WO2023191356A1 - 인트라 미러 예측을 이용하는 비디오 코딩을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

인트라 미러 예측을 이용하는 비디오 코딩을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023191356A1
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mirror
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area
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PCT/KR2023/003478
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심동규
이민훈
변주형
허진
박승욱
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
광운대학교 산학협력단
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Definitions

  • This disclosure relates to a video coding method and apparatus using intra mirror prediction.
  • video data Since video data has a larger amount of data than audio data or still image data, it requires a lot of hardware resources, including memory, to store or transmit it without processing for compression.
  • an encoder when storing or transmitting video data, an encoder is used to compress the video data and store or transmit it, and a decoder receives the compressed video data, decompresses it, and plays it.
  • video compression technologies include H.264/AVC, HEVC (High Efficiency Video Coding), and VVC (Versatile Video Coding), which improves coding efficiency by about 30% or more compared to HEVC.
  • the present disclosure provides, in intra prediction of the current block, prediction or prediction/reconstruction for some areas of the current block, and then prediction or restoration in the form of a mirror for the remaining areas.
  • the purpose is to provide a video coding method and device that performs.
  • a method for predicting a target block performed by an image decoding apparatus includes: acquiring mirror prediction information for the target block; and mirror predicting the target block based on the mirror prediction information, wherein when the target block is part of a current block to be decoded, the step of obtaining the mirror prediction information includes mirror prediction within the current block.
  • a mirror prediction boundary is derived based on the mirror prediction type, where the mirror prediction type indicates a first type or a second type, and the first Type 1 is a case where the first area and the second area in the mirror prediction area are adjacent based on the mirror prediction boundary, and the second type is where the first area and the second area exist at both ends of the current block.
  • a method is provided wherein a gap exists between the first area and the second area, and the target block is one of the first area and the second area.
  • a method of predicting a target block performed by an image encoding apparatus includes: setting mirror prediction information for the target block; and mirror predicting the target block based on the mirror prediction information, wherein when the target block is part of a current block to be encoded, setting the mirror prediction information includes mirror prediction within the current block.
  • a mirror prediction boundary is derived based on the mirror prediction type, where the mirror prediction type indicates a first type or a second type, and the first Type 1 is a case where the first area and the second area in the mirror prediction area are adjacent based on the mirror prediction boundary, and the second type is where the first area and the second area exist at both ends of the current block.
  • a method is provided wherein a gap exists between the first area and the second area, and the target block is one of the first area and the second area.
  • a computer-readable recording medium stores a bitstream generated by an image encoding method, the image encoding method comprising: obtaining mirror prediction information for a target block; and mirror predicting the target block based on the mirror prediction information.
  • a video coding method of predicting or predicting/reconstructing some areas of the current block and then performing mirror-type prediction or restoration on the remaining areas is provided. And by providing the device, it is possible to improve video coding efficiency and improve video quality.
  • FIG. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • Figure 2 is a diagram for explaining a method of dividing a block using the QTBTTT (QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) structure.
  • 3A and 3B are diagrams showing a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
  • Figure 4 is an example diagram of neighboring blocks of the current block.
  • Figure 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating in detail a portion of a video decoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 7 is a flowchart showing a mirror prediction method according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is an example diagram showing a mirror prediction type according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is an exemplary diagram illustrating mirror prediction based on the first type, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram illustrating mirror prediction based on the first type according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is an exemplary diagram illustrating mirror prediction based on the second type according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 12 is a flowchart showing a mirror prediction method according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 13 is an example diagram showing the positions of block vector candidates around the area where mirror prediction is performed.
  • Figure 14 is an example diagram showing the configuration of a template for mirror prediction.
  • Figure 15 is a flowchart showing a mirror prediction method according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 16 is an example diagram illustrating mirror prediction based on the first type according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 17 is an example diagram illustrating mirror prediction based on the second type according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a mirror prediction method performed by an image encoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 19A and 19B are exemplary diagrams illustrating mirror prediction using template matching according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 20 is a flowchart showing a mirror prediction method performed by an image encoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a mirror prediction method performed by an image decoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • the video encoding device and its sub-configurations will be described with reference to the illustration in FIG. 1.
  • the image encoding device includes a picture division unit 110, a prediction unit 120, a subtractor 130, a transform unit 140, a quantization unit 145, a rearrangement unit 150, an entropy encoding unit 155, and an inverse quantization unit. It may be configured to include (160), an inverse transform unit (165), an adder (170), a loop filter unit (180), and a memory (190).
  • Each component of the video encoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
  • One image consists of one or more sequences including a plurality of pictures. Each picture is divided into a plurality of regions and encoding is performed for each region. For example, one picture is divided into one or more tiles and/or slices. Here, one or more tiles can be defined as a tile group. Each tile or/slice is divided into one or more Coding Tree Units (CTUs). And each CTU is divided into one or more CUs (Coding Units) by a tree structure. Information applied to each CU is encoded as the syntax of the CU, and information commonly applied to CUs included in one CTU is encoded as the syntax of the CTU.
  • CTUs Coding Tree Units
  • information commonly applied to all blocks within one slice is encoded as the syntax of the slice header, and information applied to all blocks constituting one or more pictures is a picture parameter set (PPS) or picture parameter set. Encoded in the header. Furthermore, information commonly referenced by multiple pictures is encoded in a sequence parameter set (SPS). And, information commonly referenced by one or more SPSs is encoded in a video parameter set (VPS). Additionally, information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as the syntax of a tile or tile group header. Syntax included in the SPS, PPS, slice header, tile, or tile group header may be referred to as high level syntax.
  • the picture division unit 110 determines the size of the CTU (Coding Tree Unit). Information about the size of the CTU (CTU size) is encoded as SPS or PPS syntax and transmitted to the video decoding device.
  • CTU size Information about the size of the CTU (CTU size) is encoded as SPS or PPS syntax and transmitted to the video decoding device.
  • the picture division unit 110 divides each picture constituting the image into a plurality of CTUs (Coding Tree Units) with a predetermined size, and then repeatedly divides the CTUs using a tree structure. (recursively) Divide.
  • a leaf node in the tree structure becomes a coding unit (CU), the basic unit of encoding.
  • CU coding unit
  • the tree structure is QuadTree (QT), in which the parent node is divided into four child nodes (or child nodes) of the same size, or BinaryTree, in which the parent node is divided into two child nodes. , BT), or a TernaryTree (TT) in which the parent node is divided into three child nodes in a 1:2:1 ratio, or a structure that mixes two or more of these QT structures, BT structures, and TT structures.
  • QTBT QuadTree plus BinaryTree
  • QTBTTT QuadTree plus BinaryTree TernaryTree
  • BTTT may be combined and referred to as MTT (Multiple-Type Tree).
  • Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
  • the CTU can first be divided into a QT structure. Quadtree splitting can be repeated until the size of the splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of the leaf node allowed in QT.
  • the first flag (QT_split_flag) indicating whether each node of the QT structure is split into four nodes of the lower layer is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding device. If the leaf node of QT is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in BT, it may be further divided into either the BT structure or the TT structure. In the BT structure and/or TT structure, there may be multiple division directions.
  • a second flag indicates whether the nodes have been split, and if split, an additional flag indicating the splitting direction (vertical or horizontal) and/or the splitting type (Binary). Or, a flag indicating Ternary) is encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.
  • a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the node is split is encoded. It could be. If the CU split flag (split_cu_flag) value indicates that it is not split, the block of the corresponding node becomes a leaf node in the split tree structure and becomes a CU (coding unit), which is the basic unit of coding. When the CU split flag (split_cu_flag) value indicates splitting, the video encoding device starts encoding from the first flag in the above-described manner.
  • QTBT When QTBT is used as another example of a tree structure, there are two types: a type that horizontally splits the block of the node into two blocks of the same size (i.e., symmetric horizontal splitting) and a type that splits it vertically (i.e., symmetric vertical splitting). Branches may exist.
  • a split flag (split_flag) indicating whether each node of the BT structure is divided into blocks of a lower layer and split type information indicating the type of division are encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the video decoding device.
  • split_flag split flag
  • the asymmetric form may include dividing the block of the corresponding node into two rectangular blocks with a size ratio of 1:3, or may include dividing the block of the corresponding node diagonally.
  • a CU can have various sizes depending on the QTBT or QTBTTT division from the CTU.
  • the block corresponding to the CU i.e., leaf node of QTBTTT
  • the 'current block' the block corresponding to the CU (i.e., leaf node of QTBTTT) to be encoded or decoded
  • the shape of the current block may be rectangular as well as square.
  • the prediction unit 120 predicts the current block and generates a prediction block.
  • the prediction unit 120 includes an intra prediction unit 122 and an inter prediction unit 124.
  • each current block in a picture can be coded predictively.
  • prediction of the current block is done using intra prediction techniques (using data from the picture containing the current block) or inter prediction techniques (using data from pictures coded before the picture containing the current block). It can be done.
  • Inter prediction includes both one-way prediction and two-way prediction.
  • the intra prediction unit 122 predicts pixels within the current block using pixels (reference pixels) located around the current block within the current picture including the current block.
  • the plurality of intra prediction modes may include two non-directional modes including a planar mode and a DC mode and 65 directional modes.
  • the surrounding pixels and calculation formulas to be used are defined differently for each prediction mode.
  • the directional modes (67 to 80, -1 to -14 intra prediction modes) shown by dotted arrows in FIG. 3B can be additionally used. These may be referred to as “wide angle intra-prediction modes”.
  • the arrows point to corresponding reference samples used for prediction and do not indicate the direction of prediction. The predicted direction is opposite to the direction indicated by the arrow.
  • Wide-angle intra prediction modes are modes that perform prediction in the opposite direction of a specific directional mode without transmitting additional bits when the current block is rectangular. At this time, among the wide-angle intra prediction modes, some wide-angle intra prediction modes available for the current block may be determined according to the ratio of the width and height of the rectangular current block.
  • intra prediction modes 67 to 80 are available when the current block is in the form of a rectangle whose height is smaller than its width
  • wide-angle intra prediction modes with angles larger than -135 degrees are available.
  • Intra prediction modes (-1 to -14 intra prediction modes) are available when the current block has a rectangular shape with a width greater than the height.
  • the intra prediction unit 122 can determine the intra prediction mode to be used to encode the current block.
  • intra prediction unit 122 may encode the current block using multiple intra prediction modes and select an appropriate intra prediction mode to use from the tested modes. For example, the intra prediction unit 122 calculates rate-distortion values using rate-distortion analysis for several tested intra-prediction modes and has the best rate-distortion characteristics among the tested modes. You can also select intra prediction mode.
  • the intra prediction unit 122 selects one intra prediction mode from a plurality of intra prediction modes and predicts the current block using surrounding pixels (reference pixels) and an operation formula determined according to the selected intra prediction mode.
  • Information about the selected intra prediction mode is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • the inter prediction unit 124 generates a prediction block for the current block using a motion compensation process.
  • the inter prediction unit 124 searches for a block most similar to the current block in a reference picture that has been encoded and decoded before the current picture, and generates a prediction block for the current block using the searched block. Then, a motion vector (MV) corresponding to the displacement between the current block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated.
  • MV motion vector
  • motion estimation is performed on the luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component.
  • Motion information including information about the reference picture and information about the motion vector used to predict the current block is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • the inter prediction unit 124 may perform interpolation on a reference picture or reference block to increase prediction accuracy. That is, subsamples between two consecutive integer samples are interpolated by applying filter coefficients to a plurality of consecutive integer samples including the two integer samples. If the process of searching for the block most similar to the current block is performed for the interpolated reference picture, the motion vector can be expressed with precision in decimal units rather than precision in integer samples.
  • the precision or resolution of the motion vector may be set differently for each target area to be encoded, for example, slice, tile, CTU, CU, etc.
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • information about the motion vector resolution to be applied to each target area must be signaled for each target area. For example, if the target area is a CU, information about the motion vector resolution applied to each CU is signaled.
  • Information about motion vector resolution may be information indicating the precision of a differential motion vector, which will be described later.
  • the inter prediction unit 124 may perform inter prediction using bi-prediction.
  • bidirectional prediction two reference pictures and two motion vectors indicating the positions of blocks most similar to the current block within each reference picture are used.
  • the inter prediction unit 124 selects the first reference picture and the second reference picture from reference picture list 0 (RefPicList0) and reference picture list 1 (RefPicList1), respectively, and searches for a block similar to the current block within each reference picture. Create a first reference block and a second reference block. Then, the first reference block and the second reference block are averaged or weighted to generate a prediction block for the current block. Then, motion information including information about the two reference pictures used to predict the current block and information about the two motion vectors is transmitted to the encoder 150.
  • reference picture list 0 may be composed of pictures before the current picture in display order among the restored pictures
  • reference picture list 1 may be composed of pictures after the current picture in display order among the restored pictures.
  • relief pictures after the current picture may be additionally included in reference picture list 0, and conversely, relief pictures before the current picture may be additionally included in reference picture list 1. may be included.
  • the motion information of the current block can be transmitted to the video decoding device by encoding information that can identify the neighboring block. This method is called ‘merge mode’.
  • the inter prediction unit 124 selects a predetermined number of merge candidate blocks (hereinafter referred to as 'merge candidates') from neighboring blocks of the current block.
  • the surrounding blocks for deriving merge candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block (B1) adjacent to the current block in the current picture. ), and all or part of the upper left block (A2) can be used.
  • a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located may be used as a merge candidate.
  • a block co-located with the current block within the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be additionally used as merge candidates. If the number of merge candidates selected by the method described above is less than the preset number, the 0 vector is added to the merge candidates.
  • the inter prediction unit 124 uses these neighboring blocks to construct a merge list including a predetermined number of merge candidates.
  • a merge candidate to be used as motion information of the current block is selected from among the merge candidates included in the merge list, and merge index information is generated to identify the selected candidate.
  • the generated merge index information is encoded by the encoder 150 and transmitted to the video decoding device.
  • Merge skip mode is a special case of merge mode. After performing quantization, when all transformation coefficients for entropy encoding are close to zero, only peripheral block selection information is transmitted without transmitting residual signals. By using merge skip mode, relatively high coding efficiency can be achieved in low-motion images, still images, screen content images, etc.
  • merge mode and merge skip mode are collectively referred to as merge/skip mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the inter prediction unit 124 uses neighboring blocks of the current block to derive predicted motion vector candidates for the motion vector of the current block.
  • the surrounding blocks used to derive predicted motion vector candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block adjacent to the current block in the current picture shown in FIG. B1), and all or part of the upper left block (A2) can be used. Additionally, a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located will be used as a surrounding block used to derive prediction motion vector candidates. It may be possible.
  • a collocated block located at the same location as the current block within the reference picture or blocks adjacent to the block at the same location may be used. If the number of motion vector candidates is less than the preset number by the method described above, the 0 vector is added to the motion vector candidates.
  • the inter prediction unit 124 derives predicted motion vector candidates using the motion vectors of the neighboring blocks, and determines a predicted motion vector for the motion vector of the current block using the predicted motion vector candidates. Then, the predicted motion vector is subtracted from the motion vector of the current block to calculate the differential motion vector.
  • the predicted motion vector can be obtained by applying a predefined function (eg, median, average value calculation, etc.) to the predicted motion vector candidates.
  • a predefined function eg, median, average value calculation, etc.
  • the video decoding device also knows the predefined function.
  • the neighboring blocks used to derive predicted motion vector candidates are blocks for which encoding and decoding have already been completed, the video decoding device also already knows the motion vectors of the neighboring blocks. Therefore, the video encoding device does not need to encode information to identify the predicted motion vector candidate. Therefore, in this case, information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block are encoded.
  • the predicted motion vector may be determined by selecting one of the predicted motion vector candidates.
  • information for identifying the selected prediction motion vector candidate is additionally encoded, along with information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block.
  • the subtractor 130 generates a residual block by subtracting the prediction block generated by the intra prediction unit 122 or the inter prediction unit 124 from the current block.
  • the transform unit 140 converts the residual signal in the residual block having pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain.
  • the conversion unit 140 may convert the residual signals in the residual block by using the entire size of the residual block as a conversion unit, or divide the residual block into a plurality of subblocks and perform conversion by using the subblocks as a conversion unit. You may.
  • the residual signals can be converted by dividing them into two subblocks, a transform area and a non-transformation region, and using only the transform region subblock as a transform unit.
  • the transformation area subblock may be one of two rectangular blocks with a size ratio of 1:1 based on the horizontal axis (or vertical axis).
  • a flag indicating that only the subblock has been converted (cu_sbt_flag), directional (vertical/horizontal) information (cu_sbt_horizontal_flag), and/or position information (cu_sbt_pos_flag) are encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.
  • the size of the transform area subblock may have a size ratio of 1:3 based on the horizontal axis (or vertical axis), and in this case, a flag (cu_sbt_quad_flag) that distinguishes the corresponding division is additionally encoded by the entropy encoding unit 155 to encode the image. Signaled to the decryption device.
  • the transformation unit 140 can separately perform transformation on the residual block in the horizontal and vertical directions.
  • various types of transformation functions or transformation matrices can be used.
  • a pair of transformation functions for horizontal transformation and vertical transformation can be defined as MTS (Multiple Transform Set).
  • the conversion unit 140 may select a conversion function pair with the best conversion efficiency among MTSs and convert the residual blocks in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • Information (mts_idx) about the transformation function pair selected from the MTS is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding device.
  • the quantization unit 145 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 140 using a quantization parameter, and outputs the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 155.
  • the quantization unit 145 may directly quantize a residual block related to a certain block or frame without conversion.
  • the quantization unit 145 may apply different quantization coefficients (scaling values) depending on the positions of the transform coefficients within the transform block.
  • the quantization matrix applied to the quantized transform coefficients arranged in two dimensions may be encoded and signaled to the video decoding device.
  • the rearrangement unit 150 may rearrange coefficient values for the quantized residual values.
  • the rearrangement unit 150 can change a two-dimensional coefficient array into a one-dimensional coefficient sequence using coefficient scanning.
  • the realignment unit 150 can scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region using zig-zag scan or diagonal scan to output a one-dimensional coefficient sequence.
  • a vertical scan that scans a two-dimensional coefficient array 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, the scan method to be used among zig-zag scan, diagonal scan, vertical scan, and horizontal scan may be determined depending on the size of the transformation unit and the intra prediction mode.
  • the entropy encoding unit 155 uses various encoding methods such as CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code) and Exponential Golomb to encode the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code
  • Exponential Golomb Exponential Golomb to encode the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150.
  • a bitstream is created by encoding the sequence.
  • the entropy encoder 155 encodes information such as CTU size, CU split flag, QT split flag, MTT split type, and MTT split direction related to block splitting, so that the video decoding device can encode blocks in the same way as the video coding device. Allow it to be divided.
  • the entropy encoding unit 155 encodes information about the prediction type indicating whether the current block is encoded by intra prediction or inter prediction, and generates intra prediction information (i.e., intra prediction) according to the prediction type.
  • Information about the mode) or inter prediction information coding mode of motion information (merge mode or AMVP mode), merge index in case of merge mode, information on reference picture index and differential motion vector in case of AMVP mode
  • the entropy encoding unit 155 encodes information related to quantization, that is, information about quantization parameters and information about the quantization matrix.
  • the inverse quantization unit 160 inversely quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 145 to generate transform coefficients.
  • the inverse transform unit 165 restores the residual block by converting the transform coefficients output from the inverse quantization unit 160 from the frequency domain to the spatial domain.
  • the addition unit 170 restores the current block by adding the restored residual block and the prediction block generated by the prediction unit 120. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.
  • the loop filter unit 180 restores pixels to reduce blocking artifacts, ringing artifacts, blurring artifacts, etc. that occur due to block-based prediction and transformation/quantization. Perform filtering on them.
  • the filter unit 180 is an in-loop filter and may include all or part of a deblocking filter 182, a Sample Adaptive Offset (SAO) filter 184, and an Adaptive Loop Filter (ALF) 186. .
  • the deblocking filter 182 filters the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts caused by block-level encoding/decoding, and the SAO filter 184 and alf(186) perform deblocking filtering. Additional filtering is performed on the image.
  • the SAO filter 184 and alf 186 are filters used to compensate for the difference between the restored pixel and the original pixel caused by lossy coding.
  • the SAO filter 184 improves not only subjective image quality but also coding efficiency by applying an offset in units of CTU.
  • the ALF 186 performs filtering on a block basis, distinguishing the edge and degree of change of the block and applying different filters to compensate for distortion.
  • Information about filter coefficients to be used in ALF may be encoded and signaled to a video decoding device.
  • the restored block filtered through the deblocking filter 182, SAO filter 184, and ALF 186 is stored in the memory 190.
  • the reconstructed picture can be used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded later.
  • FIG. 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • the video decoding device and its sub-configurations will be described with reference to FIG. 5.
  • the image decoding device includes an entropy decoding unit 510, a rearrangement unit 515, an inverse quantization unit 520, an inverse transform unit 530, a prediction unit 540, an adder 550, a loop filter unit 560, and a memory ( 570).
  • each component of the video decoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
  • the entropy decoder 510 decodes the bitstream generated by the video encoding device, extracts information related to block division, determines the current block to be decoded, and provides prediction information and residual signals needed to restore the current block. Extract information, etc.
  • the entropy decoder 510 extracts information about the CTU size from a Sequence Parameter Set (SPS) or Picture Parameter Set (PPS), determines the size of the CTU, and divides the picture into CTUs of the determined size. Then, the CTU is determined as the highest layer of the tree structure, that is, the root node, and the CTU is divided using the tree structure by extracting the division information for the CTU.
  • SPS Sequence Parameter Set
  • PPS Picture Parameter Set
  • the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT first extracts the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT and split each node into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, the second flag (MTT_split_flag) and split direction (vertical / horizontal) and/or split type (binary / ternary) information related to the split of MTT are extracted and the corresponding leaf node is divided into MTT.
  • Split into structures Accordingly, each node below the leaf node of QT is recursively divided into a BT or TT structure.
  • each node may undergo 0 or more repetitive MTT divisions after 0 or more repetitive QT divisions. For example, MTT division may occur immediately in the CTU, or conversely, only multiple QT divisions may occur.
  • the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT is extracted and each node is divided into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, a split flag (split_flag) indicating whether to further split into BT and split direction information are extracted.
  • the entropy decoding unit 510 determines the current block to be decoded using division of the tree structure, it extracts information about the prediction type indicating whether the current block is intra-predicted or inter-predicted.
  • prediction type information indicates intra prediction
  • the entropy decoder 510 extracts syntax elements for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block.
  • prediction type information indicates inter prediction
  • the entropy decoder 510 extracts syntax elements for inter prediction information, that is, information indicating a motion vector and a reference picture to which the motion vector refers.
  • the entropy decoding unit 510 extracts information about quantized transform coefficients of the current block as quantization-related information and information about the residual signal.
  • the reordering unit 515 re-organizes the sequence of one-dimensional quantized transform coefficients entropy decoded in the entropy decoding unit 510 into a two-dimensional coefficient array (i.e., in reverse order of the coefficient scanning order performed by the image encoding device). block).
  • the inverse quantization unit 520 inversely quantizes the quantized transform coefficients and inversely quantizes the quantized transform coefficients using a quantization parameter.
  • the inverse quantization unit 520 may apply different quantization coefficients (scaling values) to quantized transform coefficients arranged in two dimensions.
  • the inverse quantization unit 520 may perform inverse quantization by applying a matrix of quantization coefficients (scaling values) from an image encoding device to a two-dimensional array of quantized transform coefficients.
  • the inverse transform unit 530 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, thereby generating a residual block for the current block.
  • the inverse transformation unit 530 when the inverse transformation unit 530 inversely transforms only a partial area (subblock) of the transformation block, a flag (cu_sbt_flag) indicating that only the subblock of the transformation block has been transformed, and directionality (vertical/horizontal) information of the subblock (cu_sbt_horizontal_flag) ) and/or extracting the position information (cu_sbt_pos_flag) of the subblock, and inversely transforming the transformation coefficients of the corresponding subblock from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, and for the area that has not been inversely transformed, a “0” value is used as the residual signal. By filling , the final residual block for the current block is created.
  • the inverse transform unit 530 determines a transformation function or transformation matrix to be applied in the horizontal and vertical directions, respectively, using the MTS information (mts_idx) signaled from the video encoding device, and uses the determined transformation function. Inverse transformation is performed on the transformation coefficients in the transformation block in the horizontal and vertical directions.
  • the prediction unit 540 may include an intra prediction unit 542 and an inter prediction unit 544.
  • the intra prediction unit 542 is activated when the prediction type of the current block is intra prediction
  • the inter prediction unit 544 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.
  • the intra prediction unit 542 determines the intra prediction mode of the current block among a plurality of intra prediction modes from the syntax elements for the intra prediction mode extracted from the entropy decoder 510, and provides a reference around the current block according to the intra prediction mode. Predict the current block using pixels.
  • the inter prediction unit 544 uses the syntax elements for the inter prediction mode extracted from the entropy decoder 510 to determine the motion vector of the current block and the reference picture to which the motion vector refers, and uses the motion vector and the reference picture to determine the motion vector of the current block. Use it to predict the current block.
  • the adder 550 restores the current block by adding the residual block output from the inverse transform unit and the prediction block output from the inter prediction unit or intra prediction unit. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting a block to be decoded later.
  • the loop filter unit 560 may include a deblocking filter 562, a SAO filter 564, and an ALF 566 as an in-loop filter.
  • the deblocking filter 562 performs deblocking filtering on the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts that occur due to block-level decoding.
  • the SAO filter 564 and the ALF 566 perform additional filtering on the reconstructed block after deblocking filtering to compensate for the difference between the reconstructed pixel and the original pixel caused by lossy coding.
  • the filter coefficient of ALF is determined using information about the filter coefficient decoded from the non-stream.
  • the restoration block filtered through the deblocking filter 562, SAO filter 564, and ALF 566 is stored in the memory 570.
  • the reconstructed picture is later used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded.
  • This embodiment relates to encoding and decoding of images (videos) as described above. More specifically, in intra prediction of a current block, a video coding method and device are provided that perform prediction or prediction/reconstruction on some areas of the current block and then perform mirror-type prediction or restoration on the remaining areas.
  • the following embodiments may be performed by the prediction unit 120 in a video encoding device. Additionally, it may be performed by the prediction unit 540 within a video decoding device.
  • the video encoding device may generate signaling information related to this embodiment in terms of bit rate distortion optimization during intra prediction of the current block.
  • the video encoding device can encode the video using the entropy encoding unit 155 and then transmit it to the video decoding device.
  • the video decoding device can decode signaling information related to intra prediction of the current block from the bitstream using the entropy decoding unit 510.
  • the term 'target block' may be used with the same meaning as a current block or a coding unit (CU), or may mean a partial area of a coding unit. That is, the target block may be all or part of the current block to be encoded.
  • the fact that the value of one flag is true indicates that the flag is set to 1. Additionally, the value of one flag being false indicates a case where the flag is set to 0.
  • the intra prediction mode of the luma block has 65 subdivided directional modes (i.e., 2 to 66) in addition to the non-directional mode (i.e., Planar and DC), as illustrated in FIG. 3A.
  • the 65 directional modes, Planar and DC, are collectively called 67 IPMs (Intra Prediction Modes).
  • IBC (Intra Block Copy) mode performs intra prediction of the current block by copying the reference block within the same frame using a block vector to generate a prediction block of the current block.
  • a video encoding device performs block matching to derive an optimal block vector.
  • the block vector represents the displacement from the current block to the reference block.
  • the video encoding device does not transmit the block vector as is, but divides it into a block vector predictor (BVP) and a block vector difference (BVD), and encodes them. It can be transmitted to a video decoding device.
  • BVP block vector predictor
  • VBD block vector difference
  • the spatial resolution of BVD and the spatial resolution of block vector are considered to be the same.
  • IBC mode includes merge mode and AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) mode.
  • merge mode the merge index is parsed
  • AMVP mode the block vector index and BVD are parsed.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating in detail a portion of an image decoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video decoding device determines a prediction and transformation unit, performs prediction and inverse transformation on the current block corresponding to the determined unit using the determined prediction technology and prediction mode, and finally restores the current block to the block. can be created.
  • What is illustrated in FIG. 6 may be performed by the inverse transform unit 530, prediction unit 540, and adder 550 of the image decoding device.
  • the same operations as illustrated in FIG. 6 may be performed by the inverse transform unit 165, picture division unit 110, prediction unit 120, and adder 170 of the image encoding device.
  • the video decoding device uses encoding information parsed from the bitstream, but the video encoding device may use encoding information set from a higher level in terms of minimizing rate distortion.
  • this embodiment will be described focusing on the video decoding device.
  • the prediction unit 540 includes an intra prediction unit 542 and an inter prediction unit 544 depending on the prediction technology.
  • the prediction unit 540 is a prediction unit. It may include all or part of a determination unit 602, a prediction technology determination unit 604, a prediction mode determination unit 606, and a prediction performance unit 608.
  • the prediction unit determination unit 602 determines a prediction unit (PU). At this time, the prediction unit may be the current block or one of the subblocks into which the current block is divided.
  • the prediction technique determination unit 604 determines a prediction technique (eg, intra prediction, inter prediction, or intra block copy (IBC) prediction, etc.) for the prediction unit.
  • the prediction mode determination unit 606 determines a detailed prediction mode for the prediction technology.
  • the prediction performing unit 608 generates a prediction block of the current block according to the determined prediction mode.
  • the inverse transformation unit 530 includes a transformation unit determination unit 610 and an inverse transformation performing unit 612.
  • the transformation unit determination unit 610 determines a transform unit (TU) for the inverse quantization signals of the current block, and the inverse transformation performing unit 612 inversely transforms the transformation unit expressed by the inverse quantization signals to produce a residual signal. create them.
  • TU transform unit
  • the adder 550 generates a restored block by adding the prediction block and the residual signals.
  • the restored block is stored in memory and can later be used to predict other blocks.
  • the prediction technology of the current block can be determined in the prediction technology determination unit 604.
  • the prediction technology may be one of technologies such as inter prediction, intra prediction, IBC mode, mirror prediction mode, etc.
  • the video encoding device when the current block is predicted according to the mirror prediction mode, the video encoding device signals information about whether mirror prediction is performed on the current block by signaling a 1-bit flag (hereinafter, 'mirror prediction flag'). You can.
  • the video decoding device can parse the mirror prediction flag from the bitstream and perform mirror prediction on the current block.
  • mirror prediction flips a reference block in the horizontal or vertical direction and then generates the flipped reference block as a prediction block.
  • the video decoding device can parse the skip flag. If the skip flag is 1, the conversion process can be omitted. At this time, the area excluding the area where mirror prediction is performed within the current block (hereinafter used interchangeably with 'non-mirror prediction area' or 'general prediction area') is in template matching mode. Alternatively, if it is predicted in IBC mode and the skip flag is 1, the conversion process may be omitted for the entire area of the current block.
  • the non-mirror prediction area within the current block is predicted using surrounding reference samples of the area, such as 67 IPMs, the area where mirror prediction is performed (hereinafter used interchangeably with 'mirror prediction area')
  • the conversion process can be omitted.
  • a 1-bit flag may be signaled.
  • the 1-bit flag may indicate whether merge mode or AMVP mode is applied to the current block.
  • mirror prediction can be performed by the image decoding device as shown in the flow chart of FIG. 7.
  • the prediction mode determination unit 606 and the prediction performance unit 608 may perform steps according to the flowchart of FIG. 7 .
  • Figure 7 is a flowchart showing a mirror prediction method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image decoding device decodes the mirror prediction flag indicating whether to perform mirror prediction (S700) and then checks whether mirror prediction is performed according to the mirror prediction flag (S702).
  • general intra prediction may be prediction based on the intra prediction mode illustrated in FIG. 3A.
  • the video decoding device decodes the mirror prediction type from the bitstream (S704) and then checks the mirror prediction type (S706).
  • the mirror prediction type is the first type. Indicates (first type) or second type (second type).
  • the first type and the second type are mirror prediction types defined according to mirror prediction in the vertical or horizontal direction, as shown in the example of FIG. 8.
  • the first type is a case where two areas (the first area and the second area) in the mirror prediction area are adjacent horizontally or vertically
  • the second type is when the two areas exist at both ends (top, bottom, or left and right) of the current block and the two areas are This is a case where there is a gap between areas. Meanwhile, in the example of FIG.
  • A is information indicating the location of a boundary where mirror prediction is performed (hereinafter, used interchangeably with 'mirror prediction boundary'). At this time, the minimum value of A can be determined according to the size W ⁇ H of the current block. Additionally, with respect to the maximum value of A, in the case of vertical mirror prediction, A ⁇ H/2 is satisfied, and in the case of horizontal mirror prediction, A ⁇ W/2 is satisfied.
  • the mirror prediction type can be expressed as a 1-bit flag, that is, the mirror prediction type flag. Accordingly, the video decoding device can decode the mirror prediction type flag and then determine the mirror prediction type according to the value of this flag. For example, if the mirror prediction type flag is true, the mirror prediction type may be set to the first type, and if the mirror prediction type flag is false, the mirror prediction type may be set to the second type.
  • mirror prediction type when the mirror prediction type is the second type, mirror prediction can be performed similarly to when the mirror prediction type is the first type (S730).
  • steps in which an image decoding apparatus performs mirror prediction when the mirror prediction type is the first type will be described.
  • the image decoding device may decode information indicating whether mirror prediction is based on the horizontal or vertical boundary. You can.
  • the prediction mode of the current block of size W ⁇ H is the mirror prediction mode
  • information indicating whether mirror prediction based on the horizontal or vertical boundary may be implicitly determined as follows. First, if W>H, it may be determined that mirror prediction is performed based on the vertical boundary, and if W ⁇ H, it may be determined that mirror prediction is performed based on the horizontal boundary.
  • mirror prediction according to the horizontal boundary or vertical boundary since the operation of mirror prediction according to the horizontal boundary or vertical boundary is the same, hereinafter, mirror prediction according to the horizontal boundary and vertical boundary will be comprehensively described.
  • the video decoding device derives a mirror prediction boundary (S708), performs prediction on the mirror prediction area (S710), and then performs prediction on the non-mirror prediction area (S712).
  • an image decoding device can decode the A value illustrated in FIG. 8 as information related to the position of the mirror prediction boundary.
  • the video decoding device can derive mirror prediction boundary information. If mirror prediction is implicitly performed based on the vertical or horizontal boundary according to the relationship between W and H for the current block of size W Mirror prediction boundary information is It may be a preset boundary value. For example, when mirror prediction is performed based on a horizontal boundary, the preset boundary value A may be H/4.
  • the image decoding device can decode information about the area where a boundary exists where mirror prediction is performed (hereinafter, used interchangeably with 'border existence area') among each divided area.
  • the image decoding device when mirror prediction is performed according to the first type and the current block is implicitly divided into N according to the aspect ratio as shown in Table 1, the image decoding device creates a region index for the border region. and A can be decrypted. That is, the image decoding device can obtain information on the boundary where mirror prediction is performed by decoding the region index and A.
  • B is the size of the mirror prediction area (represents the width in the case of horizontal mirror prediction, and the height in the case of vertical mirror prediction), and A indicates the position of the mirror prediction boundary within the boundary existence area. do.
  • the current block is mirror predicted based on the first type based on the vertical boundary, the current block is implicitly divided into N according to the aspect ratio, and the boundary where mirror prediction is performed is present in the area.
  • the image decoding device can equally divide the border-existing region into units of size C and use the top P lines of the current block as reference samples to derive a mirror prediction boundary. For samples of the upper P lines of a region with a size of C, the video decoding device flips the reference samples on one side based on the boundary of the two regions to check the similarity with the reference samples on the other side, and then selects the most similar region.
  • the containing boundary can be derived as a mirror prediction boundary.
  • similarity between regions may be calculated according to one of the following methods: SAD (Sum of Absolute Difference), SATD (Sum of Absolute Transformed Difference), and SSD (Sum of Squared Difference).
  • SAD Sud of Absolute Difference
  • SATD Sud of Absolute Transformed Difference
  • SSD SSD
  • the number of top lines where reference samples exist can be defined in advance according to an agreement between the video encoding device and the video decoding device. At this time, one or more than one line may be used. When multiple lines are used, the video decoding device can decode an index indicating which line of reference samples to use.
  • C can be defined in advance according to an agreement between the video encoding device and the video decoding device depending on the size of the current block. Also, C has a boundary Depending on the size of the area, it can be defined in advance according to an agreement between the video encoding device and the video decoding device.
  • the image decoding device may use the left P lines of the current block as reference samples to derive the mirror prediction boundary.
  • the image decoding device uses the upper P lines of the current block as reference samples to determine the boundary at which mirror prediction is performed. can be derived.
  • the video decoding device flips one or more lines in one region for C-sized equal regions at both ends of the current block, calculates the similarity between the reference samples of the two regions, and selects the regions with the highest similarity.
  • the boundary between the two can be guided to the boundary where mirror prediction is performed.
  • C is located between the minimum or absolute minimum value determined according to the size of the current block and the maximum value determined according to the size of the current block or W/2, but may be an integer value that is a multiple of 2.
  • similarity can be calculated according to one of SAD, SATD, and SSD between regions.
  • the final mirror prediction boundary is derived based on three sizes of C.
  • the image decoding device uses the P lines on the left side of the current block as reference samples to derive the boundary on which mirror prediction is performed. You can.
  • the image decoding device can predict the region where mirror prediction is performed as follows.
  • the image decoding device may perform mirror prediction first and then perform general prediction.
  • Figure 12 is a flowchart showing a mirror prediction method according to another embodiment of the present disclosure.
  • mirror prediction type As described above, subsequent operations depending on the mirror prediction type are similar, so when the mirror prediction type is the second type, mirror prediction can be performed similarly to when the mirror prediction type is the first type (S1230). Below, for the flow chart of FIG. 12, different steps from the flow chart of FIG. 7 are described.
  • the video decoding device decodes the block vector index from the bitstream (S1210). After the block vector index is determined by the video encoding device based on the current block, the determined block vector index may be signaled to the video decoding device.
  • the video decoding device can predict one region using the IBC mode based on the block vector index and then flip it to perform mirror prediction on the remaining region (S1212).
  • block vectors around the current block can be used, as shown in the example of FIG. 13. That is, the video decoding device can construct a candidate list and then derive a block vector from the candidate list using the block vector index. Thereafter, the video decoding device may predict one of the first and second areas from the reconstructed area in the current frame using a block vector, and then flip the predicted area to perform mirror prediction on the remaining area.
  • the video decoding device may construct a candidate list, perform IBC prediction on the first area according to the decoded block vector index, and then flip the first area to mirror predict the second area.
  • the video decoding device may perform IBC prediction on the second area and then flip the second area to perform mirror prediction on the first area.
  • the block vector indicated by the parsed block vector index is a block vector derived from the surrounding area of the first area (selected from AL, A1, T1, L, and LB in the first type of FIG. 13, AL in the second type,
  • the video decoding device may perform IBC prediction on the first area and then flip the first area to mirror predict the second area.
  • the block vector indicated by the parsed block vector index is a block vector derived from the surrounding area of the second area (selected from A2 and T2 in the first type of FIG. 13, and AL2, A2, T2, and AR2 in the second type).
  • the video decoding device may perform IBC prediction on the second area and then flip the second area to perform mirror prediction on the first area.
  • the video decoding device selects the area closer to the area where the block vector was used. After performing prediction, mirror prediction can be performed by flipping to a relatively further area.
  • History-based Block Vector Predictor History-based Block Vector Predictor
  • the video decoding device may predict one region according to template matching, then flip it to perform mirror prediction on the other region.
  • the template of each area for template matching may be configured for each area as shown in the example of FIG. 14.
  • P represents the height of the template located at the top of the block
  • Q represents the width of the template located on the left side of the block.
  • the video decoding device determines the similarity between the template of the first region and the template of the template-matched block using the template of the first region. Calculate the similarity between the template of the second area and the template of the template-matched block using the template of the second area. Afterwards, the video decoding device may perform prediction based on template matching for a region with higher similarity, and perform mirror prediction by flipping the region predicted according to template matching for another region.
  • similarity can be calculated according to one of SAD, SATD, and SSD between regions. Since the areas of the templates of the two regions may be different, the values of the similarity function can be normalized and then compared.
  • Figure 15 is a flowchart showing a mirror prediction method according to another embodiment of the present disclosure.
  • the steps of decoding the mirror prediction flag and decoding the mirror prediction type are the same as the example of FIG. 7, and are therefore omitted for convenience.
  • the example in Figure 15 shows a mirror prediction method based on the first type. Below, for the flow chart of FIG. 15, different steps from the flow chart of FIG. 12 are described.
  • the video decoding device decodes information indicating whether to perform IBC prediction or prediction based on template matching for the mirror prediction area (S1500) and then checks this information (S1502) ).
  • the video decoding device decodes the block vector index (S1506), predicts one area using the IBC mode based on the block vector index, and then flips it to perform mirror prediction for the other area. can be performed (S1508).
  • the video decoding device can predict one region according to template matching and then flip it to perform mirror prediction on the other region (S1522).
  • information indicating whether to perform IBC prediction or prediction based on template matching for the mirror prediction area may be determined according to an agreement between the video decoding device and the video decoding device.
  • the image decoding device adds entropy to the current block.
  • Decoding and inverse quantization can be performed to restore residual signals, mirror prediction can be performed to restore the mirror prediction region, and then prediction can be performed on the general prediction region.
  • the image decoding device when mirror prediction is performed based on the first type, performs mirror prediction, as in the example of FIG. 16, and then uses information on the restored area to predict the area where general prediction is performed. Reference samples can be constructed.
  • general prediction uses prediction based on template matching
  • the video decoding device can configure a template area as shown in the example of FIG. 16.
  • P represents the height of the template located at the top of the block
  • Q represents the width of the template located on the left side of the block.
  • the image decoding device when mirror prediction is performed based on the second type, performs mirror prediction as shown in the example of FIG. 17 and then uses information on the restored area to refer to the area where general prediction is performed. Samples can be constructed.
  • general prediction uses prediction based on template matching
  • the video decoding device can configure a template area as shown in the example of FIG. 17.
  • P represents the height of the template located at the top of the block
  • Q represents the width of the template located on the left side of the block
  • R represents the width of the template located on the right side of the block.
  • a fixed mode may be used as the prediction mode of the area where general prediction is performed according to an agreement between the image encoding device and the image decoding device.
  • the image decoding device predicts one prediction mode among the intra prediction modes derived from the reconstructed area around the area as a prediction mode of the area where general prediction is performed.
  • the mode can be derived and used.
  • a prediction mode may be derived based on the directionality of the restored area.
  • the image decoding apparatus uses an intra prediction mode derived from the up-and-down area around the area as a prediction mode for the area where general prediction is performed. Among these, one prediction mode can be derived and used.
  • the image decoding apparatus may perform prediction according to template matching based on the area in which normal prediction is performed.
  • FIG. 18 corresponds to the flow chart illustrated in FIG. 7, FIG. 12, or FIG. 15.
  • FIG. 18 is a flowchart showing a mirror prediction method performed by an image encoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video encoding device sets the mirror prediction type of the current block to the first type and then mirror-predicts the current block to generate a first prediction block (S1800).
  • the video encoding device sets the mirror prediction type of the current block to the second type and then mirror-predicts the current block to generate a second prediction block (S1802).
  • the first type is a case where the first area and the second area in the mirror prediction area are adjacent based on the mirror prediction boundary
  • the second type is when the first area and the second area exist at both ends of the current block and the first This is a case where a gap exists between the area and the second area.
  • the first prediction block and the second prediction block can be generated according to the following steps (S1820 to S1824).
  • the video encoding device determines a mirror prediction boundary based on the mirror prediction type to determine a mirror prediction area and a non-mirror prediction area within the current block (S1820).
  • the video encoding device predicts the mirror prediction area based on the mirror prediction boundary (S1822).
  • the video encoding device predicts the non-mirror prediction area (S1824).
  • the video encoding device generates a third prediction block of the current block based on the non-mirror prediction mode (S1804).
  • the non-mirror prediction mode may be the intra prediction mode, IBC mode, or template matching illustrated in FIG. 3A.
  • the video encoding device determines a mirror prediction flag in terms of bit rate distortion optimization based on the first prediction block, second prediction block, and third prediction block (S1806).
  • the mirror prediction flag indicates whether to perform mirror prediction on the current block.
  • the video encoding device may determine the mirror prediction flag to be true when the third prediction block is not optimal, and may determine the mirror prediction flag to be false when the third prediction block is optimal.
  • the video encoding device encodes the mirror prediction flag (S1808).
  • the video encoding device checks the mirror prediction flag (S1810).
  • the video encoding device selects one prediction block in terms of bit rate distortion optimization based on the first prediction block and the second prediction block, and determines the mirror prediction type based on the selected prediction block (S1812 ). For example, when the first prediction block is optimal, the video encoding device may determine the mirror prediction type as the first type, and when the second prediction block is optimal, the mirror prediction type may be determined as the second type.
  • the video encoding device encodes the mirror prediction type (S1814).
  • the above describes a case where the target block to be mirror predicted is part of the current block to be encoded/decoded.
  • the case where the target block is all of the current block will be described.
  • the current block may be mirror predicted according to the IBC mode.
  • the image encoding device flips the original block and then performs block vector search and residual calculation. Accordingly, the video encoding device can generate a prediction block without mirroring.
  • the block vector indicates a reference block that has a flipped image with respect to the current block.
  • the video decoding device can obtain a reference block using the parsed block vector and then flip the reference block to generate a mirrored prediction block. At this time, the block vector can be searched according to IBC mode.
  • the flip type refers to a horizontal flip or a vertical flip.
  • the flip type flag is a flag that indicates the flip type.
  • a mirror prediction flag may be signaled from the video encoding device to the video decoding device to indicate whether to perform mirror prediction of the current block.
  • the mirror prediction flag and flip type flag are signaled.
  • the video decoding device can derive a flip type flag from neighboring blocks.
  • the current block and reference block can be aligned horizontally or vertically depending on the flip type. Therefore, in the case of a horizontal flip, the video encoding device does not signal the vertical component of the block vector, and the video decoding device can infer the vertical component of the block vector to be 0. Additionally, in the case of a vertical flip, the video encoding device does not signal the horizontal component of the block vector, and the video decoding device can infer the horizontal component of the block vector to be 0.
  • the current block may be mirror predicted according to the template matching mode.
  • the video encoding device and the video decoding device search for a template that is most similar to the flipped current template in a predefined search area. At this time, a horizontal flip and a vertical flip can be used.
  • the search area of template matching for mirror prediction is limited.
  • a horizontal flip as shown in the example of FIG. 19A, a portion of the current CTU (R1) and the left area (R4) of the current block are searched.
  • a vertical flip a portion of the current CTU (R1) and the upper area (R3) of the current block are searched.
  • the size of the search area that is, the width (SRW) and height (SRH) of the search area, can be set in proportion to the size of the current block.
  • CB represents the current block
  • RB represents the reference block.
  • current blocks and reference blocks can be sorted according to flip type.
  • the vertical component of the block vector of the current block is set to the vertical component of the block vector of the surrounding block.
  • the horizontal component of the block vector of the current block is set to the horizontal component of the block vector of the surrounding block.
  • FIG. 20 is a flowchart showing a mirror prediction method performed by an image encoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video encoding device sets mirror prediction information for the target block (S2000).
  • the video encoding device sets the block vector and flip type of the current block as mirror prediction information.
  • the block vector can be set according to IBC mode or template matching.
  • the flip type is a horizontal flip or a vertical flip, and can be indicated by a flip type flag. In terms of bit rate distortion optimization, block vector and flip type flags can be set.
  • the image encoding device sets a mirror prediction boundary as mirror prediction information according to the flowchart illustrated in FIG. 18.
  • the mirror prediction boundary can be set in terms of bit rate distortion optimization.
  • the video encoding device mirror predicts the target block based on mirror prediction information (S2002).
  • the video encoding device If the target block is all of the current block, the video encoding device generates a prediction block of the current block based on the flip type and block vector and then flips the generated prediction block. Additionally, the block vector and flip type can be encoded based on the mirror prediction result.
  • the image encoding device performs mirror prediction of the current block according to the flowchart illustrated in FIG. 18. Additionally, using the mirror prediction result, the image encoding device determines the mirror prediction flag and mirror prediction type, and then encodes the mirror prediction flag and mirror prediction type.
  • FIG. 21 is a flowchart showing a mirror prediction method performed by an image decoding device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image decoding device obtains mirror prediction information for the target block (S2100).
  • the video decoding device obtains the block vector and flip type of the current block as mirror prediction information.
  • the block vector can be decoded or derived according to the IBC mode.
  • the block vector can be derived according to template matching.
  • Flip types can be parsed from the bitstream or derived from surrounding blocks.
  • the image decoding device decodes the mirror prediction flag and mirror prediction type according to the flowchart illustrated in FIG. 7, FIG. 12, or FIG. 15, and then derives the mirror prediction boundary.
  • the image decoding device mirror predicts the target block based on mirror prediction information (S2102).
  • the video decoding device If the target block is all of the current block, the video decoding device generates a prediction block of the current block based on the block vector and flip type and then flips the generated prediction block.
  • the image decoding device performs mirror prediction of the current block based on the mirror prediction boundary according to the flowchart illustrated in FIG. 7, FIG. 12, or FIG. 15.
  • Non-transitory recording media include, for example, all types of recording devices that store data in a form readable by a computer system.
  • non-transitory recording media include storage media such as erasable programmable read only memory (EPROM), flash drives, optical drives, magnetic hard drives, and solid state drives (SSD).
  • EPROM erasable programmable read only memory
  • SSD solid state drives

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Abstract

인트라 미러 예측을 이용하는 비디오 코딩방법 및 장치를 개시한다. 본 실시예에서, 영상 복호화 장치는 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 획득한 후, 미러 예측 정보에 기초하여 대상블록을 미러 예측한다. 대상블록이 복호화하고자 하는 현재블록의 일부인 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록 내에서 미러 예측(mirror prediction) 영역 및 비미러(non-mirror) 예측 영역을 결정하기 위해 미러예측 타입에 기초하여 미러 예측 경계를 유도한다. 영상 복호화 장치는 미러 예측 경계에 기초하여 미러 예측 영역을 예측하고, 비미러 예측 영역을 예측하여, 현재블록을 예측한다.

Description

인트라 미러 예측을 이용하는 비디오 코딩을 위한 방법 및 장치
본 개시는 인트라 미러 예측을 이용하는 비디오 코딩방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
비디오 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.
따라서, 통상적으로 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 비롯하여, HEVC에 비해 약 30% 이상의 부호화 효율을 향상시킨 VVC(Versatile Video Coding)가 존재한다.
그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임률이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다. 특히, 현재블록의 인트라 예측에 있어서, 기복원된 정보를 효율적으로 이용하는 기술이 고려될 필요가 있다.
본 개시는, 비디오 부호화 효율을 향상시키고 비디오 화질을 개선하기 위해, 현재블록의 인트라 예측에 있어서, 현재블록의 일부 영역에 대해 예측, 또는 예측/복원 후, 나머지 영역에 대해 미러 형태의 예측 또는 복원을 수행하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치가 수행하는, 대상블록을 예측하는 방법에 있어서, 상기 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 획득하는 단계; 및 상기 미러 예측 정보에 기초하여 상기 대상블록을 미러 예측하는 단계를 포함하되, 상기 대상블록이 복호화하고자 하는 현재블록의 일부인 경우, 상기 미러 예측 정보를 획득하는 단계는, 상기 현재블록 내에서 미러 예측(mirror prediction) 영역 및 비미러(non-mirror) 예측 영역을 결정하기 위해 미러예측 타입에 기초하여 미러 예측 경계를 유도하되, 상기 미러예측 타입은 제1 타입 또는 제2 타입을 지시하고, 상기 제1 타입은 상기 미러 예측 영역 내 제1 영역과 제2 영역이 상기 미러 예측 경계를 기준으로 인접된 경우이고, 상기 제2 타입은 상기 제1 영역과 제2 영역이 상기 현재블록의 양단에 존재하고 상기 제1 영역과 제2 영역 간에 간격이 존재하는 경우이며, 상기 대상블록은 상기 제1 영역과 제2 영역 중 하나인 것을 특징으로 하는, 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치가 수행하는, 대상블록을 예측하는 방법에 있어서, 상기 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 설정하는 단계; 및 상기 미러 예측 정보에 기초하여 상기 대상블록을 미러 예측하는 단계를 포함하되, 상기 대상블록이 부호화하고자 하는 현재블록의 일부인 경우, 상기 미러 예측 정보를 설정하는 단계는, 상기 현재블록 내에서 미러 예측(mirror prediction) 영역 및 비미러(non-mirror) 예측 영역을 결정하기 위해 미러예측 타입에 기초하여 미러 예측 경계를 유도하되, 상기 미러예측 타입은 제1 타입 또는 제2 타입을 지시하고, 상기 제1 타입은 상기 미러 예측 영역 내 제1 영역과 제2 영역이 상기 미러 예측 경계를 기준으로 인접된 경우이고, 상기 제2 타입은 상기 제1 영역과 제2 영역이 상기 현재블록의 양단에 존재하고 상기 제1 영역과 제2 영역 간에 간격이 존재하는 경우이며, 상기 대상블록은 상기 제1 영역과 제2 영역 중 하나인 것을 특징으로 하는, 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은, 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 획득하는 단계; 및 상기 미러 예측 정보에 기초하여 상기 대상블록을 미러 예측하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록매체를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 현재블록의 인트라 예측에 있어서, 현재블록의 일부 영역에 대해 예측, 또는 예측/복원 후, 나머지 영역에 대해 미러 형태의 예측 또는 복원을 수행하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공함으로써, 비디오 부호화 효율을 향상시키고 비디오 화질을 개선하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치의 일부를 자세히 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 미러예측 타입을 나타내는 예시도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 제1 타입에 기초하는 미러 예측을 나타내는 예시도이다.
도 10은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 제1 타입에 기초하는 미러 예측을 나타내는 예시도이다.
도 11은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 제2 타입에 기초하는 미러 예측을 나타내는 예시도이다.
도 12는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
도 13은 미러 예측이 수행되는 영역 주변의 블록벡터 후보들의 위치를 나타내는 예시도이다.
도 14는 미러 예측을 위한 템플릿의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 15는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
도 16은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 제1 타입에 기초하는 미러 예측을 나타내는 예시도이다.
도 17은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 제2 타입에 기초하는 미러 예측을 나타내는 예시도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
도 19a 및 도 19b는 본 개시의 일 실시예에 다른, 템플릿 매칭을 이용하는 미러 예측을 나타내는 예시도이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 수행하는 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 수행하는 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1의 도시를 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 부호화 장치는 픽처 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 상위수준(high level) 신택스로 칭할 수 있다.
픽처 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
픽처 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.
트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2의 도시와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.
CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.
일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.
직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 너비가 높이보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 비트율 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 비트율 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 비트율 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.
인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(Motion Vector: MV)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 움직임벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 연속한 두 정수 샘플 사이의 서브 샘플들은 그 두 정수 샘플을 포함한 연속된 복수의 정수 샘플들에 필터 계수들을 적용하여 보간된다. 보간된 참조픽처에 대해서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임벡터는 정수 샘플 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도 또는 해상도(resolution)는 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다. 이와 같은 적응적 움직임벡터 해상도(Adaptive Motion Vector Resolution: AMVR)가 적용되는 경우 각 대상 영역에 적용할 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 대상 영역마다 시그널링되어야 한다. 예컨대, 대상 영역이 CU인 경우, 각 CU마다 적용된 움직임벡터 해상도에 대한 정보가 시그널링된다. 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 후술할 차분 움직임벡터의 정밀도를 나타내는 정보일 수 있다.
한편, 인터 예측부(124)는 양방향 예측(bi-prediction)을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 양방향 예측의 경우, 두 개의 참조픽처와 각 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록 위치를 나타내는 두 개의 움직임벡터가 이용된다. 인터 예측부(124)는 참조픽처 리스트 0(RefPicList0) 및 참조픽처 리스트 1(RefPicList1)로부터 각각 제1 참조픽처 및 제2 참조픽처를 선택하고, 각 참조픽처 내에서 현재블록과 유사한 블록을 탐색하여 제1 참조블록과 제2 참조블록을 생성한다. 그리고, 제1 참조블록과 제2 참조블록을 평균 또는 가중 평균하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고 현재블록을 예측하기 위해 사용한 두 개의 참조픽처에 대한 정보 및 두 개의 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보를 부호화부(150)로 전달한다. 여기서, 참조픽처 리스트 0은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이전의 픽처들로 구성되고, 참조픽처 리스트 1은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이후의 픽처들로 구성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 순서 상으로 현재 픽처 이후의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 0에 추가로 더 포함될 수 있고, 역으로 현재 픽처 이전의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 1에 추가로 더 포함될 수도 있다.
움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다.
예컨대, 현재블록의 참조픽처와 움직임벡터가 주변블록의 참조픽처 및 움직임벡터와 동일한 경우에는 그 주변블록을 식별할 수 있는 정보를 부호화함으로써, 현재블록의 움직임 정보를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 이러한 방법을 '머지 모드(merge mode)'라 한다.
머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다.
머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 선정된 머지 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 머지 후보에 추가한다.
인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기 결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
머지 스킵(merge skip) 모드는 머지 모드의 특별한 경우로서, 양자화를 수행한 후, 엔트로피 부호화를 위한 변환 계수가 모두 영(zero)에 가까울 때, 잔차신호의 전송 없이 주변블록 선택 정보만을 전송한다. 머지 스킵 모드를 이용함으로써, 움직임이 적은 영상, 정지 영상, 스크린 콘텐츠 영상 등에서 상대적으로 높은 부호화 효율을 달성할 수 있다.
이하, 머지 모드와 머지 스킵 모드를 통칭하여, 머지/스킵 모드로 나타낸다.
움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.
AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 4에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(collocated block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 움직임벡터 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 움직임벡터 후보에 추가한다.
인터 예측부(124)는 이 주변블록들의 움직임벡터를 이용하여 예측 움직임벡터 후보들을 유도하고, 예측 움직임벡터 후보들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터를 결정한다. 그리고, 현재블록의 움직임벡터로부터 예측 움직임벡터를 감산하여 차분 움직임벡터를 산출한다.
예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들에 기 정의된 함수(예컨대, 중앙값, 평균값 연산 등)를 적용하여 구할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치도 기 정의된 함수를 알고 있다. 또한, 예측 움직임벡터 후보를 유도하기 위해 사용하는 주변블록은 이미 부호화 및 복호화가 완료된 블록이므로 영상 복호화 장치도 그 주변블록의 움직임벡터도 이미 알고 있다. 그러므로 영상 부호화 장치는 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보를 부호화할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보와 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보가 부호화된다.
한편, 예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 하나를 선택하는 방식으로 결정될 수도 있다. 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보 및 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보와 함께, 선택된 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보가 추가로 부호화된다.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.
변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 변환을 할 수도 있다. 또는, 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 행렬이 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 이용하여 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.
엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.
또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(움직임 정보의 부호화 모드(머지 모드 또는 AMVP 모드), 머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 부호화한다.
역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.
가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.
루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 인루프(in-loop) 필터로서 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(182)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184) 및 alf(186)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184) 및 alf(186)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다. SAO 필터(184)는 CTU 단위로 오프셋을 적용함으로써 주관적 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킨다. 이에 비하여 ALF(186)는 블록 단위의 필터링을 수행하는데, 해당 블록의 에지 및 변화량의 정도를 구분하여 상이한 필터를 적용하여 왜곡을 보상한다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
디블록킹 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용될 수 있다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510), 재정렬부(515), 역양자화부(520), 역변환부(530), 예측부(540), 가산기(550), 루프 필터부(560) 및 메모리(570)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
엔트로피 복호화부(510)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.
엔트로피 복호화부(510)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.
예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이에 따라 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.
또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.
다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(510)는 트리 구조의 분할을 이용하여 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.
또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.
재정렬부(515)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(510)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.
역양자화부(520)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(520)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(520)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.
또한, 역변환부(530)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 “0”값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.
또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 행렬을 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.
예측부(540)는 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(542)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(544)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.
인트라 예측부(542)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.
인터 예측부(544)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인터 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.
가산기(550)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.
루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564) 및 ALF(566)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다.
디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용된다.
본 실시예는 이상에서 설명한 바와 같은 영상(비디오)의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 현재블록의 인트라 예측에 있어서, 현재블록의 일부 영역에 대해 예측, 또는 예측/복원 후, 나머지 영역에 대해 미러 형태의 예측 또는 복원을 수행하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공한다.
이하의 실시예들은 영상 부호화 장치(video encoding device) 내 예측부(120)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치(video decoding device) 내 예측부(540)에 의해 수행될 수 있다.
영상 부호화 장치는, 현재블록의 인트라 예측에 있어서, 비트율 왜곡 최적화 측면에서 본 실시예와 관련된 시그널링 정보를 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 엔트로피 부호화부(155)를 이용하여 이를 부호화한 후, 영상 복호화 장치로 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510)를 이용하여 비트스트림으로부터 현재블록의 인트라 예측과 관련된 시그널링 정보를 복호화할 수 있다.
이하의 설명에서, '대상 블록'이라는 용어는 현재블록 또는 코딩유닛(CU, Coding Unit)과 동일한 의미로 사용될 수 있고, 또는 코딩유닛의 일부 영역을 의미할 수도 있다. 즉, 대상블록은 부호화하고자 하는 현재블록의 전부 또는 일부일 수 있다.
또한, 하나의 플래그의 값이 참이라는 것은 플래그가 1로 설정되는 경우를 나타낸다. 또한, 하나의 플래그의 값이 거짓이라는 것은 플래그가 0으로 설정되는 경우를 나타낸다.
I. 인트라 예측
VVC 기술에 있어서, 루마 블록의 인트라 예측모드는, 도 3a에 예시된 바와 같이, 비방향성 모드(즉, Planar 및 DC) 외에, 세분화된 65 개의 방향성 모드들(즉, 2 내지 66)을 갖는다. 65 개의 방향성 모드들, Planar 및 DC를 통칭하여 67 IPMs(Intra Prediction Modes)라고 한다.
IBC(Intra Block Copy) 모드는, 블록벡터를 이용하여 동일 프레임 내의 참조블록을 복사하여 현재블록의 예측블록을 생성함으로써, 현재블록의 인트라 예측을 수행한다.
영상 부호화 장치는, 블록 매칭(block matching)을 수행하여 최적의 블록벡터를 도출한다. 여기서, 블록벡터는 현재블록으로부터 참조블록까지의 변위(displacement)를 나타낸다. 영상 부호화 장치는, 부호화 효율을 높이기 위해, 블록벡터를 그대로 전송하지 않고, 블록벡터 예측자(Block Vector Predictor, BVP)과 블록벡터 차분(Block Vector Difference, BVD)으로 분할하고, 이들을 부호화한 후, 영상 복호화 장치로 전송할 수 있다.
이하, BVD의 공간해상도와 블록벡터의 공간해상도는 동일한 것으로 간주한다.
IBC 모드에는 머지 모드, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드가 존재한다. 전술한 바와 같이 머지 모드인 경우, 머지 인덱스가 파싱되고, AMVP 모드인 경우, 블록벡터 인덱스와 BVD가 파싱된다.
이하의 실시예들은 영상 복호화 장치를 중심으로 기술되나, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치에 의해서도 수행될 수 있다.
II. 인트라 미러 예측
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치의 일부를 자세히 나타내는 블록도이다.
본 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 예측 및 변환 단위를 결정하고, 결정된 단위에 해당하는 현재블록에 대해, 결정된 예측기술 및 예측모드를 이용하여 예측과 역변환을 수행함으로써, 최종적으로 현재블록의 복원블록을 생성할 수 있다. 도 6에 예시된 바는 영상 복호화 장치의 역변환부(530), 예측부(540) 및 가산기(550)에 의해 수행될 수 있다. 한편, 도 6에 예시된 바와 동일한 동작들이 영상 부호화 장치의 역변환부(165), 픽처 분할부(110), 예측부(120), 및 가산기(170)에 의해 수행될 수 있다. 이때, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 파싱된 부호화 정보를 이용하나, 영상 부호화 장치는, 비트율 왜곡(rate distortion) 최소화 측면에서 상위 레벨로부터 설정된 부호화 정보를 이용할 수 있다. 이하, 편의상 영상 복호화 장치를 중심으로 본 실시예를 기술한다.
도 5의 예시와 같이 예측부(540)는, 예측기술에 따라 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함하나, 도 6에 예시된 바와 같이, 예측부(540)는 예측단위 결정부(602), 예측기술 결정부(604), 예측모드 결정부(606) 및 예측 수행부(608)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다. 예측단위 결정부(602)는 예측 단위(PU, Prediction Unit)를 결정한다. 이때, 예측 단위는 현재블록, 또는 현재블록이 분할된 서브블록들 중 하나의 서브블록이 될 수 있다. 예측기술 결정부(604)는 예측 단위에 대해 예측기술(예를 들어, 인트라 예측, 인터 예측, 또는 IBC(Intra Block Copy) 예측 등)을 결정한다. 예측모드 결정부(606)는 예측기술에 대해 세부적인 예측모드를 결정한다. 예측 수행부(608)는 결정된 예측모드에 따라 현재블록의 예측블록을 생성한다.
역변환부(530)는 변환단위 결정부(610) 및 역변환 수행부(612)를 포함한다. 변환단위 결정부(610)는 현재블록의 역양자화 신호들에 대해 변환 단위(TU, Transform Unit)를 결정하고, 역변환 수행부(612)는 역양자화 신호들로 표현된 변환 단위를 역변환하여 잔차신호들을 생성한다.
가산기(550)는 예측블록과 잔차신호들을 가산하여 복원블록을 생성한다. 복원블록은 메모리에 저장된 채로, 이후 다른 블록의 예측에 이용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 현재블록의 예측기술은 예측기술 결정부(604)에서 결정될 수 있다. 예측기술은 인터 예측, 인트라 예측, IBC 모드, 미러 예측모드 등과 같은 기술들 중 하나일 수 있다.
일 예로서, 현재블록이 미러 예측모드에 따라 예측되는 경우, 영상 부호화 장치는 1 비트 플래그(이하, '미러예측 플래그')를 시그널링하여 현재블록에 대해 미러 예측의 수행 여부에 대한 정보를 시그널링할 수 있다. 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 미러예측 플래그를 파싱하여 현재블록에 대해 미러 예측을 수행할 수 있다.
여기서, 미러 예측은, 참조블록을 수평 또는 수직 방향으로 플립(flip)한 후, 플립된 참조블록을 예측블록으로 생성한다.
또한, 현재블록의 예측기술이 미러 예측모드로 결정된 경우, 영상 복호화 장치는 스킵 플래그(skip flag)를 파싱할 수 있다. 스킵 플래그가 1인 경우, 변환 과정이 생략될 수 있다. 이때, 현재블록 내에서 미러 예측이 수행되는 영역을 제외한 영역(이하, '비미러(non-mirror) 예측 영역' 또는 '일반 예측 영역'과 호환적으로 사용)이 템플릿 매칭 모드 또는 IBC 모드로 예측되고, 스킵 플래그가 1인 경우, 현재블록의 전체 영역에 대해 변환 과정이 생략될 수 있다. 반면, 현재블록 내에서 비미러 예측 영역이 67 IPMs과 같이 해당 영역의 주변 참조 샘플들을 이용하여 예측된 경우, 미러 예측이 수행되는 영역(이하, '미러 예측 영역'과 호환적으로 사용)에 대해 변환 과정이 생략될 수 있다.
일 예로서, 현재블록의 예측기술이 미러 예측모드로 결정되고, 현재블록 내에서 비미러 예측 영역이 IBC 모드로 예측된 경우, 1 비트 플래그가 시그널링될 수 있다. 이때, 1 비트 플래그는 현재블록에 대해 머지 모드 또는 AMVP 모드 적용 여부를 지시할 수 있다.
현재블록의 예측기술이 미러 예측모드인 경우, 미러 예측은 도 7의 순서도와 같이 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 일 예로서, 예측모드 결정부(606) 및 예측 수행부(608)는 도 7의 순서도에 따른 단계들을 수행할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
영상 복호화 장치는 미러 예측의 수행 여부를 지시하는 미러예측 플래그를 복호화한 후(S700), 미러예측 플래그에 따라 미러 예측의 수행 여부를 확인한다(S702).
먼저, 미러예측 플래그가 거짓인 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록에 대해 일반적인 인트라 예측을 수행한다(S720). 여기서, 일반적인 인트라 예측은 도 3a에 예시된 인트라 예측모드에 기초하는 예측일 수 있다.
반면, 미러예측 플래그가 참인 경우, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 미러예측 타입(type)을 복호화한 후(S704), 미러예측 타입을 확인한다(S706), 여기서, 미러예측 타입은, 제1 타입(first type) 또는 제2 타입(second type)을 지시한다. 제1 타입과 제2 타입은, 도 8의 예시와 같이 수직 또는 수평 방향으로의 미러 예측에 따라 정의되는 미러 예측 형태이다. 제1 타입은 미러 예측 영역 내 두 영역들(제1 영역과 제2 영역)이 수평 또는 수직으로 인접된 경우이고, 제2 타입은 두 영역들이 현재블록의 (상하 또는 좌우) 양단에 존재하고 두 영역들 간에 간격이 존재하는 경우이다. 한편, 도 8의 예시에서, A는 미러 예측이 수행되는 경계(이하, '미러 예측 경계'와 호환적으로 사용)의 위치를 지시하는 정보이다. 이때, 현재블록의 크기 W×H에 따라 A의 최소값이 결정될 수 있다. 또한, A의 최대값과 관련하여, 수직 방향의 미러 예측인 경우 A≤H/2를 만족하고, 수평 방향의 미러 예측인 경우 A≤W/2를 만족한다.
일 예로서, 미러예측 타입은 1 비트의 플래그, 즉 미러예측타입 플래그로 표현될 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치는 미러예측타입 플래그를 복호화한 후, 이 플래그의 값에 따라 미러예측 타입을 결정할 수 있다. 예컨대, 미러예측타입 플래그가 참인 경우 미러예측 타입은 제1 타입으로 설정되고, 미러예측타입 플래그가 거짓인 경우 미러예측 타입은 제2 타입으로 설정될 수 있다.
한편, 미러예측 타입에 따른 이후의 동작은 유사하므로, 미러예측 타입이 제2 타입인 경우에 대해, 제1 타입인 경우와 유사하게 미러 예측이 수행될 수 있다(S730). 이하, 미러예측 타입이 제1 타입인 경우에 대해 영상 복호화 장치가 미러 예측을 수행하는 단계들을 기술한다.
일 예로서, 현재블록의 예측모드가 미러 예측모드인 경우, 수평 또는 수직 경계에 기준하는 미러 예측을 구별하기 위해, 영상 복호화 장치는 수평 또는 수직 경계에 기준하는 미러 예측 여부를 나타내는 정보를 복호화할 수 있다.
다른 예로서, W×H 크기의 현재블록의 예측모드가 미러 예측모드인 경우, 수평 또는 수직 경계에 기준하는 미러 예측 여부를 나타내는 정보가 다음과 같이 암시적으로 결정될 수 있다. 먼저, W>H인 경우, 수직 경계에 기준하는 미러 예측이 수행되는 것으로 결정되고, W≤H인 경우, 수평 경계에 기준으로 미러 예측이 수행되는 것으로 결정될 수 있다.
한편, 수평 경계 또는 수직 경계에 따른 미러 예측의 동작은 동일하므로, 이하, 수평 경계 및 수직 경계에 따른 미러 예측이 포괄적으로 기술된다.
영상 복호화 장치는 미러 예측 경계를 유도하고(S708), 미러 예측 영역에 대해 예측을 수행한 후(S710), 비미러 예측 영역에 대해 예측을 수행한다(S712).
일 예로서, 영상 복호화 장치는 미러 예측 경계의 위치와 관련된 정보로서, 도 8에 예시된 A 값을 복호화할 수 있다.
다른 예로서, 현재블록의 크기가 W×H인 경우, 영상 복호화 장치는 미러 예측 경계 정보를 유도할 수 있다. W×H 크기의 현재블록에 대해 W와 H의 관계에 따라 암시적으로 수직 또는 수평 경계를 기준으로 미러 예측이 수행되거나, 수직 또는 수평 경계에 기준하는 미러 예측 여부를 나타내는 정보가 복호화된 경우, 미러 예측 경계 정보는 기설정된 경계 값일 수 있다. 예컨대, 수평 경계를 기준으로 미러 예측이 수행되는 경우, 기설정된 경계 값 A는 H/4일 수 있다.
다른 예로서, W×H 크기의 현재블록에 대해 W와 H의 관계에 따라 암시적으로 수직 또는 수평 경계를 기준으로 미러 예측이 수행되는 경우, 표 1과 같이 현재블록의 종횡비에 따라, 현재블록이 N(여기서, N은 자연수) 분할될 수 있다. 이후, 영상 복호화 장치는 각 분할 영역 중, 미러 예측이 수행되는 경계가 존재하는 영역(이하, '경계 존재 영역'과 호환적으로 사용)에 대한 정보를 복호화할 수 있다.
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일 예로서, 도 9의 예시와 같이, 제1 타입에 따라 미러 예측이 수행되고, 표 1과 같이 종횡비에 따라 현재블록이 암시적 N 분할되는 경우, 영상 복호화 장치는 경계 존재 영역에 대해 영역 인덱스와 A를 복호화할 수 있다. 즉, 영상 복호화 장치는 영역 인덱스 및 A를 복호화함으로써, 미러 예측이 수행되는 경계의 정보를 획득할 수 있다. 도 9의 예시에서, B는 미러 예측 영역의 크기(수평 방향 미러 예측인 경우 너비를 나타내고, 수직 방향 미러 예측인 경우 높이를 나타냄)이고, A는 경계 존재 영역 내에서 미러 예측 경계의 위치를 지시한다.
한편, 도 10의 예시와 같이, 현재블록이 수직 경계를 기준으로 제1 타입에 기초하여 미러 예측되고, 종횡비에 따라 현재블록이 암시적 N 분할되며, 미러 예측이 수행되는 경계가 존재하는 영역에 대해 영역 인덱스가 파싱되는 경우, 영상 복호화 장치는 경계 존재 영역을 C의 크기 단위로 균등 분할하고, 현재블록의 상단 P 개 라인들을 참조 샘플들로 이용하여 미러 예측 경계를 유도할 수 있다. C의 크기를 갖는 영역의 상단 P 개 라인들의 샘플들에 대해, 영상 복호화 장치는 두 영역들의 경계를 기준으로 한쪽 참조 샘플들을 플립하여 다른 쪽의 참조 샘플들과 유사성을 확인한 후, 가장 유사한 영역을 포함하는 경계를 미러 예측 경계로 유도할 수 있다. 이때, 유사성은 영역 간 SAD(Sum of Absolute Difference), SATD(Sum of Absolute Transformed Difference), 및 SSD(Sum of Squared Difference) 중 한 가지 방법에 따라 산정될 수 있다. 또한, 참조 샘플들이 존재하는 상단 라인의 개수는 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치 간 약속에 따라 사전에 정의될 수 있다. 이때, 하나 또는 하나 이상의 라인이 사용될 수 있다. 다수의 라인들이 이용되는 경우, 영상 복호화 장치는 어느 라인의 참조 샘플들을 이용할지를 지시하는 인덱스를 복호화할 수 있다. C는 현재블록의 크기에 따라 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간 약속에 따라 사전에 정의될 수 있다. 또한, C는 경계 존재 영역의 크기에 따라 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간 약속에 따라 사전에 정의될 수 있다.
다른 예로서, 현재블록이 수평 경계를 기준으로 제1 타입에 기초하여 미러 예측되는 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록의 좌측 P 개 라인들을 참조 샘플들로 이용하여 미러 예측 경계를 유도할 수 있다.
또한, 도 11의 예시과 같이, 현재블록이 수직 경계를 기준으로 제2 타입에 기초하여 미러 예측된 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록의 상단 P 개 라인들을 참조 샘플로 이용하여 미러 예측이 수행되는 경계를 유도할 수 있다. 영상 복호화 장치는 현재블록의 양 끝의 C 크기의 균등한 영역들에 대해, 한쪽 영역의 하나 또는 하나 이상의 라인들을 플립한 후 두 영역들의 참조 샘플들 간 유사성을 산정하여, 유사성이 가장 높은 영역들 간의 경계를 미러 예측이 수행되는 경계로 유도할 수 있다. 이때, C는 현재블록의 크기에 따라 결정된 최소값 또는 절대적 최소값부터 현재블록의 크기에 따라 결정된 최대값 또는 W/2 간에 위치하되, 2의 배수인 정수 값일 수 있다. 또한, 유사성은 영역 간 SAD, SATD 및 SSD 중 한 가지 방법에 따라 산정될 수 있다. 도 11의 예시에서, 세 가지 크기의 C에 기초하여 최종적인 미러 예측 경계가 유도된다.
일 예로서, 현재블록이 수평 경계를 기준으로 제2 타입에 기초하여 미러 예측되는 경우, 영상 복호화 장치는 현재블록의 좌측 P 개 라인들을 참조 샘플들로 이용하여 미러 예측이 수행되는 경계를 유도할 수 있다.
한편, 현재블록의 미러예측 타입, 및 현재블록 내 미러 예측이 수행되는 영역 경계의 정보를 유도한 후, 영상 복호화 장치는 미러 예측이 수행되는 영역을 다음과 같이 예측할 수 있다.
일 예로서, 현재블록 내에 미러 예측 영역과 일반 예측이 수행되는 영역(즉, 비미러 예측 영역)이 공존하는 경우, 영상 복호화 장치는 미러 예측을 먼저 수행한 후, 일반 예측을 수행할 수 있다.
도 12는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
전술한 바와 같이, 미러예측 타입에 따른 이후의 동작은 유사하므로, 미러예측 타입이 제2 타입인 경우에 대해, 제1 타입인 경우와 유사하게 미러 예측이 수행될 수 있다(S1230). 이하, 도 12의 순서도에 대해, 도 7의 순서도와 상이한 단계들이 기술된다.
도 12의 순서도와 같이, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 블록벡터 인덱스를 복호화한다(S1210). 현재블록을 기준으로 블록벡터 인덱스가 영상 부호화 장치에 의해 결정된 후, 결정된 블록벡터 인덱스가 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
영상 복호화 장치는 한쪽 영역에 대해 블록벡터 인덱스를 기반으로 IBC 모드를 이용하여 예측한 후, 이를 플립하여 나머지 영역에 대해 미러 예측을 수행할 수 있다(S1212). 이때, IBC 예측에 따른 블록벡터들의 후보 리스트를 구성하기 위해, 도 13의 예시와 같이 현재블록 주변의 블록벡터들이 이용될 수 있다. 즉, 영상 복호화 장치는 후보 리스트를 구성한 후, 블록벡터 인덱스를 이용하여 후보 리스트로부터 블록벡터를 도출할 수 있다. 이후, 영상 복호화 장치는 블록벡터를 이용하여 현재 프레임 내 기복원된 영역으로부터 제1 영역과 제2 영역 중 하나의 영역을 예측한 후, 예측된 영역을 플립하여 나머지 영역을 미러 예측할 수 있다.
한편, 영상 복호화 장치는 후보 리스트를 구성한 후, 복호화된 블록벡터 인덱스에 따라 제1 영역을 IBC 예측한 후 제1 영역을 플립하여 제2 영역을 미러 예측할 수 있다. 또는, 영상 복호화 장치는 제2 영역을 IBC 예측한 후 제2 영역을 플립하여 제1 영역을 미러 예측할 수 있다.
예컨대, 파싱된 블록벡터 인덱스가 지시하는 블록벡터가 제1 영역의 주변 영역으로부터 도출된 블록벡터(도 13의 제1 타입에서 AL, A1, T1, L, LB 중 선택, 제2 타입에서 AL, A1, T1, AR1, L, LB 중 선택)인 경우, 영상 복호화 장치는 제1 영역을 IBC 예측한 후 제1 영역을 플립하여 제2 영역을 미러 예측할 수 있다.
또는, 파싱된 블록벡터 인덱스가 지시하는 블록벡터가 제2 영역의 주변 영역으로부터 도출된 블록벡터(도 13의 제1 타입에서 A2, T2 중 선택, 제2 타입에서 AL2, A2, T2, AR2 중 선택)인 경우, 영상 복호화 장치는 제2 영역을 IBC 예측한 후 제2 영역을 플립하여 제1 영역을 미러 예측할 수 있다.
일 예로서, 파싱된 블록벡터 인덱스가 지시하는 블록벡터가 히스토리 기반 블록벡터(History-based Block Vector Predictor, HBVP) 후보들 중 하나인 경우, 영상 복호화 장치는 해당 블록벡터가 사용된 영역과 더 가까운 영역의 예측을 수행한 후, 상대적으로 더 멀리 있는 영역에 플립하여 미러 예측을 수행할 수 있다.
다른 예로서, 현재블록이 미러 예측되는 경우, 영상 복호화 장치는 한쪽 영역에 대하여 템플릿 매칭에 따라 예측한 후, 이를 플립하여 다른 영역에 대해 미러 예측을 수행할 수 있다. 이때, 템플릿 매칭을 위한 각 영역의 템플릿은 도 14의 예시와 같이 각 영역에 대해 구성될 수 있다. 도 14의 예시에서, P는 블록의 상단에 위치하는 템플릿의 높이를 나타내고, Q는 블록의 좌측에 위치하는 템플릿의 너비를 나타내고, 나타낸다.
현재 프레임 내 기복원된 영역에 대하여 각 영역의 템플릿을 이용하여 템플릿 매칭이 수행되는 경우, 영상 복호화 장치는 제1 영역의 템플릿과 제1 영역의 템플릿을 이용하여 템플릿 매칭된 블록의 템플릿 간의 유사성을 산정하고, 제2 영역의 템플릿과 제2 영역의 템플릿을 이용하여 템플릿 매칭된 블록의 템플릿 간의 유사성을 산정한다. 이후, 영상 복호화 장치는 더 높은 유사성을 갖는 영역에 대해 템플릿 매칭에 따른 예측을 수행하고, 다른 영역에 대해 템플릿 매칭에 따라 예측된 영역을 플립하여 미러 예측을 수행할 수 있다.
이때, 유사성은 영역 간 SAD, SATD 및 SSD 중 한 가지 방법에 따라 산정될 수 있다. 두 영역들의 템플릿의 넓이가 상이할 수 있으므로, 유사성 함수의 값이 정규화된 후, 비교될 수 있다.
도 15는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
도 15의 예시에서, 미러예측 플래그의 복호화 및 미러예측 타입의 복호화 단계는 도 7의 예시와 동일하므로, 편의상 생략된다. 도 15의 예시는 제1 타입에 기초하는 미러 예측방법을 나타낸다. 이하, 도 15의 순서도에 대해, 도 12의 순서도와 상이한 단계들이 기술된다.
일 예로서, 도 15의 순서도와 같이, 영상 복호화 장치는 미러 예측 영역에 대하여 IBC 예측 또는 템플릿 매칭에 따른 예측의 수행 여부를 지시하는 정보를 복호화한 후(S1500), 이 정보를 확인한다(S1502).
IBC 예측을 이용하는 경우, 영상 복호화 장치는, 블록벡터 인덱스를 복호화한 후(S1506), 한쪽 영역에 대해 블록벡터 인덱스를 기반으로 IBC 모드를 이용하여 예측한 후, 이를 플립하여 다른 영역에 대해 미러 예측을 수행할 수 있다(S1508).
반면, 템플릿 매칭에 따른 예측을 이용하는 경우, 영상 복호화 장치는, 한 쪽 영역에 대하여 템플릿 매칭에 따라 예측한 후, 이를 플립하여 다른 영역에 대해 미러 예측을 수행할 수 있다(S1522).
일 예로서, 미러 예측 영역에 대해 IBC 예측 또는 템플릿 매칭에 따른 예측의 수행 여부를 지시하는 정보가 영상 복호화 장치와 영상 복호화 장치 간 약속에 따라 결정될 수 있다.
일 예로서, 현재블록 내에 미러 예측 영역과 일반 예측이 수행되는 영역(즉, 비미러 예측 영역)이 공존하고, 미러 예측이 먼저 수행되고 일반 예측이 수행될 때, 영상 복호화 장치는 현재블록에 엔트로피 복호화 및 역양자화를 수행하여 잔차 신호들을 복원하고, 미러 예측을 수행하여 미러 예측 영역을 복원한 후, 일반 예측 영역에 대해 예측을 수행할 수 있다.
일 예로서, 제1 타입에 기초하여 미러 예측이 수행되는 경우, 영상 복호화 장치는 도 16의 예시와 같이, 미러 예측을 수행한 후, 복원된 영역의 정보를 이용하여 일반 예측이 수행되는 영역의 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 일반 예측이 템플릿 매칭에 따른 예측을 이용하는 경우, 영상 복호화 장치는 도 16의 예시와 같이, 템플릿 영역을 구성할 수 있다. 도 16의 예시에서, P는 블록의 상단에 위치하는 템플릿의 높이를 나타내고, Q는 블록의 좌측에 위치하는 템플릿의 너비를 나타내고, 나타낸다.
일 예로서, 제2 타입에 기초하여 미러 예측이 수행되는 경우, 영상 복호화 장치는 도 17의 예시와 같이 미러 예측을 수행한 후, 복원된 영역의 정보를 이용하여 일반 예측이 수행되는 영역의 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 일반 예측이 템플릿 매칭에 따른 예측을 이용하는 경우, 영상 복호화 장치는 도 17의 예시와 같이, 템플릿 영역을 구성할 구성할 수 있다. 도 17의 예시에서, P는 블록의 상단에 위치하는 템플릿의 높이를 나타내고, Q는 블록의 좌측에 위치하는 템플릿의 너비를 나타내며, R은 블록의 우측에 위치하는 템플릿의 너비를 나타낸다.
일 예로서, 미러 예측 영역에 대해 예측이 수행된 후, 일반 예측이 수행되는 영역의 예측모드로서 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간 약속에 따라 고정된 모드가 사용될 수 있다.
일 예로서, 미러 예측 영역에 대해 예측이 수행된 후, 영상 복호화 장치는 일반 예측이 수행되는 영역의 예측모드로서, 해당 영역 주위의 기복원된 영역으로부터 도출된 인트라 예측모드들 중, 한 가지 예측모드를 유도하여 사용할 수 있다. 이때, 실시예에 따라, 기복원된 영역의 방향성에 기초하여 예측모드가 유도될 수 있다.
일 예로서, 제1 타입에 기초하여 미러 예측 영역에 대해 예측이 수행된 후, 영상 복호화 장치는 일반 예측이 수행되는 영역의 예측모드로서, 해당 영역 주위의 기복원된 영역으로부터 도출된 인트라 예측모드들 중, 한 가지 예측모드를 유도하여 사용할 수 있다. 제2 타입에 기초하여 미러 예측 영역에 대해 예측이 수행되는 경우, 영상 복호화 장치는 일반 예측이 수행되는 영역에 대해 기복원된 영역을 기반으로 템플릿 매칭에 따른 예측을 수행할 수 있다.
이하, 도 18에 예시된 순서도를 이용하여, 영상 부호화 장치가 현재블록을 미러 예측하는 방법을 기술한다. 도 18에 예시된 순서도는 도 7, 도 12, 또는 도 15에 예시된 순서도에 대응한다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
영상 부호화 장치는 현재블록의 미러예측 타입을 제1 타입으로 설정한 후, 현재블록을 미러 예측하여 제1 예측블록을 생성한다(S1800).
영상 부호화 장치는 현재블록의 미러예측 타입을 제2 타입으로 설정한 후, 현재블록을 미러 예측하여 제2 예측블록을 생성한다(S1802).
여기서, 제1 타입은 미러 예측 영역 내 제1 영역과 제2 영역이 미러 예측 경계를 기준으로 인접된 경우이고, 제2 타입은 제1 영역과 제2 영역이 현재블록의 양단에 존재하고 제1 영역과 제2 영역 간에 간격이 존재하는 경우이다.
제1 예측블록 및 제2 예측블록은 다음과 같은 단계들(S1820 내지 S1824)에 따라 생성될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재블록 내에서 미러 예측 영역 및 비미러 예측 영역을 결정하기 위해 미러예측 타입에 기초하여 미러 예측 경계를 결정한다(S1820).
영상 부호화 장치는 미러 예측 경계에 기초하여 미러 예측 영역을 예측한다(S1822).
영상 부호화 장치는 비미러 예측 영역을 예측한다(S1824).
이후, 영상 부호화 장치는 비미러 예측모드에 기초하여 현재블록의 제3 예측블록을 생성한다(S1804). 여기서, 비미러 예측모드는, 도 3a에 예시된 인트라 예측모드, IBC 모드, 또는 템플릿 매칭일 수 있다.
영상 부호화 장치는 제1 예측블록, 제2 예측블록 및 제3 예측블록에 기초하여 비트율 왜곡 최적화 측면에서 미러예측 플래그를 결정한다(S1806). 여기서, 미러예측 플래그는 현재블록에 대해 미러 예측의 수행 여부를 지시한다. 예컨대, 영상 부호화 장치는, 제3 예측블록이 최적이 아닌 경우, 미러예측 플래그를 참으로 결정하고, 제3 예측블록이 최적인 경우, 미러예측 플래그를 거짓으로 결정할 수 있다.
영상 부호화 장치는 미러예측 플래그를 부호화한다(S1808).
영상 부호화 장치는 미러예측 플래그를 확인한다(S1810),
영상 부호화 장치는 미러예측 플래그가 참인 경우, 제1 예측블록 및 제2 예측블록에 기초하여 비트율 왜곡 최적화 측면에서 하나의 예측블록을 선택하고, 선택된 예측블록에 기초하여 미러예측 타입을 결정한다(S1812). 예컨대, 영상 부호화 장치는, 제1 예측블록이 최적인 경우, 미러예측 타입을 제1 타입으로 결정하고, 제2 예측블록이 최적인 경우, 미러예측 타입을 제2 타입으로 결정할 수 있다.
영상 부호화 장치는 미러예측 타입을 부호화한다(S1814).
전술한 바는, 미러 예측되는 대상블록이 부호화/복호화하고자 하는 현재블록의 일부인 경우를 나타낸다. 이하, 대상블록이 현재블록의 전부인 경우를 기술한다.
일 예로서, IBC 모드에 따라 현재블록이 미러 예측될 수 있다. 영상 부호화 장치는 원본 블록을 플립한 후, 블록벡터 탐색 및 잔차 산정을 수행한다. 이에 따라, 영상 부호화 장치는 미러링이 없이 예측블록을 생성할 수 있다. 이때, 블록벡터는 현재블록에 대해 플립된 영상을 갖는 참조블록을 지시한다. 영상 복호화 장치는 파싱된 블록벡터를 이용하여 참조블록을 획득한 후, 참조블록을 플립하여 미러링된 예측블록을 생성할 수 있다. 이때, 블록벡터는 IBC 모드에 따라 탐색될 수 있다.
이러한 미러 예측을 위해, 수평 방향의 플립 및 수직 방향의 플립이 사용될 수 있다. 이하, 플립 타입은 수평 방향의 플립 또는 수직 방향의 플립을 나타낸다. 또한, 플립 타입 플래그는 플립 타입을 지시하는 플래그이다.
대상블록이 현재블록의 전부인 경우와 마찬가지로, 현재블록의 미러 예측 여부를 지시하기 위해, 미러예측 플래그가 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링 될 수 있다.
IBC AMVP 모드인 경우, 미러예측 플래그 및 플립 타입 플래그가 시그널링된다. 반면, IBC 머지 모드인 경우, 영상 복호화 장치는 주변 블록들로부터 플립 타입 플랙그를 유도할 수 있다.
IBC 모드에 대해, 현재블록과 참조블록은 플립 타입에 따라 수평 방향 또는 수직 방향으로 정렬될 수 있다. 따라서, 수평 방향의 플립인 경우, 영상 부호화 장치는 블록벡터의 수직 성분을 시그널링하지 않고, 영상 복호화 장치는 블록벡터의 수직 성분을 0으로 유추할 수 있다. 또한, 수직 방향의 플립인 경우, 영상 부호화 장치는 블록벡터의 수평 성분을 시그널링하지 않고, 영상 복호화 장치는 블록벡터의 수평 성분을 0으로 유추할 수 있다.
다른 예로서, 템플릿 매칭 모드에 따라 현재블록이 미러 예측될 수 있다. 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는, 기정의된 탐색 영역에서 플립된 현재 템플릿과 가장 유사한 템플릿을 탐색한다. 이때, 수평 방향의 플립 및 수직 방향의 플립이 사용될 수 있다.
한편, 기존의 템플릿 매칭과 비교하여, 미러 예측을 위한 템플릿 매칭의 탐색 영역이 제한된다. 수평 방향의 플립인 경우, 도 19a의 예시와 같이, 현재 CTU의 일부(R1) 및 현재블록의 좌측 영역(R4)이 탐색된다. 수직 방향의 플립인 경우, 현재 CTU의 일부(R1) 및 현재블록의 상단 영역(R3)이 탐색된다. 이때, 탐색 영역의 크기, 즉 탐색 영역의 너비(SRW) 및 높이(SRH)는 현재블록의 크기에 비례하여 설정될 수 있다. 도 19a 및 도 19b의 예시에서, CB는 현재블록을 나타내고, RB는 참조블록을 나타낸다.
템플릿 매칭에 대해, 현재블록과 참조블록은 플립 타입에 따라 정렬될 수 있다. 수평 방향의 플립인 경우, 현재블록의 블록벡터 수직 성분은 주변 블록의 블록벡터 수직 성분으로 설정된다. 수직 방향의 플립인 경우, 현재블록의 블록벡터 수평 성분은 주변 블록의 블록벡터 수평 성분으로 설정된다.
이하, 도 20 및 도 21의 도시를 이용하여, 대상블록이 현재블록의 전부 또는 일부인 경우, 현재블록을 미러 예측하는 방법을 기술한다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 수행하는 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
영상 부호화 장치는 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 설정한다(S2000).
대상블록이 부호화하고자 하는 현재블록의 전부인 경우, 영상 부호화 장치는 미러 예측 정보로서, 현재블록의 블록벡터, 및 플립 타입을 설정한다. 이때, 블록벡터는 IBC 모드 또는 템플릿 매칭에 따라 설정될 수 있다. 플립 타입은 수평 방향의 플립 또는 수직 방향의 플립으로서, 플립 타입 플래그에 의해 지시될 수 있다. 비트율 왜곡 최적화 측면에서 블록벡터 및 플립 타입 플래그가 설정될 수 있다.
대상블록이 현재블록의 일부인 경우, 영상 부호화 장치는 도 18에 예시된 순서도에 따라 미러 예측 정보로서 미러 예측 경계를 설정한다. 미러 예측 경계는 비트율 왜곡 최적화 측면에서 설정될 수 있다.
영상 부호화 장치는 미러 예측 정보에 기초하여 대상블록을 미러 예측한다(S2002).
대상블록이 현재블록의 전부인 경우, 영상 부호화 장치는 플립 타입 및 블록벡터에 기초하여 현재블록의 예측블록을 생성한 후, 생성된 예측블록을 플립한다. 또한, 미러 예측 결과에 기초하여 블록벡터 및 플립 타입을 부호화할 수 있다.
대상블록이 현재블록의 일부인 경우, 영상 부호화 장치는 도 18에 예시된 순서도에 따라 현재블록의 미러 예측을 수행한다. 또한, 미러 예측 결과를 이용하여, 영상 부호화 장치는 미러예측 플래그 및 미러예측 타입을 결정한 후, 미러예측 플래그 및 미러예측 타입을 부호화한다.
도 21은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 수행하는 미러 예측방법을 나타내는 순서도이다.
영상 복호화 장치는 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 획득한다(S2100).
대상블록이 복호화하고자 하는 현재블록의 전부인 경우, 영상 복호화 장치는 미러 예측 정보로서, 현재블록의 블록벡터 및 플립 타입를 획득한다. 이때, 블록벡터는 IBC 모드에 따라 복호화되거나 유도될 수 있다. 또는, 블록벡터는 템플릿 매칭에 따라 유도될 수 있다. 플립 타입은 비트스트림으로부터 파싱되거나, 주변 블록으로부터 유도될 수 있다.
대상블록이 현재블록의 일부인 경우, 영상 복호화 장치는 도 7, 도 12 또는 도 15에 예시된 순서도에 따라 미러예측 플래그 및 미러예측 타입을 복호화한 후, 미러 예측 경계를 유도한다.
영상 복호화 장치는 미러 예측 정보에 기초하여 대상블록을 미러 예측한다(S2102).
대상블록이 현재블록의 전부인 경우, 영상 복호화 장치는 블록벡터 및 플립 타입에 기초하여 현재블록의 예측블록을 생성한 후, 생성된 예측블록을 플립한다.
대상블록이 현재블록의 일부인 경우, 영상 복호화 장치는 도 7, 도 12 또는 도 15에 예시된 순서도에 따라 미러 예측 경계에 기초하여 현재블록의 미러 예측을 수행한다.
본 명세서의 흐름도/타이밍도에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 흐름도/타이밍도에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 흐름도/타이밍도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들 혹은 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다.
한편, 본 실시예에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(부호의 설명)
120: 예측부
155: 엔트로피 부호화부
510: 엔트로피 복호화부
530: 역변환부
540: 예측부
602: 예측단위 결정부
604: 예측기술 결정부
606: 예측모드 결정부
608: 예측 수행부
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본 특허출원은 2022년 3월 28일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2022-0038330 호, 2023년 3월 14일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2023-0033381 호에 대해 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (18)

  1. 영상 복호화 장치가 수행하는, 대상블록을 예측하는 방법에 있어서,
    상기 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 미러 예측 정보에 기초하여 상기 대상블록을 미러 예측하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대상블록이 복호화하고자 하는 현재블록의 전부인 경우, 상기 미러 예측 정보를 획득하는 단계는,
    상기 미러 예측 정보로서, 상기 현재블록의 블록벡터를 획득하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 미러 예측하는 단계는,
    상기 블록벡터에 기초하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성한 후, 상기 예측블록을 플립하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대상블록이 복호화하고자 하는 현재블록의 일부인 경우, 상기 미러 예측 정보를 획득하는 단계는,
    상기 현재블록 내에서 미러 예측(mirror prediction) 영역 및 비미러(non-mirror) 예측 영역을 결정하기 위해 미러예측 타입에 기초하여 미러 예측 경계를 유도하되, 상기 미러예측 타입은 제1 타입 또는 제2 타입을 지시하고, 상기 제1 타입은 상기 미러 예측 영역 내 제1 영역과 제2 영역이 상기 미러 예측 경계를 기준으로 인접된 경우이고, 상기 제2 타입은 상기 제1 영역과 제2 영역이 상기 현재블록의 양단에 존재하고 상기 제1 영역과 제2 영역 간에 간격이 존재하는 경우이며, 상기 대상블록은 상기 제1 영역과 제2 영역 중 하나인 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    비트스트림으로부터 상기 미러예측 타입을 지시하는 플래그를 복호화하는 단계를 더 포함하고, 상기 플래그에 기초하여 상기 미러예측 타입을 결정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 상기 현재블록에 대해 미러 예측의 수행 여부를 지시하는 미러예측 플래그를 복호화하는 단계; 및
    상기 미러예측 플래그를 확인하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 미러예측 플래그가 참인 경우, 상기 미러예측 타입을 지시하는 플래그를 복호화하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 미러 예측 정보를 획득하는 단계는,
    상기 미러 예측 경계의 위치를 지시하는 정보를 복호화하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 미러예측 타입이 제1 타입인 경우, 상기 미러 예측 정보를 획득하는 단계는,
    종횡비(aspect ratio)에 따라 상기 현재블록을 N(여기서, N은 자연수) 개의 영역들로 분할하는 단계; 및
    상기 N 개의 영역들 중 경계 존재 영역을 지시하는 영역 인덱스를 복호화하는 단계
    를 포함하되,
    상기 경계 존재 영역은 상기 미러 예측 경계가 존재하는 영역인 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 미러 예측 정보를 획득하는 단계는,
    상기 경계 존재 영역 내에서 상기 미러 예측 경계의 위치를 지시하는 정보를 복호화하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 미러 예측하는 단계는,
    상기 미러 예측 경계에 기초하여 상기 미러 예측 영역을 예측하는 단계; 및
    상기 비미러 예측 영역을 예측하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 미러 예측 영역을 예측하는 단계는,
    비미러 예측모드를 이용하여 상기 제1 영역과 제2 영역 중 하나의 영역을 예측하는 단계, 상기 비미러 예측모드는 인트라 예측모드, IBC 모드, 또는 템플릿 매칭 모드임; 및
    상기 예측된 하나의 영역을 플립(flip)하여 상기 대상블록을 미러 예측하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 영상 부호화 장치가 수행하는, 대상블록을 예측하는 방법에 있어서,
    상기 대상블록에 대해 미러 예측 정보를 설정하는 단계; 및
    상기 미러 예측 정보에 기초하여 상기 대상블록을 미러 예측하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 대상블록이 부호화하고자 하는 현재블록의 전부인 경우, 상기 미러 예측 정보를 설정하는 단계는,
    상기 미러 예측 정보로서, 상기 현재블록의 블록벡터를 설정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 대상블록이 부호화하고자 하는 현재블록의 일부인 경우, 상기 미러 예측 정보를 설정하는 단계는,
    상기 현재블록 내에서 미러 예측(mirror prediction) 영역 및 비미러(non-mirror) 예측 영역을 결정하기 위해 미러예측 타입에 기초하여 미러 예측 경계를 유도하되, 상기 미러예측 타입은 제1 타입 또는 제2 타입을 지시하고, 상기 제1 타입은 상기 미러 예측 영역 내 제1 영역과 제2 영역이 상기 미러 예측 경계를 기준으로 인접된 경우이고, 상기 제2 타입은 상기 제1 영역과 제2 영역이 상기 현재블록의 양단에 존재하고 상기 제1 영역과 제2 영역 간에 간격이 존재하는 경우이며, 상기 대상블록은 상기 제1 영역과 제2 영역 중 하나인 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 미러 예측하는 단계는,
    상기 미러예측 타입을 상기 제1 타입으로 설정한 후, 상기 현재블록을 미러 예측하여 제1 예측블록을 생성하는 단계; 및
    상기 미러예측 타입을 상기 제2 타입으로 설정한 후, 상기 현재블록을 미러 예측하여 제2 예측블록을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    비미러 예측모드에 기초하여 상기 현재블록의 제3 예측블록을 생성하는 단계, 여기서, 상기 비미러 예측모드는 인트라 예측모드, IBC 모드, 또는 템플릿 매칭 모드임;
    상기 제1 예측블록, 상기 제2 예측블록 및 상기 제3 예측블록에 기초하여 비트율 왜곡 최적화 측면에서 미러예측 플래그를 결정하는 단계, 여기서, 상기 미러예측 플래그는 상기 현재블록에 대해 미러 예측의 수행 여부를 지시함; 및
    상기 미러예측 플래그를 부호화하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 미러예측 플래그가 참인 경우,
    상기 제1 예측블록 및 상기 제2 예측블록에 기초하여 상기 비트율 왜곡 최적화 측면에서 하나의 예측블록을 선택하고, 상기 선택된 예측블록에 기초하여 상기 미러예측 타입을 결정하는 단계; 및
    상기 미러예측 타입을 부호화하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  18. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    대상블록에 대해 미러 예측 정보를 획득하는 단계; 및
    상기 미러 예측 정보에 기초하여 상기 대상블록을 미러 예측하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록매체.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060126254A (ko) * 2005-06-03 2006-12-07 삼성전자주식회사 영상의 대칭성을 이용한 인트라 예측 방법, 이를 이용한영상의 복호화, 부호화 방법 및 장치
US20080013629A1 (en) * 2002-06-11 2008-01-17 Marta Karczewicz Spatial prediction based intra coding
KR20170124082A (ko) * 2016-04-29 2017-11-09 세종대학교산학협력단 영상 신호 부호화/복호화 방법 및 장치
WO2019107997A1 (ko) * 2017-11-30 2019-06-06 엘지전자 주식회사 비디오 신호의 처리 방법 및 장치
KR20190081488A (ko) * 2017-12-29 2019-07-09 한밭대학교 산학협력단 영상 부호화/복호화 방법 및 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080013629A1 (en) * 2002-06-11 2008-01-17 Marta Karczewicz Spatial prediction based intra coding
KR20060126254A (ko) * 2005-06-03 2006-12-07 삼성전자주식회사 영상의 대칭성을 이용한 인트라 예측 방법, 이를 이용한영상의 복호화, 부호화 방법 및 장치
KR20170124082A (ko) * 2016-04-29 2017-11-09 세종대학교산학협력단 영상 신호 부호화/복호화 방법 및 장치
WO2019107997A1 (ko) * 2017-11-30 2019-06-06 엘지전자 주식회사 비디오 신호의 처리 방법 및 장치
KR20190081488A (ko) * 2017-12-29 2019-07-09 한밭대학교 산학협력단 영상 부호화/복호화 방법 및 장치

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