediction parameters can be derived individually for each of the groups. For example, if the average value of the luma reference samples is Ym, among the luma reference samples, those with a value greater than the variable Ym may be classified into the first group, and those that do not may be classified into the second group.
  • the luma reference sample and the chroma reference sample existing at the same location are classified in the same manner as the classification result of the luma reference sample. For example, when a luma reference sample is classified into the first group, a chroma reference sample corresponding to the luma reference sample is also classified into the first group.
  • the first prediction parameter is derived using the chroma reference samples belonging to the first group and the luma reference samples belonging to the first group, and the chroma reference samples belonging to the second group and the luma reference sample belonging to the second group are derived.
  • second prediction parameters eg, weight ⁇ 2 and offset ⁇ 2
  • a chroma prediction sample can be obtained using the first prediction parameter or the second prediction parameter.
  • a chroma prediction sample can be obtained based on Equation 11 below.
  • a chroma prediction sample can be obtained based on Equation 12 below.
  • Parameter adjustment offsets can also be used when deriving prediction parameters for each group.
  • the prediction parameters for each group can be adjusted by parameter adjustment offset.
  • Figure 21 shows an example in which prediction parameters for each group are adjusted.
  • the first prediction parameter may be adjusted based on the average value Ym1 of the luma reference samples belonging to the first group, and the second prediction parameter may be adjusted based on the average value Ym2 of the luma reference samples belonging to the second group.
  • Information about parameter adjustment offsets for each group may be encoded and signaled.
  • information about parameter adjustment offset may be signaled at the block level (eg, coding block).
  • each group can share information about the parameter adjustment offset signaled at the block level. That is, parameter adjustment offsets between groups may be the same.
  • information about the parameter adjustment offset can be encoded and signaled at the block level, while information about the difference value of the parameter adjustment offset for each group can be encoded and signaled.
  • the parameter adjustment offset of a specific group may be derived by adding the parameter adjustment offset differential value signaled for the corresponding group to the parameter adjustment offset signaled at the block level.
  • the parameter adjustment offset may be encoded and signaled for the first group among the plurality of groups, and the difference value with the parameter adjustment offset of the first group may be encoded and signaled for the second group.
  • adjustment of prediction parameters includes adjustment of weights and adjustments of offsets. Unlike what has been described, only the weight or the offset may be adjusted among the prediction parameters. For example, in the example of Equation 10, only adjusting the weight using the parameter adjustment offset can be applied, or only adjusting the offset using the parameter adjustment offset can be applied.
  • one of the locations to which the down-sampling filter is applicable is selected based on cost, or one of the locations to which the down-sampling filter is applicable is selected based on signaled information.
  • the prediction parameter can be obtained by applying the down-sampling filter to each of the positions where the down-sampling filter is applicable.
  • a first prediction parameter is obtained based on down-sampled luma reference samples derived by applying a down-sampling filter to position A, and based on down-sampled luma reference samples derived by applying a down-sampling filter to position B.
  • the second prediction parameter can be obtained.
  • Reference samples for intra prediction of a chroma block may be obtained based on the restored luma sample, and intra prediction of the chroma block may be performed using the obtained reference samples. Specifically, based on the restored luma sample, at least one of right reference samples or bottom reference samples of the chroma block may be derived.
  • Figure 22 shows an example in which right reference samples and bottom reference samples of a chroma block are derived.
  • restored samples may exist to the right and bottom of the luma block. Accordingly, at least one of the right reference sample or the bottom reference sample of the chroma block can be derived using the restored luma sample.
  • the restored luma sample or down-sampled luma sample corresponding to the right or bottom reference sample can be set as the value of the right or bottom reference sample.
  • prediction parameters i.e., weight ⁇ and offset ⁇
  • the right or bottom reference sample may be derived based on the derived prediction parameters.
  • the right or bottom reference sample can be derived by applying weight ⁇ and offset ⁇ to the restored luma sample or down-sampled luma sample corresponding to the right or bottom reference sample.
  • intra prediction can be performed using a larger number of directional modes than shown in FIG. 4.
  • one of the directional modes opposite to the directional modes shown in FIG. 4 may be applied to intra prediction of a chroma block. That is, when generating right and bottom reference samples for a chroma block as in this embodiment, the number of directional modes available for the chroma block may be greater than the number of directional modes available for the luma block.
  • a chroma prediction sample may be obtained by applying a convolution filter to the restored luma block. Whether to obtain chroma prediction samples by applying a convolutional filter is adaptively based on at least one of the size/shape of the current block, the intra prediction mode of the luma block, the image format, or the number of reference samples included in the reference region. can be decided.
  • predicting a chroma block using a convolution filter can be defined as one of the inter-component prediction modes. In this case, based on the index information, it may be determined whether to predict a chroma block using a convolutional filter among a plurality of inter-component prediction modes is selected.
  • the convolution filter can have a size of 7 taps or 5 taps.
  • the convolution filter may be applied to a luma sample at the same location as the prediction target chroma sample and to at least one adjacent luma sample adjacent to the luma sample.
  • Equation 13 shows an example of obtaining a chroma prediction sample by applying a convolution filter.
  • C represents a luma sample at the same location as the chroma prediction sample.
  • N is the top luma sample adjacent to the top of the luma sample
  • S is the bottom luma sample adjacent to the bottom of the luma sample
  • E is the right luma sample adjacent to the right of the luma sample
  • W is to the left of the luma sample. Indicates the adjacent left luma sample.
  • P can be obtained by squaring the chroma prediction sample and the luma sample at the same location.
  • P can be derived as in Equation 14 below.
  • midVal represents the middle value of the sample expression range by bit depth.
  • B represents the offset value.
  • B may be set to the middle value (i.e., midVal) of the sample expression range by bit depth.
  • a chroma prediction sample may be obtained by erasing the unavailable luma sample and the luma sample in the opposite direction in Equation 13. there is.
  • the luma sample at position N is not available (eg, outside the boundary of the picture)
  • terms including N and S in the above equation can be deleted to derive a chroma prediction sample.
  • each of the components (e.g., units, modules, etc.) constituting the block diagram may be implemented as a hardware device or software, and a plurality of components may be combined to form a single hardware device or software. It may be implemented.
  • the above-described embodiments 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., singly 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 specifically configured to store and perform program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, etc.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform processing according to the invention and vice versa.
  • Embodiments through this disclosure can be applied to electronic devices that encode or decode images.

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Abstract

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법은, 크로마 블록에 대한 초기 예측 파라미터를 유도하는 단계; 상기 초기 예측 파라미터를 조정하는 단계; 및 상기 조정된 예측 파라미터와 복원된 루마 블록을 기반으로, 상기 크로마 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함한다.

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, 복원된 루마 블록을 이용하여 크로마 블록을 예측하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 루마 성분과 크로마 성분의 선형성을 기반으로 크로마 블록을 예측하는 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 방법은, 크로마 블록에 대한 초기 예측 파라미터를 유도하는 단계; 상기 초기 예측 파라미터를 조정하는 단계; 및 상기 조정된 예측 파라미터와 복원된 루마 블록을 기반으로, 상기 크로마 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함한다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법은, 크로마 블록에 대한 초기 예측 파라미터를 유도하는 단계; 상기 초기 예측 파라미터를 조정하는 단계; 및 상기 조정된 예측 파라미터와 복원된 루마 블록을 기반으로, 상기 크로마 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함한다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 조정된 예측 파라미터는, 파라미터 조정 오프셋을 통해 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 초기 예측 파라미터는, 초기 가중치를 포함하고, 상기 초기 가중치에 상기 파라미터 조정 오프셋을 가산하여, 조정된 가중치가 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 초기 예측 파라미터는, 초기 오프셋을 더 포함하고, 상기 초기 가중치에 상기 파라미터 조정 오프셋 및 상기 루마 참조 샘플들의 평균값, 최소값, 최대값 또는 중간값과의 곱으로 획득된 차분값을 가산하여, 조정된 가중치가 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 파라미터 조정 오프셋은, 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보들 중 하나를 가리키는 인덱스에 기반하여 결정되고, 상기 인덱스는, 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 현재 블록에 대해, 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보 세트들 중 하나가 선택되면, 상기 선택된 파라미터 조정 오프셋 후보 세트에 포함된 상기 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보들로부터 상기 파라미터 조정 오프셋이 선택되고, 상기 현재 블록의 크기, 형태, 양자화 파라미터 또는 영상 포맷 중 적어도 하나를 기초로, 상기 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보 세트들 중 하나가 선택될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 초기 예측 파라미터는, 상기 루마 블록에 인접하는 참조 영역 내 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들 및 상기 크로마 블록에 인접하는 참조 영역 내 크로마 참조 샘플들을 기반으로 유도되고, 상기 루마 블록의 참조 영역 내 다운 샘플링 필터가 적용되는 위치는, 다운 샘플링 필터가 적용 가능한 위치들 각각의 비용을 기반으로 결정될 수 있다.
본 개시는 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 복원된 루마 블록을 이용하여 크로마 블록을 예측하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 영상 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 루마 성분과 크로마 성분의 선형성을 기반으로 크로마 블록을 예측하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들은 복수개의 그룹들로 분류되고, 상기 복수개의 그룹들 각각에 대해, 상기 초기 예측 파라미터 및 상기 조정된 예측 파라미터가 획득될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 복수개의 그룹들 각각에 대해 독립적으로 파라미터 조정 오프셋이 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 부호화 방법에 의해 부호화된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에 의하면, 복원된 루마 블록을 이용하여 크로마 블록을 예측함으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 루마 성분과 크로마 성분의 선형성을 기반으로 크로마 블록을 예측함으로써, 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 4 및 도 5는 본 개시에 따른 복수의 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 것이다.
도 6은 본 개시에 따른 플래너 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 7은 본 개시에 따른 DC 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 8은 본 개시에 따른 방향성 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 9는 분수 위치의 샘플을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 10 및 도 11은 인트라 예측 모드별, 각도에 대한 탄젠트 값이 32배 스케일링된 것을 도시한 것이다.
도 12는 방향성 모드가 34번 내지 49번 모드 중 하나인 경우, 인트라 예측 양상을 예시한 도면이다.
도 13은 좌측 참조 샘플들을 보간하여 상단 참조 샘플을 생성하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 1D 어레이로 배열된 참조 샘플들을 이용하여, 인트라 예측이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
도 15는 복원된 루마 블록을 이용하여 크로마 블록을 예측하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 16 내지 도 18은 루마 블록을 다운 샘플링하는 예를 나타낸 것이다.
도 19는 다운 샘플링이 적용되는 위치와 관련한 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 루마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들을 기초로 유도된 예측 파라미터가 조절되는 예를 나타낸 것이다.
도 21은 그룹 별 예측 파라미터가 조절되는 예를 나타낸다.
도 22는 크로마 블록의 우측 참조 샘플들 및 하단 참조 샘플들이 유도되는 예를 나타낸 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 비-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 비-이웃 참조 라인 후보로 구성됨을 가정하나, 이에 한정되지 아니한다. 즉, 현재 블록이 이용 가능한 복수의 참조 라인 후보는 4개 또는 그 이상의 비-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. 일 예로, 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.
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 4 및 도 5를 참조하여 살펴보기로 한다.
도 4는 본 개시에 따른 복수의 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 것이다.
도 4를 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.
도 4에 도시된 것보다, 방향성 모드를 더 확장할 수도 있다. 도 5는 방향성 모드가 확장된 예를 나타낸다.
도 5에서는, -1번부터 -14번 모드와 67번부터 80번 모드가 추가된 것으로 예시되었다. 이들 방향성 모드는 와이드 앵글 인트라 예측 모드라 호칭될 수 있다. 와이드 앵글 인트라 예측 모드를 이용할 것인지 여부는, 현재 블록의 형태에 따라, 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방 형태의 블록인 경우, 일부 방향성 모드(예컨대, 2번부터 15번)가 67번부터 80번 사이의 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 전환될 수 있다. 반면, 현재 블록이 높이가 너비보다 큰 비정방 형태의 블록인 경우, 일부 방향성 모드(예컨대, 53번부터 66번)가, -1번부터 -14번 사이의 와이드 앵글 인트라 예측 모드로 전환될 수 있다.
이용 가능한 와이드 앵글 인트라 예측 모드들의 범위는, 현재 블록의 너비와 높이 비율에 따라, 적응적으로 결정될 수 있다. 표 1은 현재 블록의 너비 및 높이 비율에 따른, 이용 가능한 와이드 앵글 인트라 예측 모드들의 범위를 나타낸 것이다.
너비/높이 이용 가능한 와이드 앵글 인트라 예측 모드 범위
W/H = 16 67~80
W/H = 8 67~78
W/H = 4 67~76
W/H = 2 67~74
W/H = 1 없음
W/H = 1/2 -1~-8
W/H = 1/4 -1~-10
W/H = 1/8 -1~-12
W/H = 1/16 -1~-14
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. 일 예로, 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. 일 예로, 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.크로마 블록의 인트라 예측 모드는, 복수의 크로마 블록의 인트라 예측 모드 후보들 중에서 선택될 수 있다. 이를 위해, 크로마 블록의 인트라 예측 모드 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보가 명시적으로 부호화되어 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 표 2는 크로마 블록의 인트라 예측 모드 후보들을 예시한 것이다.
인덱스 크로마 블록을 위한 인트라 예측 모드 후보
루마모드:0 루마모드:50 루마모드:18 루마모드:1 그외
0 66 0 0 0 0
1 50 66 50 50 50
2 18 18 66 18 18
3 1 1 1 66 1
4 DM
표 2의 예에서, DM(Direct Mode)는, 크로마 블록과 동일 위치에 존재하는 루마 블록의 인트라 예측 모드를, 크로마 블록의 인트라 예측 모드로 설정하는 것을 의미한다.일 예로, 루마 블록의 인트라 예측 모드(루마 모드)가 0번(평면모드)이고, 인덱스가 2번을 가리킨다면, 크로마 블록의 인트라 예측 모드는, 수평 모드(18번)로 결정될 수 있다.일 예로, 루마 블록의 인트라 예측 모드(루마 모드)가 1번(DC모드)이고, 인덱스가 0번을 가리킨다면, 크로마 블록의 인트라 예측 모드는 플래너 모드(0번)로 결정될 수 있다.
결과적으로, 크로마 블록의 인트라 예측 모드도 도 4 또는 도 5에 도시된 인트라 예측 모드들 중 하나로 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 6 내지 도 8을 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 6은 본 개시에 따른 플래너 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 6을 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. 일 예로, P1은 P1과 동일한 수평 라인에 위치한 참조 샘플과 T를 보간하여 생성될 수 있다. P2는 수직 방향의 보간을 통해 생성될 수 있다. 일 예로, P2는 P2와 동일한 수직 라인에 위치한 참조 샘플과 L을 보간하여 생성될 수 있다. 현재 블록 내 현재 샘플은, 다음 수학식 1과 같이, P1과 P2의 가중합을 통해 예측될 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000001
수학식 1에서, 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. 일 예로, 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 7은 본 개시에 따른 DC 모드 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 7을 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. 일 예로, 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 8은 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. 일 예로, 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 8을 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 분수 위치의 샘플(r)을 생성할 수 있다. 생성된 분수 위치의 샘플(r)을 현재 샘플 A의 예측 샘플로 설정할 수 있다.
도 9는 분수 위치의 샘플을 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 9의 예에서, 변수 h는 예측 샘플 A의 위치와 참조 샘플 라인 까지의 수직 방향거리(즉, 세로 거리)를 의미하고, 변수 w는 예측 샘플 A의 위치와 분수 위치 샘플 까지의 수평 방향 거리(즉, 가로 거리)를 의미한다. 또한, 변수 θ는, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 미리 정의된 각도를 의미하고, 변수 x는, 분수 위치를 의미한다.
변수 w는 다음의 수학식 2와 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000002
이후, 변수 w에서, 정수 위치를 제거하면, 최종적으로, 분수 위치가 유도될 수 있다.
분수 위치 샘플은 인접하는 정수 위치 참조 샘플들을 보간하여 생성될 수 있다. 일 예로, 정수 위치 참조 샘플 R2 및 정수 위치 참조 샘플 R3를 보간하여, x 위치의 분수 위치 참조 샘플을 생성할 수 있다.
분수 위치 샘플을 유도함에 있어서, 실수 연산을 피하기 위해, 스케일링 팩터를 사용할 수 있다. 일 예로, 스케일링 팩터 f가 32로 설정된 경우, 도 8의 (b)에 도시된 예에서와 같이, 이웃하는 정수 참조 샘플들 사이의 거리가 1이 아닌 32로 설정될 수 있다.
또한, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 결정되는 각도 θ에 대한 탄젠트 값도 동일한 스케일링 팩터(예컨대, 32)를 이용하여 스케일업할 수 있다.
도 10 및 도 11은 인트라 예측 모드별, 각도에 대한 탄젠트 값이 32배 스케일링된 것을 도시한 것이다.
도 10은, 비-와이드 앵글 인트라 예측 모드에 대한, 탄젠트 값의 스케일링된 결과를 나타낸 것이고, 도 11은 와이드 앵글 인트라 예측 모드에 대한, 탄젠트 값의 스케일링된 결과를 나타낸 것이다.
인트라 예측 모드의 각도 값에 대한 탄젠트 값(tanθ)이 양수인 경우, 현재 블록의 상단 라인에 속하는 참조 샘플들(즉, 상단 참조 샘플들) 또는 현재 블록의 좌측 라인에 속하는 참조 샘플들(즉, 좌측 참조 샘플들) 중 한쪽만을 사용하여 인트라 예측이 수행될 수 있다. 한편, 인트라 예측 모드의 각도 값에 대한 탄젠트값이 음수인 경우, 상단에 위치하는 참조 샘플들과 좌측에 위치하는 참조 샘플들이 모두 이용된다.
이때, 구현의 간소화를 위해, 좌측 참조 샘플들을 위쪽으로 프로젝션 하거나, 상단 참조 샘플들을 좌측으로 프로젝션 하여, 참조 샘플들을 1D 어레이 형태로 배열하고, 1D 어레이 형태의 참조 샘플들을 이용하여 인트라 예측을 수행하도록 할 수도 있다.
도 12는 방향성 모드가 34번 내지 49번 모드 중 하나인 경우, 인트라 예측 양상을 예시한 도면이다.
현재 블록의 인트라 예측 모드가 34번 내지 49번 모드 중 하나인 경우, 현재 블록의상단 참조 샘플들 뿐만 아니라, 좌측 참조 샘플들을 이용하여 인트라 예측이 수행된다. 이때, 도 12에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 좌측에 위치하는 참조 샘플을 상단 라인의 위치로 복사하거나, 좌측에 위치하는 참조 샘플들을 보간하여 상단 라인의 참조 샘플을 생성할 수 있다.
일 예로, 현재 블록 상단의 A 위치에 대한 참조 샘플을 획득하고자 하는 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여, 상단 라인의 A 위치에서, 현재 블록의 좌측 라인에 프로젝션을 수행할 수 있다. 프로젝션된 위치를 a라 할 경우, a 위치에 대응하는 값을 복사하거나, a에 대응하는 분수 위치 값을 생성하여, A 위치의 값으로 설정할 수 있다. 일 예로, a 위치가 정수 위치인 경우, 정수 위치 참조 샘플을 복사하여 A 위치의 값을 생성할 수 있다. 반면, a 위치가 분수 위치인 경우, a 위치의 상측에 위치하는 참조 샘플 및 a 위치의 하측에 위치하는 참조 샘플을 보간하고, 보간된 값을 A 위치의 값으로 설정할 수 있다. 한편, 현재 블록 상단의 A 위치에서, 현재 블록의 좌측 라인으로 프로젝션되는 방향은, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 방향과 평행이면서, 반대 방향일 수 있다.
도 13은 좌측 참조 샘플들을 보간하여 상단 참조 샘플을 생성하는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13에서, 변수 h는, 상단 라인의 A 위치와 좌측 라인의 a 위치 사이의 수평 방향 거리를 나타낸다. 변수 w는, 상단 라인의 A 위치와 좌측 라인의 a 위치 사이의 수직 방향 거리를 나타낸다. 또한, 변수 θ는, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 미리 정의된 각도를 의미하고, 변수 x는, 분수 위치를 의미한다.
변수 h는 다음의 수학식 3과 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000003
이후, 변수 h에서, 정수 위치를 제거하면, 최종적으로, 분수 위치가 유도될 수 있다.
분수 위치 샘플을 유도함에 있어서, 실수 연산을 피하기 위해, 스케일링 팩터를 사용할 수 있다. 일 예로, 변수 θ에 대한 탄젠트 값을 스케일링 팩터 f1을 이용하여 스케일링할 수 있다. 여기서, 좌측 라인으로 프로젝션되는 방향은, 방향성 예측 모와 평행이면서 반대이므로, 도 10 및 도 11에 도시된 스케일된 탄젠트 값을 사용할 수도 있다.
스케일링 팩터 f1이 적용된 경우, 수학식 3은, 다음의 수학식 4와 같이, 변형 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000004
위와 같은 방식으로, 상단 라인에 속하는 참조 샘플들만으로 1D 참조 샘플 어레이를 구성할 수 있다. 이 결과, 1D 어레이로 구성된 상단 참조 샘플들만을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 14는 1D 어레이로 배열된 참조 샘플들을 이용하여, 인트라 예측이 수행되는 예를 나타낸 것이다.
도 14에 도시된 예에서와 같이, 좌측 참조 샘플들을 프로젝션하여, 상단 참조 샘플들을 생성함으로써, 상단 라인에 속하는 참조 샘플들만을 이용하여 현재 블록의 예측 샘플들이 획득될 수 있다.
도 12 및 도 14에 도시된 것과 반대로, 상단 참조 샘플을 좌측 라인에 프로젝션하여, 좌측 라인에 속하는 참조 샘플들만으로 1D 참조 샘플 어레이를 구성할 수도 있다. 구체적으로, 방향성 모드의 각도에 대한 탄젠트 값(tanθ)이 음수인 방향성 모드들 중 19번 내지 33번 모드들에 대해서는, 상단 라인에 속한 참조 샘플들을 좌측 라인으로 프로젝션 하여, 좌측 참조 샘플을 생성할 수 있다.
복원된 루마 블록을 이용하여, 크로마 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 위와 같은, 상이한 컬러 성분을 이용한 예측을, 콤포넌트간 예측이라 호칭할 수 있다.
도 15는 복원된 루마 블록을 이용하여 크로마 블록을 예측하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 먼저, 크로마 블록에 대한 예측을 위해, 예측 파라미터를 유도할 수 있다(S1510). 이때, 예측 파라미터는, 픽처의 영상 포맷에 따라 상이한 방법으로 유도될 수 있다. 영상 포맷은, 크로마 서브 샘플링 레이트를 나타내는 것으로, 4:4:4, 4:2:2 또는 4:2:0 중 하나로 결정될 수 있다.
영상 포맷이 4:4:4가 아닌 경우, 루마 블록을 다운 샘플링하여 크로마 블록의 크기와 동일하게 조절한다.
도 16 내지 도 18은 루마 블록을 다운 샘플링하는 예를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 영상 포맷은 4:2:0인 것으로 가정한다.
영상 포맷이 4:2:0인 경우, 도 16에 도시된 예에서와 같이, 4x4 크기의 루마 블록에 대응되는 크로마 블록의 크기는 2x2 이다. 이 경우, 루마 블록에 다운 샘플링 필터를 적용하여, 4x4 크기의 루마 블록을 2x2 크기로 축소시킬 수 있다. 다음 수학식 5는 다운 샘플링 필터의 적용 양상을 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000005
수학식 5에서, Downsampled_Luma는, 다운 샘플링된 루마 블록 내 샘플 값을 의미하고, Luma는 다운 샘플링 이전 루마 샘플의 값을 의미한다. 예컨대, Luma[0][0]은 다운 샘플링 이전 루마 블록 내 좌상단 샘플의 위치를 나타낼 수 있다. 다운 샘플링된 루마 블록의 크기는 2x2 이므로, 샘플의 좌표를 나타내는 변수 w 및 h는 각각 0 부터 1 범위의 값을 가질 수 있다.
수학식 5에 따른 다운 샘플링 필터를 적용하는 경우, 다운 샘플링된 루마 샘플의 값은, 루마 샘플들에 십자 모양의 다운 샘플링 필터를 적용하여 획득될 수 있다. 일 예로, (0, 0) 위치의 다운 샘플링된 루마 샘플의 값은, (0, 0) 위치의 루마 샘플, 상기 (0, 0) 위치의 상단 루마 샘플, 상기 (0, 0) 위치의 좌측 루마 샘플, 상기 (0, 0) 위치의 하단 루마 샘플 및 상기 (0, 0) 위치의 우측 루마 샘플에 다운 샘플링 필터를 적용하여 획득될 수 있다.
도 17에 도시된 것과 상이한 형태의 다운 샘플링 필터를 적용할 수도 있다. 일 예로, 1D 필터, 직사각형 또는 정사각형 필터를 적용하여, 다운 샘플링된 루마 샘플을 획득할 수 있다. 1D 필터는, 1x3 또는 3x1 크기일 수 있고, 직사각형 필터는, 2x3 또는 3x2 크기일 수 있고, 정사각형 필터는, 2x2 또는 3x2 크기일 수 있다.
필터의 형태가 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기/형태, 루마 블록에 적용된 인트라 예측 모드, 크로마 샘플의 위치가 루마 샘플의 위치와 일치하는지 여부 또는 영상 포맷 중 적어도 하나에 기초하여, 필터의 형태가 적응적으로 결정될 수 있다.
또는, 복수의 필터 후보들 중 하나를 지시하는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 다운 샘플링 위치에 따라, 필터 타입이 상이할 수 있다. 일 예로, 루마 블록의 경계에 위치하는 루마 샘플에 대해서는, 1D 필터 또는 직사각형 필터를 적용하는 반면, 루마 블록의 경계에 위치하지 않는 루마 샘플에 대해서는, 십자 형태 필터를 적용할 수 있다.
도 17에 도시된 것과 같이, x축 좌표 및 y축 좌표가 모두 짝수인 위치에 다운 샘플링 필터가 적용될 수 있다.
도 17에 도시된 것과 상이하게 다운 샘플링 필터의 적용 위치를 설정할 수도 있다. 도 18은 다운 샘플링 필터의 적용 위치에 대한 다양한 예시를 나타낸다.
다운 샘플링 적용 위치와 관련한 복수개의 후보들을 기 정의한 뒤, 복수개의 후보들 중 하나를 선택할 수도 있다. 일 예로, 도 18의 (a) 내지 (d)의 예시들을 복수의 후보들로 정의한 뒤, 복수의 예시들 중 하나를 가리키는 인덱스 정보를 부호화하여 시그날링할 수 있다.
또는, 크로마 샘플의 위치가 루마 샘플의 위치와 일치하는지 여부에 기초하여, 복수의 후보들 중 하나가 선택될 수도 있다.
루마 블록 주변의 참조 샘플들에 대해서도 다운 샘플링 필터를 적용할 수 있다. 구체적으로, 루마 블록의 상단에 인접하는 상단 참조 영역 또는 좌측에 인접하는 좌측 참조 영역 중 적어도 하나에 대해 다운 샘플링 필터를 적용하여, 다운 샘플링된 루마 참조 샘플을 획득할 수 있다.
크로마 블록의 참조 영역에 포함된 참조 샘플들의 개수와 동일한 수의 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들을 획득할 수 있다.
한편, 콤포넌트간 예측 모드는, 참조 영역의 구성에 따라, 상단 콤포넌트간 예측 모드, 좌측 콤포넌트간 예측 모드 및 상단 및 좌측 콤포넌트간 예측 모드로 구분될 수 있다. 상단 콤포넌트간 예측 모드가 선택된 경우, 루마 블록 및 크로마 블록 각각의 참조 영역은 상단 참조 영역만으로 구성된다. 좌측 콤포넌트간 예측 모드가 선택된 경우, 루마 블록 및 크로마 블록 각각의 참조 영역은 좌측 참조 영역만으로 구성된다. 상단 및 좌측 콤포넌트간 예측 모드가 선택된 경우, 루마 블록 및 크로마 블록 각각의 참조 영역은, 상단 참조 영역 및 좌측 참조 영역으로 구성될 수 있다.
상단 콤포넌트간 예측 모드, 좌측 콤포넌트간 예측 모드 및 상단 및 좌측 콤포넌트간 예측 모드 중 어느 것이 현재 블록에 적용되었는지 여부를 가리키는 정보가 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 콤포넌트간 예측 모드의 종류를 가리키는 인덱스 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기/형태, 현재 블록이 CTU 또는 픽처 경계에 접하는지 여부 또는 루마 블록에 적용된 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여, 상단 콤포넌트간 예측 모드, 좌측 콤포넌트간 예측 모드 및 상단 및 좌측 콤포넌트간 예측 모드 중 하나가 선택될 수 있다.
설명의 편의를 위해, 후술되는 실시예에서는, 루마 블록 및 크로마 블록 각각의 참조 영역이 상단 참조 영역 및 좌측 참조 영역을 포함하는 것으로 가정한다.
루마 블록의 참조 영역에 적용되는 다운 샘플링 필터의 형태는, 루마 블록에 적용되는 다운 샘플링 필터와 동일할 수 있다. 또는, 루마 블록의 참조 영역에 적용되는 다운 샘플링 필터의 형태는, 루마 블록에 적용되는 다운 샘플링 필터와 상이할 수 있다. 또는, 루마 블록의 상단 참조 영역에 적용되는 다운 샘플링 필터의 형태와 루마 블록의 좌측 참조 영역에 적용되는 다운 샘플링 필터의 형태가 상이할 수 있다.
한편, 참조 영역 내 다운 샘플링이 적용되는 위치는, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다.
다른 에로, 복호화기에서, 부호화기와 동일한 방법으로, 참조 영역 내 다운 샘플링이 적용되는 위치를 스스로 결정할 수도 있다.
도 19는 다운 샘플링이 적용되는 위치와 관련한 예를 설명하기 위한 도면이다.
영상 포맷이 4:2:0인 경우, 1x1 크기의 크로마 블록은, 2x2 크기의 루마 블록에 대응한다. 이에 따라, 4개의 루마 참조 샘플들 중 하나의 위치에 다운 샘플링 필터를 적용하여, 크로마 참조 샘플에 대응하는 다운 샘플링된 루마 참조 샘플을 유도할 수 있다.
1개의 크로마 참조 샘플에 대응하는 4개의 루마 참조 샘플들을 A 내지 D라 할 경우, 참조 영역 내 A 내지 D 위치들 각각에 다운 샘플링을 수행한 뒤, 각 위치에 대한 비용을 산출할 수 있다. 여기서, 특정 위치에 대한 비용은, 해당 위치를 중심으로 다운 샘플링 필터를 적용하여 획득된 다운 샘플링된 루마 참조 샘플 및 해당 위치에 대응하는 크로마 참조 샘플 간의 차분의 합 또는 상기 차분의 절대값의 합을 기초로 유도될 수 있다. 이와 같이, 차분의 절대값의 합을 기초로 유도된 비용을 SAD (Sum of Difference)라 호칭할 수도 있다.
이후, 비용이 가장 낮은 위치를 최적의 위치로 결정하고, 최적 위치에서의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 이용하여, 후술될 예측 파라미터 유도 과정이 수행될 수 있다.
또는, 다운 샘플링 필터가 적용될 수 있는 복수 위치들 중 하나를 지시하는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 도 19에 도시된 예에서, A 내지 D 위치 중 하나를 가리키는 인덱스가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 이를 위해, 부호화기에서는, 다운 샘플링 펄터가 적용될 수 있는 복수 위치들 각각에 대해 예측 파라미터를 획득하고, 복수의 예측 파라미터들 중 최적의 예측 파라미터를 유도하는데 이용된 위치를 가리키는 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수 있다. 여기서, 최적의 예측 파라미터는, 예측 파라미터들 각각의 비용 또는 RDO (Rate Distortion Optimization)을 나타낼 수 있다.
한편, 상단 참조 영역 내 최적의 다운 샘플링 적용 위치를 결정하는 것이 좌측 참조 영역 내 최적의 다운 샘플링 적용 위치를 결정하는 것과 독립적일 수 있다. 이 경우, 상단 참조 영역 내 최적의 다운 샘플링 적용 위치와 좌측 참조 영역 내 최적의 다운 샘플링 적용 위치가 상이할 수 있다.
다운 샘플링된 루마 참조 샘플들과 크로마 블록의 참조 샘플들을 이용하여, 크로마 블록에 대한 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 예측 파라미터는 가중치 α 및 오프셋 β를 포함할 수 있다. 예측 파라미터는 최소 자승법(Least Square Method) 등을 이용하여 유도될 수 있다.
일 예로, 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들의 최대값과 최소값, 및 크로마 참조 샘플들의 최대값과 최소값의 선형성(Linearlity)에 기반하여, 가중치 α 오프셋 β를 유도할 수 있다.
이때, 기 정의된 위치의 크로마 참조샘플들 및 이에 대응하는 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들만을 이용하여, 예측 파라미터를 유도할 수도 있다. 이 경우, 예측 파라미터의 유도 과정이 간소화되어, 부호화기 및 복호화기에서의 복잡도가 감소할 수 있다. 일 예로, 다음 수학식 6에 예시된 위치의 크로마 참조 샘플들을 이용하여, 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000006
위 예에서, W 및 H는 각각 크로마 블록의 너비 및 높이를 나타낸다. 위 예시에 따른, 4개의 크로마 참조 샘플들 및 이에 대응하는 4개의 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들을 이용하여 예측 파라미터를 유도할 수 있다.
위 예시와 상이한 위치의 참조 샘플들을 이용하여 예측 파라미터를 획득할 수도 있다. 일 예로, 다음의 수학식 7 및 수학식 8과 같이, 참조 샘플들의 위치를 결정할 수도 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000007
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000008
참조 샘플들의 위치에 대해 복수의 후보들을 기 정의한 뒤, 복수의 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 일 예로, 위에 열거된 수학식 6 내지 수학식 8의 예시들 각각을 위치 후보로 설정한 뒤, 복수의 위치 후보들 중 하나에 따라, 참조 샘플들을 선택할 수 있다.
복수의 위치 후보들 중 하나를 선택하기 위한 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 복수의 위치 후보들 중 하나를 가리키는 인덱스를 부호화하여 시그날링할 수 있다.
또는, 현재 블록의 크기/형태, 컬러 포맷 또는 크로마 샘플의 위치가 루마 샘플의 위치와 일치하는지 여부 중 적어도 하나에 기초하여, 복수의 위치 후보들 중 하나가 적응적으로 선택될 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 정방 형태인 경우, 수학식 6의 위치 후보를 이용하여, 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 반면, 현재 블록이 비정방 형태인 경우, 수학식 7 또는 수학식 8의 위치 후보를 이용하여 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방 형태인 경우, 수학식 7의 위치 후보를 사용하고, 현재 블록이 높이가 너비보다 큰 비정방 형태인 경우, 수학식 8의 위치 후보를 사용할 수 있다.
예측 파라미터가 유도되면, 다운 샘플링된 루마 샘플을 기초로, 크로마 블록의 예측 샘플을 획득할 수 있다(S1520). 일 예로, 다음의 수학식 9에 따라, 크로마 블록의 예측 샘플을 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000009
수학식 9에서, PredChroma는, 크로마 블록의 예측 샘플을 나타내고, Downsampled_Luma는, 크로마 예측 샘플에 대응되는 위치의 다운 샘플링된 루마 샘플을 나타낸다.
한편, 영상 포맷이 4:4:4인 경우, 상술한 다운 샘플링 과정은 생략될 수 있다. 즉, 영상 포맷이 4:4:4인 경우, 루마 블록 내 복원 샘플들에 대해 다운 샘플링을 수행하는 과정 및 루마 블록의 참조 샘플들에 대해 다운 샘플링을 수행하는 과정이 생략될 수 있다.
다른 예로, 영상 포맷과 무관하게, 루마 블록의 참조 영역에는 다운 샘플링 필터를 적용하지 않을 수도 있다. 즉, 예측 파라미터 유도시, 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들 중 최소값 및 최대값을 이용하는 대신, 루마 참조 샘플들 중 최소값 및 최대값을 이용할 수도 있다.
후술되는 예에서, 루마 참조 샘플은, 루마 블록의 참조 영역에 다운 샘플링 필터가 적용되었는지 여부에 따라, 다운 샘플링된 루마 참조 샘플을 의미할 수도 있고, 다운 샘플링 필터가 적용되지 않은 루마 참조 샘플을 의미할 수도 있다.
루마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들을 이용하여 유도된 예측 파라미터를, 최종 예측 파라미터로 사용하는 대신, 유도된 예측 파라미터를 조절하여 최종 예측 파라미터를 유도할 수도 있다.
구체적으로, 루마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들을 이용하여 유도된 예측 파라미터를 예측 파라미터의 예측값(즉, 초기 예측 파라미터)로 설정할 수도 있다. 이후, 예측 파라미터의 예측값에 예측 파라미터의 차분값을 더하여, 최종 예측 파라미터(즉, 조절된 예측 파라미터)를 유도할 수 있다.
일 예로, 루마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들을 기초로 획득된 가중치 α를 가중치 예측값으로 설정하고, 상기 가중치 예측값에 가중치 차분값을 더하여, 최종 가중치 α'을 유도할 수 있다. 나아가, 루마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들을 기초로 획득된 오프셋 β를 오프셋 예측값으로 설정하고, 상기 오프셋 예측값에 오프셋 차분값을 더하여, 최종 오프셋 β'을 유도할 수 있다.
가중치 차분값 및 오프셋 차분값에 대한 정보가 각각 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, 가중치 차분값을 나타내는 제1 파라미터 오프셋 정보 및 오프셋 차분값을 나타내는 제2 파라미터 오프셋 정보가 각각 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 단일의 파라미터 조절 오프셋만을 명시적으로 부호화하여 시그날링하고, 상기 파라미터 조절 오프셋을 기반으로 가중치 차분값 및 오프셋 차분값을 유도할 수도 있다. 다음의 수학식 10은 크로마 블록에 대한, 최종 예측 파라미터를 유도하는 예를 나타낸 것이다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000010
수학식 10에서, off는, 파라미터 조절 오프셋을 나타낸다. 파라미터 조절 오프셋은 명시적으로 부호화되어 시그날링될 수 있다. α는 가중치 예측값을 나타내고, α'는 최종 가중치를 나타낸다. β는 오프셋 예측값을 나타내고, β'은 최종 오프셋을 나타낸다. Ym은 루마 참조 샘플들의 평균값을 나타낸다.
루마 참조 샘플들 중 중간값, 최소값 또는 최대값을 변수 Ym으로 설정할 수도 있다.
도 20은 루마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들을 기초로 유도된 예측 파라미터가 조절되는 예를 나타낸 것이다.
도 20의 (a)는 루마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들을 기초로 유도된 예측 파라미터를 나타낸다. 도 20의 (b)는, 파라미터 조절 오프셋을 기초로 도 20의 (a)에 도시된 예측 파라미터를 조절한 결과를 나타낸다.
파라미터 조절 오프셋의 값을 그대로 부호화하여 시그날링할 수 있다.
다른 예로, 복수의 파라미터 조절 오프셋 값 후보들을 기 정의한 뒤, 현재 블록에 적용되는 파라미터 조절 오프셋 값을 지시하는 정보를 부호화여 시그날링할 수 있다. 상기 정보는, 복수의 후보들 중 하나를 가리키는 인덱스일 수 있다. 일 예로, 부호화기 및 복호화기에서는, (-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4)와 같은 구성의 복수 후보들이 기 정의되어 있을 수 있다.
또는, 현재 블록이 선택할 수 있는 파라미터 조절 오프셋 값 후보들의 개수 또는 종류 중 적어도 하나는, 현재 블록의 크기/형태, 현재 블록의 양자화 파라미터, 루마 블록의 인트라 예측 모드, 루마 블록이 인트라 모드 또는 인터 모드로 부호화되었는지 여부, 영상 포맷, 예측 파라미터를 유도하는데 이용되는 참조 샘플들의 수, 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들의 최대값(또는 최소값)과 크로마 참조 샘플들 중 최대값(또는 최소값) 사이의 차분 또는 샘플의 비트 심도 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다.
일 예로, 복수의 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들이 부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있을 수 있다. 복수의 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들 각각은 복수의 파라미터 조절 오프셋 후보들을 포함할 수 있다. 이때, 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들 간에는, 파라미터 조절 오프셋 후보들의 개수 또는 종류 중 적어도 하나가 상이할 수 있다.
일 예로, 제1 파라미터 조절 오프셋 후보 세트는 (-4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4)과 같이 구성되고, 제2 파라미터 조절 오프셋 후보 세트는 (-7, -5, -3, -1, 0, 1, 3, 5, 7)과 같이 구성되며, 제3 파라미터 조절 오프셋 후보 세트는 (-8, -6, -4, -2, 0, 2, 4, 6, 8)과 같이 구성될 수 있다.
위 열거된 조건들에 기반하여, 복수의 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들 중 하나가 현재 블록을 위해 선택될 수 있다. 일 예로, 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들의 최대값(또는 최소값)과 크로마 참조 샘플들 중 최대값(또는 최소값) 사이의 차분이 제1 문턱값보다 큰 경우에는, 제1 파라미터 조절 오프셋 후보 세트가 선택되고, 상기 차분에 제1 문턱값보다 크지 않으나, 제2 문턱값보다 큰 경우에는, 제2 파라미터 조절 오프셋 후보 세트가 선택될 수 있다. 상기 차분이 제2 문턱값보다도 크지 않은 경우에는, 제3 파라미터 조절 오프셋 후보 세트가 선택될 수 있다.
또는, 복수의 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들 중 하나를 가리키는 정보가 부호화되어 시그날링될 수도 있다. 상기 정보는, 복수의 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들 중 하나를 가리키는 인덱스일 수 있다.
이후, 선택된 파라미터 조절 오프셋 후보 세트에 포함된 파라미터 조절 오프셋 후보들 중에서, 현재 블록의 파라미터 조절 오프셋 후보가 선택될 수 있다.
파라미터 조절 오프셋 후보 세트들의 개수는 설명한 것과 상이할 수 있다. 즉, 상술한 예에서는, 3개의 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들이 예시되었으나, 이보다 더 적은 수 또는 더 많은 수의 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들이 존재할 수 있다.
또한, 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들의 구성이 설명한 예에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, 파라미터 조절 오프셋 값은 2의 지수승으로 표현되는 값일 수 있다. 이 경우, 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들은, 2의 지수승으로 표현되는 값들로 구성될 수 있다.
또는, 파라미터 조절 오프셋 후보 세트들은, 2의 지수승(즉, 2^N) 으로 표현되는 값의 지수(즉, N)에 해당하는 값들로 구성될 수도 있다. 이 경우, 파라미터 조절 오프셋 값은, 상수 1을, 파라미터 조절 오프셋 후보 세트로부터 선택된 후보가 가리키는 값만큼 왼쪽으로 시프팅하여 획득될 수 있다.
샘플 값에 따라, 루마 참조 샘플들을 복수의 그룹들로 분류한 뒤, 그룹들 각각에 대해 개별적으로 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 일 예로, 루마 참조 샘플들의 평균값을 Ym이라 할 경우, 루마 참조 샘플들 중 변수 Ym 보다 큰 값을 갖는 것은 제1 그룹으로 분류하고, 그렇지 않은 것은 제2 그룹으로 분류할 수 있다. 루마 참조 샘플과, 동일 위치에 존재하는 크로마 참조 샘플은, 루마 참조 샘플의 분류 결과와 동일하게 분류된다. 일 예로, 루마 참조 샘플이 제1 그룹으로 분류된 경우, 상기 루마 참조 샘플에 대응하는 크로마 참조 샘플 역시 제1 그룹으로 분류된다.
이후, 제 1그룹에 속하는 크로마 참조 샘플들과 제1 그룹에 속하는 루마 참조 샘플들을 이용하여, 제1 예측 파라미터를 유도하고, 제 2그룹에 속하는 크로마 참조 샘플들과 제2 그룹에 속하는 루마 참조 샘플들을 이용하여, 제2 예측 파라미터(예컨대, 가중치 α2 및 오프셋 β2)를 유도할 수 있다.
예측하고자 하는 크로마 샘플에 대응하는 루마 샘플의 값이 제1 그룹에 속하는지 또는 제2 그룹에 속하는지 여부에 따라, 제1 예측 파라미터 또는 제2 예측 파라미터를 이용하여, 크로마 예측 샘플을 획득할 수 있다. 일 예로, 예측하고자 하는 크로마 샘플에 대응하는 루마 샘플이 제1 그룹에 속하는 경우, 다음의 수학식 11을 기반으로 크로마 예측 샘플을 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000011
예측하고자 하는 크로마 샘플에 대응하는 루마 샘플이 제2 그룹에 속하는 경우, 다음의 수학식 12를 기반으로 크로마 예측 샘플을 획득할 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000012
그룹 별 예측 파라미터 유도시에도 파라미터 조절 오프셋이 이용될 수 있다. 이 경우, 각 그룹에 대한 예측 파라미터는, 파라미터 조절 오프셋에 의해 조절될 수 있다.
도 21은 그룹 별 예측 파라미터가 조절되는 예를 나타낸다.
제1 예측 파라미터는, 제1 그룹에 속한 루마 참조 샘플들의 평균값 Ym1을 기초로 조절되고, 제2 예측 파라미터는, 제2 그룹에 속한 루마 참조 샘플들의 평균값 Ym2를 기초로 조절될 수 있다.
그룹별로 파라미터 조절 오프셋에 대한 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다.
또는, 블록 레벨(예컨대, 코딩 블록)에서 파라미터 조절 오프셋에 대한 정보를 시그날링할 수 있다. 이 경우, 각 그룹은, 블록 레벨에서 시그날링된 파라미터 조절 오프셋에 대한 정보를 공유할 수 있다. 즉, 그룹 간 파라미터 조절 오프셋은 동일할 수 있다.
또는, 블록 레벨에서 파라미터 조절 오프셋에 대한 정보를 부호화하여 시그날링하는 한편, 각 그룹별로 파라미터 조절 오프셋의 차분값에 대한 정보를 부호화하여 시그날링할 수 있다. 이 경우, 특정 그룹의 파라미터 조절 오프셋은, 블록 레벨에서 시그날링된 파라미터 조절 오프셋에, 해당 그룹을 위해 시그날링된 파라미터 조절 오프셋 차분값을 더하여 유도될 수 있다.
또는, 복수의 그룹들 중 제1 그룹에 대해서는 파라미터 조절 오프셋을 부호화하여 시그날링하고, 제2 그룹에 대해서는, 제1 그룹의 파라미터 조절 오프셋과의 차분값을 부호화하여 시그날링할 수 있다.
상술한 실시예들에서는, 예측 파라미터의 조절이, 가중치의 조절 및 오프셋의 조절을 포함하는 것으로 설명하였다. 설명한 바와 달리, 예측 파라미터 중 가중치만을 조절하거나, 오프셋만을 조절할 수도 있다. 일 예로, 수학식 10의 예에서, 파라미터 조절 오프셋을 이용하여 가중치를 조절하는 것만을 적용하거나, 파라미터 조절 오프셋을 이용하여 오프셋을 조절하는 것만을 적용할 수 있다.
도 19를 통해 설명한 실시예들에서는, 비용을 통해 다운 샘플링 필터가 적용 가능한 위치들 중 하나를 선택하거나, 시그날링되는 정보에 기반하여 다운 샘플링 필터가 적용 가능한 위치들 중 하나가 선택되는 것으로 예시되었다.
설명한 바와 달리, 다운 샘플링 필터가 적용 가능한 위치들 각각에 다운 샘플링 필터를 적용하여 예측 파라미터를 획득할 수 있다. 일 예로, A 위치에 다운 샘플링 필터를 적용하여 유도된 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들을 기초로 제1 예측 파라미터를 획득하고, B 위치에 다운 샘플링 필터를 적용하여 유도된 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들을 기초로 제2 예측 파라미터를 획득할 수 있다.
복원된 루마 샘플을 기초로 크로마 블록의 인트라 예측을 위한, 참조 샘플들을 획득하고, 획득된 참조 샘플을 이용하여 크로마 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 구체적으로, 복원된 루마 샘플을 기초로, 크로마 블록의 우측 참조 샘플들 또는 하단 참조 샘플들 중 적어도 하나를 유도할 수도 있다.
도 22는 크로마 블록의 우측 참조 샘플들 및 하단 참조 샘플들이 유도되는 예를 나타낸 것이다.
부/복호화 순서에 따라, 크로마 블록의 우측 및 하단에는 복원된 샘플이 존재하지 않는다. 반면, 루마 블록은 크로마 블록보다 앞서 부/복호화되므로, 루마 블록의 우측 및 하단에는 복원된 샘플이 존재할 수 있다. 이에 따라, 복원된 루마 샘플을 이용하여, 크로마 블록의 우측 참조 샘플 또는 하단 참조 샘플 중 적어도 하나를 유도할 수 있다.
일 예로, 우측 또는 하단 참조 샘플에 대응하는 복원된 루마 샘플 또는 다운 샘플링된 루마 샘플을, 우측 또는 하단 참조 샘플의 값으로 설정할 수 있다.
또는, 루마 블록의 상단 참조 영역 또는 좌측 참조 영역 중 적어도 하나를 이용하여 예측 파라미터(즉, 가중치 α 및 오프셋 β)를 유도한 뒤, 유도된 예측 파라미터를 기초로 우측 또는 하단 참조 샘플을 유도할 수 있다. 구체적으로, 우측 또는 하단 참조 샘플에 대응하는 복원된 루마 샘플 또는 다운 샘플링된 루마 샘플에 가중치 α 및 오프셋 β를 적용하여, 우측 또는 하단 참조 샘플을 유도할 수 있다.
한편, 우측 및/또는 하단 참조 샘플들을 이용할 경우, 도 4에 도시된 것보다 더 많은 수의 방향성 모드들을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 일 예로, 도 4에 도시된 방향성 모드들과 반대 방향인 방향성 모드들 중 하나가, 크로마 블록의 인트라 예측에 적용될 수 있다. 즉, 본 실시예와 같이, 크로마 블록에 대해 우측 및 하단 참조 샘플들을 생성할 경우, 루마 블록에 대해 이용 가능한 방향성 모드들의 개수보다, 크로마 블록에 대해 이용 가능한 방향성 모드들의 개수가 더 많을 수 있다.
한편, 복원된 루마 블록에 컨볼루션 필터(Convolution Filter)를 적용하여, 크로마 예측 샘플을 획득할 수도 있다. 컨볼루션 필터를 적용하여 크로마 예측 샘플을 획득할 것인지 여부는, 현재 블록의 크기/형태, 루마 블록의 인트라 예측 모드, 영상 포맷 또는 참조 영역에 포함된 참조 샘플의 개수 중 적어도 하나를 기초로 적응적으로 결정될 수 있다.
또는, 컨볼루션 필터를 이용하여 크로마 블록을 예측하는 것을, 콤포넌트간 예측 모드의 하나로 정의할 수 있다. 이 경우, 인덱스 정보를 기반으로, 복수의 콤포넌트간 예측 모드들 중 컨볼루션 필터를 이용하여 크로마 블록을 예측하는 것이 선택되었는지 여부가 결정될 수 있다.
컨볼루션 필터는, 7탭 또는 5탭의 크기를 가질 수 있다. 컨볼루션 필터는 예측 대상인 크로마 샘플과 동일 위치의 루마 샘플 및 상기 루마 샘플에 인접하는 적어도 하나의 인접 루마 샘플에 적용될 수 있다.
수학식 13은 컨볼루션 필터를 적용하여, 크로마 예측 샘플을 획득하는 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000013
상기 수학식 13에서, C는, 크로마 예측 샘플과 동일 위치의 루마 샘플을 나타낸다. N은 상기 루마 샘플의 상단에 인접하는 상단 루마 샘플, S는 상기 루마 샘플의 하단에 인접하는 하단 루마 샘플, E는 상기 루마 샘플의 우측에 인접하는 우측 루마 샘플, W는 상기 루마 샘플의 좌측에 인접하는 좌측 루마 샘플을 나타낸다.
P는 크로마 예측 샘플과 동일 위치의 루마 샘플의 제곱하여 획득될 수 있다. 일 예로, P는 다음의 수학식 14와 같이 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2023003678-appb-img-000014
위 수학식 14에서, midVal는, 비트 뎁스에 의한 샘플 표현 범위의 중간값을 나타낸다.
B는 오프셋 값을 나타낸다. 일 예로, B는, 비트 뎁스에 의한 샘플 표현 범위의 중간값(즉, midVal)으로 설정될 수 있다.
한편, N, S, E, W가 가리키는 루마 샘플들 중 이용 불가능한 루마 샘플이 존재하는 경우, 상기 수학식 13에서 이용 불가능한 루마 샘플 및 이에 반대 방향인 루마 샘플을 소거하여 크로마 예측 샘플을 획득할 수도 있다. 일 예로, N 위치의 루마 샘플이 이용 불가능한 경우(예컨대, 픽처의 경계를 벗어나는 경우), 상기 수식에서 N 및 S를 포함하는 항들을 소거하여, 크로마 예측 샘플을 유도할 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 개시를 통한 실시예들은 영상을 부호화 또는 복호화하는 전자기기에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 크로마 블록에 대한 초기 예측 파라미터를 유도하는 단계;
    상기 초기 예측 파라미터를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 예측 파라미터와 복원된 루마 블록을 기반으로, 상기 크로마 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 조정된 예측 파라미터는, 파라미터 조정 오프셋을 통해 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 초기 예측 파라미터는, 초기 가중치를 포함하고,
    상기 초기 가중치에 상기 파라미터 조정 오프셋을 가산하여, 조정된 가중치가 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 초기 예측 파라미터는, 초기 오프셋을 더 포함하고,
    상기 초기 가중치에 상기 파라미터 조정 오프셋 및 상기 루마 참조 샘플들의 평균값, 최소값, 최대값 또는 중간값과의 곱으로 획득된 차분값을 가산하여, 조정된 가중치가 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 파라미터 조정 오프셋은, 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보들 중 하나를 가리키는 인덱스에 기반하여 결정되고, 상기 인덱스는, 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    현재 블록에 대해, 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보 세트들 중 하나가 선택되면, 상기 선택된 파라미터 조정 오프셋 후보 세트에 포함된 상기 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보들로부터 상기 파라미터 조정 오프셋이 선택되고,
    상기 현재 블록의 크기, 형태, 양자화 파라미터 또는 영상 포맷 중 적어도 하나를 기초로, 상기 복수의 파라미터 조정 오프셋 후보 세트들 중 하나가 선택되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 초기 예측 파라미터는, 상기 루마 블록에 인접하는 참조 영역 내 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들 및 상기 크로마 블록에 인접하는 참조 영역 내 크로마 참조 샘플들을 기반으로 유도되고,
    상기 루마 블록의 참조 영역 내 다운 샘플링 필터가 적용되는 위치는, 다운 샘플링 필터가 적용 가능한 위치들 각각의 비용을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 다운 샘플링된 루마 참조 샘플들은 복수개의 그룹들로 분류되고,
    상기 복수개의 그룹들 각각에 대해, 상기 초기 예측 파라미터 및 상기 조정된 예측 파라미터가 획득되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 복수개의 그룹들 각각에 대해 독립적으로 파라미터 조정 오프셋이 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  10. 크로마 블록에 대한 초기 예측 파라미터를 유도하는 단계;
    상기 초기 예측 파라미터를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 예측 파라미터와 복원된 루마 블록을 기반으로, 상기 크로마 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 초기 예측 파라미터는, 상기 루마 블록에 인접하는 루마 참조 샘플들 및 상기 크로마 블록에 인접하는 크로마 참조 샘플들을 기반으로 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 조정된 예측 파라미터는, 파라미터 조정 오프셋을 통해 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 초기 예측 파라미터는, 초기 가중치를 포함하고,
    상기 초기 가중치에 상기 파라미터 조정 오프셋을 가산하여, 조정된 가중치가 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 초기 예측 파라미터는, 초기 오프셋을 더 포함하고,
    상기 초기 가중치에 상기 파라미터 조정 오프셋 및 상기 루마 참조 샘플들의 평균값, 최소값, 최대값 또는 중간값과의 곱으로 획득된 차분값을 가산하여, 조정된 가중치가 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 크로마 블록에 대한 초기 예측 파라미터를 유도하는 단계;
    상기 초기 예측 파라미터를 조정하는 단계; 및
    상기 조정된 예측 파라미터와 복원된 루마 블록을 기반으로, 상기 크로마 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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