WO2024071523A1 - Method and device for video coding using improved cross-component linear model prediction - Google Patents

Method and device for video coding using improved cross-component linear model prediction Download PDF

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WO2024071523A1
WO2024071523A1 PCT/KR2022/019676 KR2022019676W WO2024071523A1 WO 2024071523 A1 WO2024071523 A1 WO 2024071523A1 KR 2022019676 W KR2022019676 W KR 2022019676W WO 2024071523 A1 WO2024071523 A1 WO 2024071523A1
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WO
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mode
predictor
prediction
pixels
block
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/019676
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
전병우
이지환
김범윤
허진
박승욱
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
성균관대학교 산학협력단
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Filing date
Publication date
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  • This disclosure relates to a video coding method and apparatus using improved cross-component linear model 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.
  • an image to be encoded is partitioned into coding units (CUs) of various shapes and sizes and then encoded in units of CUs.
  • the tree structure represents information defining the division of these CU units, and can be transmitted from the encoder to the decoder to indicate the division type of the image.
  • the luma image and chroma image can be divided independently.
  • the luma signal and the chroma signal may be divided into CUs of the same structure.
  • CST Chroma Separate Tree
  • the chroma block may have a different partitioning method than the luma block. Additionally, a technology in which luma signals and chroma signals have the same division structure is called single tree technology. When the single tree technique is used, the chroma block has the same partitioning method as the luma block.
  • CCLM Cross-Component Linear Model
  • CCLM prediction For intra prediction of the current chroma block, CCLM prediction first determines the luma area corresponding to the current chroma block within the luma image. Afterwards, CCLM prediction derives a linear model between the pixels in the surrounding pixel lines of the current chroma block and the corresponding luma pixels. Finally, CCLM prediction uses the derived linear model to generate a predictor of the current chroma block from the pixel value of the corresponding luma area.
  • CCLM prediction as described above, neighboring pixels of the current chroma block are used to derive a linear model, but there is a problem in that the restored neighboring pixels are not used when generating a predictor. Therefore, when using CCLM prediction to improve picture quality and improve coding efficiency during intra prediction of the current chroma block, a method of additionally using the reconstructed neighboring pixels needs to be considered.
  • the present disclosure In order to improve the prediction performance of CCLM (Cross-Component Linear Model) prediction in intra prediction of the current chroma block, the present disclosure generates a first predictor of the current chroma block according to CCLM prediction and replaces the restored surrounding pixels.
  • the purpose is to provide a video coding method and device for additionally generating a second predictor of the current chroma block based on and then weightedly combining the first predictor and the second predictor.
  • the step of decoding a cross-component prediction mode for cross-component prediction for the current chroma block the cross component prediction predicts the current chroma block using pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area; generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on the representative
  • the step of determining a cross-component prediction mode for cross-component prediction for the current chroma block where the cross component prediction predicts the current chroma block using pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area; generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on
  • a computer-readable recording medium stores a bitstream generated by an image encoding method, wherein the image encoding method includes cross-component prediction for a current chroma block. determining a component prediction mode, wherein the cross-component prediction predicts the current chroma block using pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area; generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block
  • a first predictor of the current chroma block is generated according to CCLM prediction, and a second predictor of the current chroma block is generated based on the reconstructed neighboring pixels.
  • 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 to explain a method of dividing a block using the QTBTTT 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.
  • Figure 6 is an example diagram showing surrounding pixels referenced for CCLM prediction.
  • Figure 7 is an example diagram showing information that can be used in intra prediction of a chroma channel.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating an intra prediction unit that performs intra prediction of a chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 9 is an exemplary diagram showing a peripheral chroma pixel area according to an embodiment of the present disclosure.
  • 10 and 11 are exemplary diagrams showing intensity histograms for each directional mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 12 is an exemplary diagram showing a peripheral chroma pixel area according to another embodiment of the present disclosure.
  • 13A and 13B are exemplary diagrams showing intensity histograms for each directional mode according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 14 is an exemplary diagram showing a peripheral chroma pixel area according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 15 is an exemplary diagram showing a distortion histogram for each directional mode, according to an embodiment of the present disclosure.
  • 16A and 16B are flowcharts showing an intra prediction method of a current chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 17 is an exemplary diagram showing a luma pixel area within a corresponding luma area, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 18 is an exemplary diagram showing a luma pixel area according to another embodiment of the present disclosure.
  • 19 to 21 are exemplary diagrams showing the distribution of neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block, according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figures 22 and 23 are exemplary diagrams showing the distribution of blocks and prediction modes included in the corresponding luma area, according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 24 is an example diagram showing an intensity histogram for each directional mode according to another embodiment of the present disclosure.
  • Figure 25 is an example diagram showing the distribution of neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block, according to another 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
  • 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 restored 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 the current chroma block, a first predictor of the current chroma block is generated according to CCLM prediction, and a second predictor of the current chroma block is additionally generated based on the reconstructed neighboring pixels. , Provides a video coding method and device for weightedly combining a first predictor and a second predictor.
  • the following embodiments may be performed by the intra prediction unit 122 in a video encoding device. Additionally, it may be performed by the intra prediction unit 542 in a video decoding device.
  • the video encoding device may generate signaling information related to this embodiment in terms of bit rate distortion optimization when predicting 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 prediction of the current block from the bitstream using the entropy decoding unit 510.
  • the term 'target block' to be encoded/decoded may be used in the same sense as the current block or coding unit (CU) as described above, or a partial region of the coding unit. It may mean.
  • the target block includes a luma block including a luma component and a chroma block including a chroma component.
  • the chroma block of the target block is expressed as the target chroma block or the current chroma block.
  • the luma block of the target block is expressed as the target luma block or the current luma block.
  • the aspect ratio of a block is defined as the horizontal length of the block divided by the vertical length.
  • the intra prediction mode of the luma block has fine-grained directional modes (i.e., 2 to 66) in addition to the undirectional modes (i.e., Planar and DC), as illustrated in FIG. 3A. Additionally, as added to the example of FIG. 3B, the intra prediction mode of the luma block has directional modes (-14 to -1 and 67 to 80) according to wide-angle intra prediction.
  • the chroma block can also use intra prediction in this granular directional mode to a limited extent.
  • various directional modes other than the horizontal and vertical directions that the luma block can use cannot always be used.
  • the prediction mode of the current chroma block must be set to DM mode. By setting it to DM mode in this way, the current chroma block can use an orientation mode other than the horizontal and vertical of the luma block.
  • the most frequently used intra prediction modes or to maintain image quality include Planar, DC, Vertical, Horizontal, and DM modes.
  • the intra prediction mode of the luma block spatially corresponding to the current chroma block is used as the intra prediction mode of the chroma block.
  • the video encoding device can signal to the video decoding device whether the intra prediction mode of the chroma block is DM mode. At this time, there may be several ways to transmit the DM mode to the video decoding device. For example, the video encoding device can indicate whether it is in DM mode by setting intra_chroma_pred_mode, which is information for indicating the intra prediction mode of a chroma block, to a specific value and then transmitting it to the video decoding device.
  • intra_chroma_pred_mode which is information for indicating the intra prediction mode of a chroma block
  • the intra prediction unit 542 of the video decoding device determines the intra prediction mode of the chroma block according to Table 1. IntraPredModeC can be set.
  • intra_chroma_pred_mode and IntraPredModeC which are information related to the intra prediction mode of a chroma block, they are expressed as a chroma intra prediction mode indicator and a chroma intra prediction mode, respectively.
  • lumaIntraPredMode is the intra prediction mode of the luma block corresponding to the current chroma block (hereinafter referred to as 'luma intra prediction mode').
  • lumaIntraPredMode represents one of the prediction modes illustrated in FIG. 3A.
  • lumaIntraPredMode of 18, 50, and 66 indicates the directional modes referred to as horizontal, vertical, and VDIA, respectively.
  • intra_chroma_pred_mode 0, 1, 2, and 3
  • planar, vertical, horizontal, and DC prediction modes are indicated, respectively.
  • the IntraPredModeC value which is the chroma intra prediction mode, is set equal to the lumaIntraPredMode value.
  • the video encoding device determines encoding information in terms of bit rate distortion optimization. Afterwards, the video encoding device encodes them to generate a bitstream and then signals it to the video decoding device. Additionally, the video encoding device can obtain encoding information from a higher level and proceed with the subsequent encoding process.
  • cross-component prediction When performing prediction in a video encoding/decoding device, a method of generating a prediction block of the current block from a color component different from the color component of the target block to be currently encoded and decoded is called cross-component prediction. ) is defined.
  • cross-component prediction is performed using the linear relationship between chroma pixels and corresponding luma pixels to intra-predict the current chroma block, which is called CCLM (Cross-component Linear Model) prediction.
  • CCLM Cross-component Linear Model
  • the video decoding device parses cclm_mode_flag, which indicates whether to use CCLM prediction mode. If cclm_mode_flag is 1 and CCLM mode is used, the video decoding device parses cclm_mode_idx and parses the index of CCLM mode. At this time, depending on the value of cclm_mode_idx, the CCLM mode may indicate one of three modes. On the other hand, when cclm_mode_flag is 0 and CCLM mode is not used, the video decoding device parses intra_chroma_pred_mode indicating intra prediction mode, as described above.
  • Figure 6 is an example diagram showing surrounding pixels referenced for CCLM prediction.
  • the image decoding device determines the area in the luma image corresponding to the current chroma block (hereinafter, 'corresponding luma area').
  • left reference pixels and top reference pixels of the corresponding luma area, and left reference pixels and top reference pixels of the target chroma block may be used.
  • the left reference pixels and the top reference pixels are integrated into reference pixels and surrounding pixels. Or, it is expressed by adjacent pixels.
  • reference pixels of the chroma component are indicated as chroma reference pixels
  • reference pixels of the luma component are indicated as luma reference pixels.
  • the size of the chroma block that is, the number of pixels, is expressed as N ⁇ N (where N is a natural number).
  • a linear model is derived between the reference pixels of the luma area and the reference pixels of the chroma block, and then the linear model is applied to the restored pixels of the corresponding luma area, thereby acting as a predictor of the target chroma block.
  • a prediction block is created. For example, as illustrated in FIG. 6, four pairs of pixels combining pixels in the surrounding pixel line of the current chroma block and pixels in the corresponding luma area can be used to derive a linear model.
  • the image decoding device may derive ⁇ and ⁇ representing a linear model for four pairs of pixels, as shown in Equation 1.
  • X a and X b each represent the average value of the two minimum values and the average value of the two maximum values.
  • Y a and Y b each represent the average value of two minimum values and the average value of two maximum values.
  • the image decoding device generates a predictor pred C (i,j) of the current chroma block from the pixel value rec' L (i,j) of the corresponding luma area using a linear model, as shown in Equation 2. can do.
  • the image decoding device checks whether the size of the corresponding luma area is the same as the size of the current chroma block. If the sizes between the two are different depending on the subsampling method of the chroma channel, the video decoding device can adjust the size of the corresponding luma area to be the same as the size of the current chroma block by applying downsampling to the corresponding luma area.
  • the CCLM mode is divided into three modes: CCLM_LT, CCLM_L, and CCLM_T, depending on the positions of surrounding pixels used in the derivation process of the linear model.
  • the CCLM_LT mode uses two pixels in each direction among the surrounding pixels adjacent to the left and top of the current chroma block.
  • CCLM_L uses 4 pixels from surrounding pixels adjacent to the left of the current chroma block.
  • CCLM_T uses four pixels from among the surrounding pixels adjacent to the top of the current chroma block.
  • Figure 7 is an example diagram showing information that can be used in intra prediction of a chroma channel.
  • the video decoding device may use a method of generating a predictor using information (1) of the corresponding luma area, or a method of generating a predictor using information (2) of the same channel.
  • VVC technology there are various techniques for each method, and these techniques are divided into prediction modes. Additionally, the predictor generation method can be specified by indicating the prediction mode.
  • setting the predictor generation method is described as setting the prediction mode.
  • generating a predictor using information (1) of the corresponding luma area is expressed as 'cross component prediction'
  • the method is expressed as 'cross component prediction mode' or 'cross component prediction method'.
  • generating a predictor using information (2) of the same channel is expressed as 'same-channel prediction', and the method is expressed as 'same-channel prediction mode' or 'same-channel prediction method'.
  • the cross component prediction method using information (1) of the corresponding luma area includes the CCLM mode as described above.
  • a cross component prediction method a method of deriving multiple linear models between the corresponding luma area and the current chroma block and predicting using them, a gradient value (i.e., a change value) based on the pixel value instead of the luma pixel value of the corresponding position ), a method of deriving a linear model using and predicting using it, a method of predicting using many-to-one matching that also uses the luma pixel corresponding to the same position and its surrounding pixel values when predicting one pixel value of the current chroma block, etc. there is.
  • co-channel prediction methods that use information (2) of the same channel include planar, DC, and directional modes.
  • co-channel prediction methods include technologies such as ISP (Intra Sub Partition), MIP (Matrix-weighted Intra Prediction), and MRL (Multiple Reference Line).
  • ISP Intra Sub Partition
  • MIP Microx-weighted Intra Prediction
  • MRL Multiple Reference Line
  • a method of predicting by inferring the directional or non-directional mode from several reference lines around the current block, calculating a weight based on the distance between the pixel in the corresponding luma area and the pixel around the block, and then using this weight to calculate the current A method of predicting by weighting the pixels in a chroma block and the surrounding chroma pixels can also be a co-channel prediction method.
  • This problem of existing technology can be solved by considering surrounding pixel information of the current channel when predicting according to CCLM mode. This means that in addition to using the information in 1, the prediction is performed using the information in 2.
  • this problem of the existing technology can be solved by additionally using luma area information when making predictions using information on surrounding pixels within the same channel (for example, when performing directional or non-directional intra prediction). This means that in addition to using the information in 2, the prediction is performed using the information in 1.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating an intra prediction unit that performs intra prediction of a chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
  • the intra prediction unit 542 in the video decoding device performs first prediction based on CCLM mode.
  • a predictor of the current chroma block is generated by weightedly combining the second predictor additionally generated based on the ruler and the intra prediction mode.
  • the CCLM mode uses information (1) of the corresponding luma area
  • the intra prediction mode uses information (2) of the same channel.
  • the intra prediction unit 542 according to this embodiment includes all or part of an input unit 802, a first predictor generator 804, a second predictor generator 806, and a weighted summer 808. Meanwhile, the intra prediction unit 122 in the video encoding device may also include the same components.
  • the input unit 802 acquires a CCLM mode for CCLM prediction of the current chroma block.
  • the input device 802 may obtain a cross-component prediction mode for cross-component prediction of the current chroma block.
  • the first predictor generator 804 performs CCLM prediction based on CCLM mode to generate a first predictor of the current chroma block.
  • the first predictor generator 804 may generate the first predictor of the current chroma block by performing cross-component prediction based on the cross-component prediction mode.
  • the second predictor generator 806 generates a second predictor of the current chroma block based on an intra prediction mode using neighboring pixels. That is, the second predictor generator 806 generates the second predictor based on the same-channel prediction mode using the same-channel information.
  • the weighted summer 808 generates an intra predictor of the current chroma block by weightedly combining the first predictor and the second predictor using a weight.
  • the image decoding device may weightly combine the first predictor and the second predictor using weights as shown in Equation 3.
  • pred C (i,j) represents the position of the pixel
  • pred C (i,j) represents the intra predictor of the current chroma block
  • pred CCLM (i,j) represents the first predictor
  • pred intra (i,j) represents the second predictor
  • w CCLM (i,j) represents the weight.
  • pred CCLM (i,j) represents a predictor based on CCLM prediction, but may comprehensively represent a predictor based on cross-component prediction.
  • the second predictor and ‘additional predictor’ are used interchangeably. If there are multiple (e.g., n) additional predictors, another pred intra is added to Equation 3, and the weights are also divided and distributed for each additional predictor within 1-w CCLM (i,j). You can.
  • Equation 3 the weight is expressed based on w CCLM , but depending on the embodiment, it may be implemented based on w intra as in Equation 4.
  • the second predictor according to the co-channel prediction mode and the first predictor according to the CCLM mode can be weighted and combined as shown in Equation 4.
  • the predictor according to the co-channel prediction mode may be called the first predictor
  • the predictor according to the CCLM mode may be called the second predictor.
  • the intra prediction mode for generating the first predictor using the same channel information is parsed
  • the CCLM mode for generating the second predictor is inferred using the information in the corresponding luma area. It can be. Therefore, depending on the implementation, it should be understood that the first predictor and the second predictor may include both the cases shown in Equation 3 and Equation 4.
  • the predictor according to the CCLM mode will be referred to as the first predictor
  • the predictor according to the intra prediction mode using surrounding pixel information will be referred to as the second predictor
  • w CCLM shown in Equation 3 is The weight expressed as a standard is used.
  • the CCLM prediction mode for generating the first predictor may be parsed and the intra prediction mode for generating the second predictor may be inferred.
  • the term 'adjacent' refers to the case where two objects are spatially in contact
  • the term 'periphery', including the meaning of 'adjacent' refers to the spatial meaning that one object exists within a certain distance from another object. . If channel information is to be displayed, this is specified in the context.
  • the temporal meaning of 'surrounding' is not separately mentioned, but subsequent realization examples can be realized at corresponding positions in other frames.
  • the video decoding device can independently infer an intra prediction mode using neighboring pixels, or use the prediction mode transmitted on the bitstream by the video encoding device. Additionally, the video decoding device may independently infer a method of weighted combining the first predictor and the second predictor, or use a method transmitted on a bitstream by the video encoding device. Methods for inferring/transmitting the intra prediction mode and methods for inferring/transmitting weights can be combined in various ways. For example, the intra prediction mode can be inferred by a video decoding device, and the weighted combining method can be transmitted through a bitstream. Conversely, the intra prediction mode is transmitted through a bitstream and the weighted combining method can be inferred by the video decoding device. Below, preferred embodiments of these various combinations are described.
  • the video decoding device can set the preset prediction mode as the prediction mode of the second predictor without explicitly receiving a signal about the prediction mode of the second predictor from the video encoding device.
  • the image decoding device may set the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma blocks of the current chroma block, and the value/position/number/up to the current chroma block of the surrounding chroma pixels.
  • at least one prediction mode of the second predictor can be inferred.
  • blocks included in the corresponding luma area are defined as blocks in which all or part of the block is included in the corresponding luma area.
  • the same-channel prediction mode for generating the intra predictor (pred intra ) is parsed, and the predictor (pred CCLM ) using information in the corresponding luma area is parsed.
  • the creation method can be inferred.
  • the video decoding device can set the preset prediction mode as the prediction mode of pred CCLM without explicitly receiving a signal about the prediction mode of pred CCLM from the video encoding device.
  • the image decoding device may use the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the current chroma blocks, the value/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma pixels, and the corresponding Based on at least one information of the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number of blocks included in the luma area and the surrounding blocks, and the value/position/number of luma pixels in and around the corresponding luma area. At least one prediction mode of pred CCLM can be inferred.
  • Examplementation Example 1-1 Setting a predefined prediction mode as the prediction mode of the second predictor
  • the video decoding device sets a predefined prediction mode as the prediction mode of the second predictor (pred intra ).
  • the available prediction mode may be a mode that generates a predictor based on surrounding pixels, such as the 67 intra prediction modes (IPM), matrix-weighted intra prediction (MIP) mode, etc. illustrated in FIG. 3A.
  • IPM intra prediction modes
  • MIP matrix-weighted intra prediction
  • the prediction mode of the second predictor may be Planar mode. Therefore, by applying Equation 3, the image decoding device can generate a predictor of the current chroma block as shown in Equation 5.
  • the prediction mode of each additional predictor may be Planar mode and DC mode. Accordingly, the image decoding device can generate a predictor of the current chroma block as shown in Equation 6.
  • the preset prediction mode is called 'representative mode', which will be explained later.
  • the prediction mode of the second predictor (pred CCLM ) using information of the corresponding luma area may be preset. This mode may be at least one of the cross-component prediction modes described above. At this time, the same-channel prediction mode for generating a predictor using the same-channel information can be parsed.
  • Examplementation Example 1-2 Using restored chroma information around the current chroma block
  • the image decoding device uses a prediction mode derived using information such as the restored chroma information around the current chroma block, that is, the value/position/number/distance to the current chroma block of pixels around the current chroma block, etc. (hereinafter referred to as 'representative mode') is set as the prediction mode of the second predictor.
  • 'representative mode' is set as the prediction mode of the second predictor.
  • the number of representative modes derived by the video decoding device depends on the number of additional predictors that are weighted.
  • the representative mode setting method according to this implementation can be applied when the second predictor is pred CCLM or pred intra .
  • the derivation of the representative mode for the case where the second predictor is pred intra is described.
  • the video decoding device can use one of the following methods as a method for deriving the representative mode.
  • the prediction mode with the highest intensity among prediction modes derived from the values of surrounding pixels of the current chroma block using an edge detection filter may be set as the representative mode.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD (Decoder-side Intra Mode Derivation) technology as follows.
  • DIMD Decoder-side Intra Mode Derivation
  • a 'surrounding chroma pixel area' is set including pixels surrounding the current chroma block.
  • the peripheral chroma pixel area may be set in various ways depending on the embodiment other than the example in FIG. 9.
  • the video decoding device applies an edge detection filter such as a Sobel filter, Prewitt filter, Robert cross filter, etc. to the determined surrounding chroma pixel area, as shown in the example of FIG. 9.
  • the video decoding device calculates the gradient for each pixel in the region and replaces it with the directional mode of intra prediction.
  • the video decoding device may derive the intensity (I) for the corresponding directional mode based on the size of the gradient value and then generate an intensity histogram by accumulating the intensities for each directional mode as shown in the example of FIG. 10.
  • I IPM represents the intensity of each directional mode.
  • the video decoding device may use mode 19, which is the directional mode with the highest intensity in the histogram illustrated in FIG. 10, as a representative mode.
  • the directional modes with the next highest intensity after mode 19 in the histogram can be used as representative modes in order of size.
  • a representative mode can be derived by specifying priorities.
  • a priority a determined order such as ⁇ horizontal mode, vertical mode, mode 66, ... ⁇ , ascending order, or descending order may be used. For example, when priority is given in descending order. , In the example of Figure 11, the index of mode 22 is greater than that of mode 21, so mode 22 has a higher priority. Therefore, the video decoding device can derive mode 22 as the representative mode.
  • the representative mode can be inferred according to predefined rules.
  • the video decoding device divides the surrounding pixels into surrounding chroma pixel areas on the left and top of the current chroma block, as shown in the example of FIG.
  • the directional mode with the highest intensity can be used as the representative mode.
  • the image decoding device uses mode 19 derived from the histogram illustrated in FIG. 13A and the example illustrated in FIG. 13B.
  • Mode 22 derived from the histogram can be used as a representative mode.
  • this implementation may be limited to the case where the second predictor is pred intra according to Equation 3.
  • the distortion of each prediction mode can be compared using information on surrounding pixels of the current chroma block, and then the prediction mode with the smallest distortion can be set as the representative mode.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode from template-based intra prediction mode derivation (TIMD) technology as follows.
  • the surrounding chroma pixel area of the current chroma block is set as shown in the example in FIG. 14.
  • the image decoding device generates a predictor of the surrounding chroma pixel area by performing prediction for each prediction mode candidate using the surrounding pixels on the left and top of the corresponding area. In the example of FIG.
  • the surrounding pixels referred to when generating the predictor are limited to neighboring pixels adjacent to the set peripheral chroma pixel area, but in addition, neighboring pixels slightly distant from the set area may be used. Additionally, the surrounding chroma pixel area may be set in various ways depending on the embodiment.
  • prediction mode candidates may be prediction modes that generate a predictor based on surrounding pixels, such as IPM (Intra Prediction Mode) or MIP mode. Additionally, when the second predictor is pred CCLM , the prediction mode candidates may be one of the cross-component prediction modes, which may be a prediction mode that generates a predictor based on information in the corresponding luma area.
  • the image decoding device calculates the distortion (D) between the predictor of the surrounding chroma pixel area according to each prediction mode candidate and the restored pixel values of the area.
  • various image similarity measurement methods such as Mean Square Error (MSE), Sum of Absolute Differences (SAD), and Sum of Absolute Transformed Differences (SATD) may be used.
  • MSE Mean Square Error
  • SAD Sum of Absolute Differences
  • SATD Sum of Absolute Transformed Differences
  • the video decoding device uses the prediction mode with the smallest distortion among prediction mode candidates as the representative mode. For example, when a distortion (D IPM ) histogram is generated for prediction mode candidates as shown in the example of FIG. 15, mode 50 has the smallest distortion. Therefore, the video decoding device can use mode 50 as a representative mode.
  • the selection criteria for the representative mode are replaced in order of increasing distortion size, and then the first method described above can be equally applied.
  • the representative mode can be derived using various methods in addition to the two examples described above.
  • 16A and 16B are flowcharts showing an intra prediction method of a current chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video decoding device parses cclm_mode_idx (S1600). By parsing the index cclm_mode_idx, obtain the CCLM mode to apply to the current chroma block. Alternatively, the video decoding device can parse the index and obtain a cross-component prediction mode to apply to the current chroma block. Meanwhile, cclm_mode_idx or cross component prediction mode can be determined by the video encoding device in terms of optimizing encoding efficiency.
  • the video decoding device generates the first predictor (pred CCLM ) by performing the existing getCclmPred() function using the parsed CCLM mode as input (S1602).
  • the video decoding device may generate a first predictor using the parsed cross-component prediction mode as an input.
  • the video decoding device performs the getExtraIntraMode() function to infer the representative mode (S1604).
  • the getExtraIntraMode() function is called 'representative mode derivation function' or 'derivation function' for short.
  • the video decoding device generates a second predictor (pred intra ) by using the representative mode as an input and performing the existing getIntraPred() function (S1606).
  • the image decoding device generates a predictor (pred C ) of the current chroma block by weighting the first predictor and the second predictor (S1608).
  • the video decoding device parses intra_chroma_pred_mode (S1620). By parsing the index intra_chroma_pred_mode, obtain the intra prediction mode to apply to the current chroma block. Meanwhile, intra_chroma_pred_mode may be determined by the video encoding device in terms of optimizing encoding efficiency.
  • the video decoding device generates the first predictor (pred intra ) by performing the existing getIntraPred() function using the parsed intra mode as input (S1622).
  • the video decoding device performs the getExtraIntraMode() function to infer the representative mode (S1624).
  • the video decoding device generates a second predictor (pred CCLM ) by using the representative mode as an input and performing the existing getCclmPred() function (S1626).
  • the image decoding device generates a predictor (pred C ) of the current chroma block by weighting the first predictor and the second predictor (S1628).
  • getExtraIntraMode() which infers the representative mode according to the various representative mode derivation methods of Realization Example 1-2
  • the derivation function getExtraIntraMode() can be implemented in various ways.
  • the operation of getExtraIntraMode() will be described based on the example of FIG. 16A, but can be equally described based on the example of FIG. 16B.
  • the upper-left pixel coordinates (x0, y0), width, and height of the current chroma block can be provided as basic input to getExtraIntraMode(), which implements this implementation.
  • the derivation function sets the surrounding chroma pixel area from which to derive the representative mode based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block.
  • the derivation function creates an intensity histogram as follows.
  • the derivation function generates an intensity histogram in the form of a list with a length equal to the number of preset directional mode candidates and then initializes it to 0.
  • the derivation function positions the filter within the surrounding chroma pixel area according to the size of the preset filter and derives the slope value and intensity of the pixel area whose positions overlap with the filter.
  • the derivation function replaces the slope value with the directional mode index.
  • the derivation function uses the directional mode index as the position index in the histogram list and accumulates the derived intensity at that position.
  • the derivation function moves the center position of the filter and repeats the above operation until all points that can be the center position of the filter within the surrounding chroma pixel area are searched.
  • the derivation function derives the position index with the largest intensity value from the intensity histogram, and then outputs the directional mode index corresponding to the position index as the representative mode.
  • the derivation function sets the surrounding chroma pixel area from which to derive the representative mode based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block and selects the range of reference pixels to predict the set area.
  • the derivation function creates a distortion histogram as follows.
  • the derivation function groups a preset prediction mode candidate and the distortion of that mode into a pair, sets up a vector-shaped distortion histogram with this as each component, and then initializes the distortion of all candidates to 0.
  • the derivation function generates a predictor of the surrounding chroma pixel area from reference pixels using the prediction mode candidate, which is the first component in the vector.
  • the derivation function uses a preset image similarity comparison measurement method to calculate the distortion value between the generated predictor and the restored pixel values of the surrounding chroma pixel area.
  • the derivation function updates the second component in the vector with the derived distortion value.
  • the derivation function repeats the above operation for all prediction mode candidates in the vector.
  • the derivation function outputs the prediction mode paired with the smallest distortion value from the distortion histogram as the representative mode.
  • the operation of the derivation function getExtraIntraMode() as described above regarding the two types of representative mode derivation methods describes the case of generating one representative mode. If multiple representative modes are created, the derived function can be expanded by additionally entering numExtraMode, the number of representative modes.
  • the representative mode inferred by getExtraIntraMode() may be the same type of prediction mode as the existing predictor's prediction mode, or the representative mode may not be inferred at all. In this case, the prediction mode with the next priority can be used as the representative mode in the inference process. Alternatively, the representative mode may be inferred using another inference method, or a preset mode may be used as the representative mode.
  • the image decoding device stores the deconstructed information inside and around the luma area (hereinafter, 'corresponding luma area') corresponding to the current chroma block, that is, inside and around the corresponding luma area.
  • the prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') derived using information such as the value/position/number of pixels around the pixels is set as the prediction mode of the second predictor (pred intra ).
  • the number of representative modes derived by the video decoding device depends on the number of second predictors that are weighted.
  • a prediction mode eg, CCLM mode
  • the video decoding device can use one of the following methods as a method for deriving the representative mode.
  • the most dominant prediction mode among prediction modes derived from the values of pixels in and around the corresponding luma area using an edge detection filter can be set as the representative mode.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD technology.
  • a specific area among the pixels in the corresponding luma area is set as a 'luma pixel area'.
  • a specific area among the pixels in the corresponding luma area is set as the 'luma pixel area', but in addition, the luma pixel area can be set in various ways depending on the embodiment, including pixels surrounding the corresponding luma area. .
  • the video decoding device may derive one or more representative modes in the same manner as the first method of deriving the representative mode in Realization Example 1-2.
  • the prediction mode with the smallest distortion can be set as the representative mode.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in TIMD technology.
  • a luma pixel area is set including pixels in the corresponding luma area and surrounding pixels.
  • the video decoding device generates a predictor by performing prediction for each prediction mode candidate using surrounding pixels on the left and top of the corresponding area.
  • the surrounding pixels referred to when generating the predictor are limited to neighboring pixels adjacent to the set luma pixel area, but in addition, neighboring pixels slightly distant from the set area may be used.
  • the luma pixel area is limited to pixels within the corresponding luma area, but the luma pixel area can be set in various ways depending on the embodiment, including both pixels within the corresponding luma area and surrounding pixels. .
  • the video decoding device may derive one or more representative modes in the same manner as the second method of deriving the representative mode in Realization Example 1-2.
  • the representative mode can be derived using various methods in addition to the two examples described above.
  • the example of FIG. 16A may show the process of generating the final predictor in this implementation.
  • the derivation function getExtraIntraMode() which infers the representative mode according to the various representative mode derivation methods of Realization Examples 1-3, can be implemented in various ways.
  • the upper left pixel coordinates (x0, y0), width, and height of the current chroma block can be provided as basic input to getExtraIntraMode(), which implements this implementation.
  • the derivation function sets the luma pixel area from which the representative mode is derived from the pixels inside the corresponding luma area and the surrounding pixels based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block.
  • the derivation function creates an intensity histogram as follows.
  • the derivation function generates an intensity histogram in the form of a list with a length equal to the number of preset directional mode candidates and then initializes it to 0.
  • the derivation function positions the filter within the luma pixel area according to the size of the preset filter and derives the slope value and intensity of the pixel area whose positions overlap with the filter.
  • the derivation function replaces the slope value with the directional mode index.
  • the directional mode index is used as the position index in the histogram list to accumulate the derived intensity at that position.
  • the derivation function moves the center position of the filter and repeats the above operation until all points that can be the center position of the filter within the luma pixel area are searched.
  • the derivation function derives the position index with the largest intensity value from the intensity histogram, and then outputs the directional mode index corresponding to the position index as the representative mode.
  • the derivation function sets the luma pixel area to derive the representative mode from the pixels inside the corresponding luma area and the surrounding pixels based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block and predicts the set area. Select the range of reference pixels for this purpose.
  • the derivation function creates a distortion histogram as follows.
  • the derivation function groups a preset prediction mode candidate and the distortion of that mode into a pair, sets up a vector-shaped distortion histogram with this as each component, and then initializes the distortion of all candidates to 0.
  • the derivation function generates a predictor of the luma pixel area from reference pixels using the prediction mode candidate, which is the first component in the vector.
  • the derivation function uses a preset image similarity comparison measurement method to calculate the distortion value between the generated predictor and the restored pixel values of the luma pixel area.
  • the derivation function updates the second component in the vector with the derived distortion value.
  • the derivation function repeats the above operation for all prediction mode candidates in the vector.
  • the derivation function outputs the prediction mode paired with the smallest distortion value from the distortion histogram as the representative mode.
  • the operation of the derivation function getExtraIntraMode() as described above regarding the two types of representative mode derivation methods describes the case of generating one representative mode. If multiple representative modes are created, the derived function can be expanded by additionally entering numExtraMode, the number of representative modes.
  • the representative mode inferred by getExtraIntraMode() may be the same type of prediction mode as the existing predictor's prediction mode, or the representative mode may not be inferred at all. In this case, the prediction mode with the next priority can be used as the representative mode in the inference process. Alternatively, the representative mode may be inferred using another inference method, or a preset mode may be used as the representative mode.
  • the video decoding device when generating a plurality of second predictors, uses a prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') to generate each second predictor.
  • 'representative mode' For inference, one of the methods presented in Realization Example 1-1 to Realization Example 1-3 can be selected and used.
  • the image decoding device may infer representative modes using different methods when generating each second predictor.
  • the video decoding device can infer the first representative mode using Realization Example 1-1 and the second representative mode using Realization Example 1-2. .
  • the first representative mode is inferred based on the first method (method of deriving the prediction mode with the largest intensity) in Realization Example 1-2
  • the second representative mode is inferred based on the second method in Realization Example 1-2 ( It can be inferred based on the method of deriving the prediction mode with the smallest distortion.
  • combinations of various inference methods may exist, and as the number of additional predictors increases, more various combinations of inference methods may be used.
  • a method of weightedly combining a second predictor generated based on the representative mode inferred according to Realization Example 1 and a first predictor generated according to existing CCLM prediction based on Equation 3 is described.
  • the video decoding device can be used with a specific weight fixed without being explicitly signaled by the video encoding device.
  • the video decoding device determines the width/height/width/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma blocks of the current chroma block, and the value/position/number/up to the current chroma block of the surrounding chroma pixels.
  • the weight can be inferred.
  • the video decoding device can implement various weighted combining methods by appropriately setting w(i,j) in Equation 3.
  • first predictor predictor based on information (1) of the corresponding luma area
  • second predictor predictor based on information (2) of the same channel. Weighted combination methods are described for the case, but the same methods can also be applied to the case where a plurality of additional predictors exist.
  • Realization Examples 2-1 to 2-5 are methods for setting the same weight for all pixels in the predictor.
  • the weighted combining method for the corresponding implementations is described without considering the influence of pixel coordinates (i,j) in the predictor, as shown in Equation 7.
  • the image decoding device uses a predefined weight w CCLM .
  • the predefined weights include equal weights, higher weights for CCLM predictions (3:1, 7:1,...), or lower weights for CCLM predictions (1:3, 1:7, . ..) can be used.
  • an image decoding device can set equal weights for all predictors.
  • the image decoding device may set a higher weight to the first predictor according to CCLM prediction.
  • Examplementation Example 2-2> Using information from chroma blocks surrounding the current chroma block
  • the image decoding device sets the weight using information such as width/height/area/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma blocks of the current chroma block. Set it.
  • the correlation between the current chroma block and surrounding chroma blocks using a prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') for generating the second predictor (pred intra ) can be quantified.
  • the numerical correlation is referred to as peripheral pixel correlation r C.
  • the video decoding device can set the value of the weight w CCLM using the neighboring pixel correlation r C .
  • the representative mode may be one of the 67 intra prediction modes illustrated in FIG. 3A, as described above.
  • the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes. If the representative mode is all intra prediction modes, prediction modes other than the representative mode may include MIP mode, CCLM mode, etc.
  • a prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') for generating a predictor (pred CCLM ) of the current chroma block, and information on neighboring blocks of the current chroma block are used.
  • the correlation degree r C of the surrounding pixels of the predictor (pred CCLM ) can be inferred.
  • the value of the weight w intra can be set using r C as the degree of correlation between the surrounding pixels.
  • the video decoding device can use one of the following three methods as a method of deriving the peripheral pixel correlation r C.
  • the surrounding chroma blocks considered in the examples of the methods below include blocks adjacent to the current chroma block or blocks that are slightly distant, and the range of the surrounding chroma blocks may be set in various ways depending on the embodiment.
  • r C can be derived by calculating the ratio of neighboring blocks that use the representative mode among neighboring chroma blocks of the current chroma block based on the number of blocks.
  • this ratio may be set to r C.
  • the video decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 10, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
  • the video decoding device may set 3/5 as the weight of the second predictor and 2/5 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 10. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
  • r C can be derived by calculating the ratio of neighboring blocks that use the representative mode among neighboring chroma blocks of the current chroma block based on block area.
  • this ratio may be set to r C.
  • the image decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 11, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
  • the video protection device can set 28/68 as the weight of the second predictor and 40/68 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 11. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
  • r C can be derived based on the ratio of the lengths of the sides adjacent to the current block of neighboring blocks using the representative mode among the lengths of all sides adjacent to the current chroma block and neighboring chroma blocks.
  • this ratio may be set to r C. .
  • the video decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 12, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
  • the image decoding device uses math According to Equation 12, 10/16 can be set as the weight of the second predictor and 6/16 can be set as the weight of the first predictor generated by CCLM mode.
  • the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
  • one intra prediction mode that is, Planar mode
  • the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes.
  • the image decoding device approximates each denominator and numerator in the form of a power of 2 using the operation shown in Equation 13, and then Equation 10 to Equation 10. 12 can be used to derive the relevance of surrounding pixels.
  • the video decoding device may adjust the importance of the neighboring pixel relevance by additionally multiplying the predetermined importance value p. For example, by applying the specific gravity p, the degree of relevance of the surrounding pixels in Equation 10 can be expressed as Equation 14.
  • the image decoder and device can approximate the derived weight to the nearest power of 1/2, such as 1/2, 1/4, or 1/8.
  • the video decoding device divides the weight section between 0 and 1 into equal parts such as 2 parts, 4 parts, 8 parts, etc. or uses a variable partition length, selects the value of the split position as the representative weight value, and then uses the derived weight can be approximated with the closest representative weight value.
  • the weights may be additionally adjusted using various conditional expressions or calculation formulas.
  • Examplementation Example 2-3 Using information on blocks included in the corresponding luma area and their surrounding blocks
  • the image decoding device determines the width/height/area/prediction mode of the blocks included in the luma area (hereinafter, 'corresponding luma area') corresponding to the current chroma block and the surrounding blocks. /Set the weight using information such as aspect ratio/position/number.
  • the numerical correlation is referred to as luma pixel correlation r L.
  • the video decoding device can set the value of the weight w CCLM using the luma pixel correlation r L.
  • the weight of the representative mode can be derived for the prediction mode (e.g., IPM) that generates the predictor based on the surrounding pixel information. .
  • the representative mode may be one of the 67 intra prediction modes illustrated in FIG. 3A, as described above.
  • the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes. If the representative mode is all intra prediction modes, prediction modes other than the representative mode may include MIP mode, CCLM mode, etc.
  • the video decoding device can use one of the following two methods as a method of deriving the luma pixel correlation r L.
  • blocks considered in the examples of the methods below are blocks included in the corresponding luma area, but the range of blocks may be set in various ways depending on the embodiment, including blocks surrounding the corresponding luma area.
  • r L can be derived by calculating the ratio of blocks using the representative mode among blocks included in the corresponding luma area based on the block area.
  • this ratio may be set to r L .
  • the image decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 15, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
  • the video decoding device may set 2/5 as the weight of the second predictor and 3/5 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 15. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
  • r L can be derived by calculating the ratio of blocks using the representative mode among blocks included in the corresponding luma area based on the block area.
  • this ratio may be set to r L .
  • the image decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 16, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
  • the video decoding device can set 96/256 as the weight of the second predictor and 160/256 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 16. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
  • one intra prediction mode that is, Planar mode
  • the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes.
  • the image decoding device approximates each denominator and numerator in the form of a power of 2 using an operation similar to that shown in Equation 13, and then Equation 15 and Equation 16
  • the luma pixel correlation can be derived using .
  • the video decoding device may adjust the proportion of the luma pixel correlation r L by additionally multiplying the predetermined proportion value p.
  • the luma pixel correlation in Equation 15 can be expressed as Equation 17.
  • the video decoding device may approximate the derived weight to the nearest power of 1/2, such as 1/2, 1/4, or 1/8.
  • the video decoding device divides the weight section between 0 and 1 into equal parts such as 2 parts, 4 parts, 8 parts, etc. or uses a variable partition length, selects the value of the split position as the representative weight value, and then uses the derived weight can be approximated with the closest representative weight value.
  • the weights may be additionally adjusted using various conditional expressions or calculation formulas.
  • Examplementation Example 2-4> Using restored chroma information around the current chroma block
  • the image decoding device sets the weight using the restored chroma information around the current chroma block, that is, information such as value/position/number/distance to the current chroma block of pixels around the current chroma block.
  • the restored information around the current chroma block may also include the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of surrounding chroma blocks, etc., but the method using these is Realization Example 2- Depends on 2. Therefore, in this implementation, a method mainly based on information such as value/position/number/distance to the current chroma block of pixels surrounding the current chroma block is described. As described above, the area containing the surrounding pixels of the current chroma block is called the surrounding chroma pixel area.
  • the weight setting method according to this implementation example can be applied when the second predictor is pred CCLM or pred intra .
  • a method for setting weights for the case where the second predictor is pred intra is described.
  • the video decoding device can use one of the following methods to derive weights using the restored chroma information around the current chroma block.
  • the image decoding device calculates prediction modes and intensities derived from the values of pixels surrounding the current chroma block using an edge detection filter, and then makes a second prediction based on the ratio of the intensity of the representative mode among all intensities. It can be set to your own weight.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD technology.
  • This implementation is very similar in operation to the first method of Realization Example 1-2.
  • the prediction mode that can be inferred using the edge detection filter is limited to the directional prediction mode, so this implementation may be limited to the case where the second predictor is pred intra according to Equation 3.
  • the set representative mode is the directional mode
  • intensity histograms are generated for the directional modes as shown in the example of FIG. 24 according to the first method of Realization Example 1-2.
  • the video decoding device can set weights using the intensity of the representative mode from the intensity histogram.
  • representative mode M is assumed to be mode 19.
  • the ratio of the intensity of the representative mode to the total of the intensities in the intensity histogram can be set as the weight, as shown in Equation 18.
  • the weight of the representative mode is set to 25/95.
  • the weight of the representative mode is set to 25/65.
  • the neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block are distributed as shown in the example of FIG. 25.
  • the ratio of the intensity of the representative mode to the total of the intensities of these directional modes is set as the weight. It can be.
  • the weight of the representative mode is set to 25/56.
  • weights can be set using the intensity of the representative mode according to various methods. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
  • the image decoding device calculates the distortion of each prediction mode based on information on surrounding pixels of the current chroma block, and then uses the ratio of the distortion of the representative mode among the total distortion values when setting the weight of the second predictor. You can.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in TIMD technology.
  • This implementation is very similar in operation to the second method of Realization Example 1-2.
  • the video decoding device calculates the distortion value D of the prediction mode candidates according to the second method of Realization Example 1-2, and then calculates the value calculated according to Equation 21 or Equation 22 for each prediction mode candidate as Realization Example 1- Replace with the intensity value used in the first method of 2.
  • the video decoding device can generate an intensity histogram in the same manner as the first method of this implementation and then set weights using it.
  • the ratio of the distortion of the representative mode among the distortion values of the prediction mode candidates is calculated using various methods, and then the weight can be set using this ratio.
  • the image decoding device stores the reconstructed information inside and around the luma area (hereinafter, 'corresponding luma area') corresponding to the current chroma block, that is, the values of pixels inside and around the corresponding luma area.
  • the restored information in and around the corresponding luma area may also include the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number of blocks included in the corresponding luma area and the blocks surrounding them, but the method of utilizing these is It depends on Realization Example 2-3. Therefore, in this implementation, a method mainly based on information such as value/position/number of pixels in and around the corresponding luma area is described.
  • the prediction mode i.e., CCLM mode
  • CCLM mode an area containing pixels within and around the corresponding luma area.
  • the image decoding device may use one of the following methods to derive weights using the reconstructed information in and around the corresponding luma area.
  • the image decoding device calculates prediction modes and intensities derived from the values of pixels in and around the corresponding luma area using an edge detection filter, and then calculates the ratio of the intensity of the representative mode among all intensities. It can be set to the weight of the second predictor.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD technology. This implementation is very similar in operation to the first method of Realization Example 1-3.
  • the set representative mode is the directional mode
  • intensity histograms are generated for the directional modes as shown in the example of FIG. 24 according to the first method of Realization Example 1-3.
  • the video decoding device can set weights using the intensity of the representative mode from the intensity histogram. Thereafter, in the same manner as the first method of Realization Example 2-4, the video decoding device can set the weight using the intensity.
  • the image decoding device calculates the distortion of each prediction mode based on information on pixels in and around the corresponding luma area, and then sets the weight of the second predictor based on the ratio of the distortion of the representative mode among the total distortion values. It is available at the time.
  • the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in TIMD technology.
  • This implementation is very similar in operation to the second method of Realization Examples 1-3.
  • the image decoding device may calculate the distortion value D of the prediction mode candidates according to the second method of Realization Example 1-3, and then set the weight using the same permuted intensity as the second method of Realization Example 2-4. .
  • the video decoding device does not infer information for intra prediction of the current chroma block, but uses information signaled from the video encoding device. That is, information related to the prediction mode of the second predictor, information related to weighted combination, etc. are transmitted from the video encoding device to the video decoding device. Additionally, whether or not this embodiment is applied can be signaled from the video encoding device to the video decoding device.
  • information related to the prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') for generating the second predictor is directly signaled from the video encoding device to the video decoding device.
  • related information includes the number of representative modes, representative mode derivation method, representative mode index, etc.
  • the representative mode number can be signaled as follows.
  • the number of representative modes is preset at a level higher than CU, such as SPS (Sequence Parameter Set)/VPS (Video Parameter Set)/PPS (Picture Parameter Set)/SH (Slice Header)/CTU (Coding Tree Unit), etc. can be set.
  • SPS Sequence Parameter Set
  • VPN Video Parameter Set
  • PPS Physical Parameter Set
  • SH Video Header
  • CTU Coding Tree Unit
  • ccip in the variable name is an abbreviation for Cross 'CCLM Intra Prediction'.
  • ccip is inserted into the variable name of the signal related to this embodiment.
  • the video encoding device encodes a preset number of representative modes, includes them in the bitstream, and signals them to the video decoding device.
  • the video decoding device parses sps_ccip_extra_mode_num in the bitstream. Afterwards, the number of representative modes to be derived when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_extra_mode_num.
  • the number of representative modes may be signaled each time prediction is performed at the CU level.
  • the intra prediction mode parsing process of the chroma channel described above in Table 2 may be changed as shown in the examples in Tables 4 to 6. According to Table 4 or Table 5, the number of representative modes required when predicting each block can be signaled by additionally parsing ccip_extra_mode_num according to the type of prediction mode.
  • ccip_extra_mode_num can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
  • the representative mode derivation method can be signaled as follows. First, the representative mode derivation methods presented in Realization Example 1 can be classified by index as illustrated in Table 7.
  • a representative mode derivation method may be set in advance at a level higher than CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU.
  • CU such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU.
  • the index sps_ccip_mode_infer_idx of the representative mode induction method on SPS may be defined in advance.
  • the video encoding device encodes the index of the predefined representative mode derivation method and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device.
  • the video decoding device parses sps_ccip_mode_infer_idx in the bitstream. Afterwards, the representative mode derivation method to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_mode_infer_idx.
  • the representative mode derivation method may be signaled each time prediction is performed at the CU level.
  • the representative mode derivation method required for predicting each block can be signaled by additionally parsing ccip_mode_infer_idx according to the type of prediction mode, as shown in Table 9 or Table 10.
  • ccip_mode_infer_idx can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
  • the representative mode index can be signaled as follows.
  • a representative mode index may be set in advance at a level higher than CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU.
  • the representative mode index sps_ccip_extra_mode_idx may be defined in advance on the SPS.
  • the video encoding device encodes a predefined representative mode index, includes it in the bitstream, and signals it to the video decoding device.
  • the video decoding device parses sps_ccip_extra_mode_idx in the bitstream. Afterwards, the representative mode to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_extra_mode_idx.
  • the representative mode index may be signaled each time prediction is performed at the CU level.
  • the representative mode index required for prediction of each block can be signaled by additionally parsing ccip_extra_mode_idx according to the type of prediction mode, as shown in Table 13 or Table 14.
  • ccip_extra_mode_idx can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
  • ccip_extra_mode_idx displays 1 index when the number of representative modes is 1. Additionally, ccip_extra_mode_idx can be a list of multiple representative mode indices when multiple representative modes are used.
  • a representative mode derivation method may be signaled while information on the number of representative modes is signaled.
  • a preset number may be used without signaling representative mode number information, and the index of the representative mode may be signaled instead of information on the representative mode derivation method.
  • various prediction methods can be created by selecting various combinations of relevant information to be signaled and related information not to be signaled.
  • Examplementation Example 3-2 Method of signaling information related to weighted combination
  • weighted combining related information is signaled from the video encoding device to the video decoding device.
  • information related to weighted combination includes weighted combination method, weighted combination weight, specific gravity value, etc.
  • the specific gravity value is a value multiplied in the process of calculating the peripheral pixel correlation and the luma pixel correlation in Realization Examples 2-2 and 2-3.
  • the weighted combination method can be signaled as follows. First, the weighted combination methods presented in Realization Example 2 can be classified by index as illustrated in Table 16.
  • a weighted combination method may be set in advance at a level higher than CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU.
  • CU such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU.
  • the index sps_ccip_weight_calc_mode_idx of the weighted combination method on SPS may be defined in advance.
  • the video encoding device encodes the index of a predefined weighted combination method and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device.
  • the video decoding device parses sps_ccip_weight_calc_mode_idx in the bitstream. Afterwards, the weighted combination method to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_weight_calc_mode_idx.
  • the weighted combination method may be signaled each time prediction is performed at the CU level.
  • the weighted combination method to be used when predicting each block can be signaled by additionally parsing ccip_weight_calc_mode_idx according to the type of prediction mode, as shown in Table 18 or Table 19.
  • ccip_weight_calc_mode_idx can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
  • the weights of the weighted combination can be signaled as follows.
  • the weight of the weighted combination may be set in advance at a level higher than the CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU.
  • the weight sps_ccip_pred_weight of the weighted combination may be defined in advance on the SPS.
  • the video encoding device encodes the weight of the predefined weighted combination and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device.
  • the video decoding device parses sps_ccip_pred_weight in the bitstream. Afterwards, the weighted combination method to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_pred_weight.
  • the weight of the weighted combination may be signaled each time prediction is performed at the CU level.
  • the intra prediction mode parsing process of the chroma channel by additionally parsing ccip_pred_weight according to the type of prediction mode, as shown in Table 22 or Table 23, the grouping method of pixels in the block required for prediction of each block can be signaled.
  • ccip_pred_weight can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
  • ccip_pred_weight represents one weight for the first predictor (or second predictor) when the number of representative modes is one. Additionally, when ccip_pred_weight uses multiple representative modes, the number of weights constituting the list may increase depending on the number of representative modes.
  • the weight value multiplied in the calculation process of peripheral pixel correlation and luma pixel correlation can also be signaled in the same manner as the weighted combination weight.
  • the specific gravity value can be signaled by changing ccip_pred_weight to ccip_relativity_importance in Tables 21 to 24.
  • SPS/ Flags may be set in advance at a level higher than CU, such as VPS/PPS/SH/CTU.
  • a flag sps_ccip_mode_flag indicating use of an improved predictor on SPS may be defined in advance.
  • the video encoding device encodes a flag indicating the use of a predefined improved predictor and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device.
  • a combination of Realization Example 3-1 and Realization Example 3-2 is possible. For example, if it is determined that the present invention is applied by signaling whether the present invention is applied, the methods of Realization Example 3-1 and Realization Example 3-2 can then be applied.
  • whether or not the present invention is applicable may be signaled at a low level. That is, application of the present invention can be determined using ccip_mode_flag at the CU level. If ccip_mode_flag is 0, the video decoding device does not apply the present invention, and if ccip_mode_flag is 1, the video decoding device may generate a final predictor by weightedly combining the first predictor and the second predictor.
  • the video decoding device can parse ccip_mode_flag as shown in Tables 26 and 27, depending on the type of prediction mode.
  • ccip_mode_flag may be parsed regardless of the type of prediction mode.
  • the representative mode according to the present invention may be a co-channel prediction mode that generates a predictor using information (2) of the same channel.
  • the representative mode according to the present invention may be a cross-component prediction mode that generates a predictor using information (1) of the corresponding luma area. .
  • 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

Abstract

Disclosed are a video coding method and device using improved cross-component linear model (CCLM) prediction, and the present embodiment provides a video coding method and device, wherein, in intra prediction of a current chroma block, a first predictor of the current chroma block is generated according to CCLM prediction, a second predictor of the current chroma block is additionally generated on the basis of pre-reconstructed neighboring pixels, and then the weights of the first predictor and the second predictor are combined.

Description

개선된 크로스 컴포넌트 선형 모델 예측을 이용하는 비디오 코딩을 위한 방법 및 장치Method and apparatus for video coding using improved cross-component linear model prediction
본 개시는 개선된 크로스 컴포넌트 선형 모델 예측을 이용하는 비디오 코딩방법 및 장치에 관한 것이다.This disclosure relates to a video coding method and apparatus using improved cross-component linear model prediction.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다. The content described below simply provides background information related to the present invention and does not constitute prior art.
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. 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.
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. Therefore, typically, 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. These 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.
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.However, the size, resolution, and frame rate of the image are gradually increasing, and the amount of data that needs to be encoded is also increasing accordingly, so a new compression technology with better coding efficiency and higher picture quality improvement effect than the existing compression technology is required.
일반적으로, 부호화 대상 영상은 여러 모양과 크기의 코딩 유닛(Coding Unit, CU)으로 분할(partitioning)된 후, CU 단위로 부호화된다. 트리 구조는 이러한 CU 단위의 분할을 규정하는 정보를 나타내며, 영상의 분할 형태를 지시하기 위해 부호화기로부터 복호화기로 전달될 수 있다. CU들로 분할 시, 루마 영상과 크로마 영상은 각각 독립적으로 분할될 수 있다. 또는, 루마 신호와 크로마 신호가 동일한 구조의 CU들로 분할될 수 있다. 이때, 루마 신호와 크로마 신호가 서로 다른 분할구조를 갖는 기술을 CST(Chroma Separate Tree) 기술 또는 이중 트리(dual tree) 기술이라고 한다. CST 기술이 사용되는 경우, 크로마 블록은 루마 블록과 다른 분할 방법을 가질 수 있다. 또한, 루마 신호와 크로마 신호가 서로 동일한 분할구조를 갖는 기술을 단일 트리(single tree) 기술이라 한다. 단일 트리 기술이 사용되는 경우, 크로마 블록은 루마 블록과는 동일한 분할 방법을 갖는다.Generally, an image to be encoded is partitioned into coding units (CUs) of various shapes and sizes and then encoded in units of CUs. The tree structure represents information defining the division of these CU units, and can be transmitted from the encoder to the decoder to indicate the division type of the image. When dividing into CUs, the luma image and chroma image can be divided independently. Alternatively, the luma signal and the chroma signal may be divided into CUs of the same structure. At this time, the technology in which the luma signal and the chroma signal have different division structures is called CST (Chroma Separate Tree) technology or dual tree technology. If CST technology is used, the chroma block may have a different partitioning method than the luma block. Additionally, a technology in which luma signals and chroma signals have the same division structure is called single tree technology. When the single tree technique is used, the chroma block has the same partitioning method as the luma block.
한편, 크로마 신호의 화소와 그에 대응하는 루마 신호의 화소 간에는 선형적 관계가 존재한다. 따라서, 이러한 선형적 관계에 기초하여 루마 신호의 화소들로부터 크로마 신호의 인트라 예측자를 생성할 수 있는 종래의 기술로서 CCLM(Cross-Component Linear Model) 예측이 존재한다. 현재 크로마 블록의 인트라 예측을 위해, CCLM 예측은 먼저 루마 영상 내에서 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 영역을 확정한다. 이후, CCLM 예측은 현재 크로마 블록의 주변 화소 라인에 있는 화소들과 대응하는 루마 화소들 간의 선형 모델을 도출한다. 최종적으로 CCLM 예측은 도출된 선형 모델을 이용하여 대응 루마 영역의 화소값으로부터 현재 크로마 블록의 예측자(predictor)를 생성한다. Meanwhile, there is a linear relationship between the pixels of the chroma signal and the corresponding pixels of the luma signal. Therefore, Cross-Component Linear Model (CCLM) prediction exists as a conventional technology that can generate an intra predictor of a chroma signal from pixels of the luma signal based on this linear relationship. For intra prediction of the current chroma block, CCLM prediction first determines the luma area corresponding to the current chroma block within the luma image. Afterwards, CCLM prediction derives a linear model between the pixels in the surrounding pixel lines of the current chroma block and the corresponding luma pixels. Finally, CCLM prediction uses the derived linear model to generate a predictor of the current chroma block from the pixel value of the corresponding luma area.
CCLM 예측에서는, 전술한 바와 같이, 선형 모델의 유도를 위해 현재 크로마 블록의 주변 화소들이 이용되나, 예측자의 생성 시에는 기복원된 주변 화소들이 이용되지 않는다는 문제가 존재한다. 따라서, 현재 크로마 블록의 인트라 예측 시 화질 개선 및 부호화 효율 향상을 위해, CCLM 예측을 활용함에 있어서, 기복원된 주변 화소들을 추가로 이용하는 방법이 고려될 필요가 있다.In CCLM prediction, as described above, neighboring pixels of the current chroma block are used to derive a linear model, but there is a problem in that the restored neighboring pixels are not used when generating a predictor. Therefore, when using CCLM prediction to improve picture quality and improve coding efficiency during intra prediction of the current chroma block, a method of additionally using the reconstructed neighboring pixels needs to be considered.
본 개시는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 있어서 CCLM(Cross-Component Linear Model) 예측의 예측 성능을 개선하기 위해, CCLM 예측에 따라 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하고, 기복원된 주변 화소들에 기초하여 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 추가로 생성한 후, 제1 예측자와 제2 예측자를 가중 결합하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다. In order to improve the prediction performance of CCLM (Cross-Component Linear Model) prediction in intra prediction of the current chroma block, the present disclosure generates a first predictor of the current chroma block according to CCLM prediction and replaces the restored surrounding pixels. The purpose is to provide a video coding method and device for additionally generating a second predictor of the current chroma block based on and then weightedly combining the first predictor and the second predictor.
본 개시의 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측방법에 있어서, 상기 현재 크로마 블록에 대해 크로스 컴포넌트(cross-component) 예측을 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 복호화하는 단계, 여기서, 상기 크로스 컴포넌트 예측은, 상기 현재 크로마 블록 및 대응 루마 영역에 대해 상기 대응 루마 영역의 화소들을 이용하여 상기 현재 크로마 블록을 예측함; 상기 크로스 컴포넌트 예측모드에 기초하여 상기 크로스 컴포넌트 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하는 단계; 주변 크로마 화소 영역의 기복원된 정보로부터 대표모드(representative mode)를 유추하는 단계, 여기서, 상기 주변 크로마 화소 영역은, 상기 현재 크로마 블록의 주변의 화소들을 포함하고, 상기 기복원된 정보는, 상기 주변 크로마 화소 영역의 화소들의 값, 상기 화소들의 위치, 및 상기 화소들의 개수를 포함함; 상기 대표모드에 기초하여 상기 현재 크로마 블록의 주변 화소들을 이용하는 인트라 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 생성하는 단계; 상기 제1 예측자 및 상기 제2 예측자에 대해 가중치를 유도하는 단계; 및 상기 가중치를 이용하여 상기 제1 예측자와 상기 제2 예측자를 가중합하여, 상기 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인트라 예측방법을 제공한다. According to an embodiment of the present disclosure, in an intra prediction method of a current chroma block performed by an image decoding apparatus, the step of decoding a cross-component prediction mode for cross-component prediction for the current chroma block, Here, the cross component prediction predicts the current chroma block using pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area; generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on the representative mode; deriving weights for the first predictor and the second predictor; and generating an intra predictor of the current chroma block by performing a weighted sum of the first predictor and the second predictor using the weight.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측방법에 있어서, 상기 현재 크로마 블록에 대해 크로스 컴포넌트(cross-component) 예측을 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 결정하는 단계, 여기서, 상기 크로스 컴포넌트 예측은, 상기 현재 크로마 블록 및 대응 루마 영역에 대해 상기 대응 루마 영역의 화소들을 이용하여 상기 현재 크로마 블록을 예측함; 상기 크로스 컴포넌트 예측모드에 기초하여 상기 크로스 컴포넌트 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하는 단계; 주변 크로마 화소 영역의 기복원된 정보로부터 대표모드(representative mode)를 유추하는 단계, 여기서, 상기 주변 크로마 화소 영역은, 상기 현재 크로마 블록의 주변의 화소들을 포함하고, 상기 기복원된 정보는, 상기 주변 크로마 화소 영역의 화소들의 값, 상기 화소들의 위치, 및 상기 화소들의 개수를 포함함; 상기 대표모드에 기초하여 상기 현재 크로마 블록의 주변 화소들을 이용하는 인트라 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 생성하는 단계; 상기 제1 예측자 및 상기 제2 예측자에 대해 가중치를 유도하는 단계; 및 상기 가중치를 이용하여 상기 제1 예측자와 상기 제2 예측자를 가중합하여, 상기 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인트라 예측방법을 제공한다. According to another embodiment of the present disclosure, in an intra prediction method of a current chroma block performed by an image encoding device, the step of determining a cross-component prediction mode for cross-component prediction for the current chroma block. , where the cross component prediction predicts the current chroma block using pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area; generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on the representative mode; deriving weights for the first predictor and the second predictor; and generating an intra predictor of the current chroma block by performing a weighted sum of the first predictor and the second predictor using the weight.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은, 현재 크로마 블록에 대해 크로스 컴포넌트(cross-component) 예측을 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 결정하는 단계, 여기서, 상기 크로스 컴포넌트 예측은, 상기 현재 크로마 블록 및 대응 루마 영역에 대해 상기 대응 루마 영역의 화소들을 이용하여 상기 현재 크로마 블록을 예측함; 상기 크로스 컴포넌트 예측모드에 기초하여 상기 크로스 컴포넌트 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하는 단계; 주변 크로마 화소 영역의 기복원된 정보로부터 대표모드(representative mode)를 유추하는 단계, 여기서, 상기 주변 크로마 화소 영역은, 상기 현재 크로마 블록의 주변의 화소들을 포함하고, 상기 기복원된 정보는, 상기 주변 크로마 화소 영역의 화소들의 값, 상기 화소들의 위치, 및 상기 화소들의 개수를 포함함; 상기 대표모드에 기초하여 상기 현재 크로마 블록의 주변 화소들을 이용하는 인트라 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 생성하는 단계; 상기 제1 예측자 및 상기 제2 예측자에 대해 가중치를 유도하는 단계; 및 상기 가중치를 이용하여 상기 제1 예측자와 상기 제2 예측자를 가중합하여, 상기 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록매체를 제공한다. .According to another embodiment of the present disclosure, a computer-readable recording medium stores a bitstream generated by an image encoding method, wherein the image encoding method includes cross-component prediction for a current chroma block. determining a component prediction mode, wherein the cross-component prediction predicts the current chroma block using pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area; generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on the representative mode; deriving weights for the first predictor and the second predictor; and generating an intra predictor of the current chroma block by performing a weighted sum of the first predictor and the second predictor using the weight. .
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 있어서, CCLM 예측에 따라 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하고, 기복원된 주변 화소들에 기초하여 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 추가로 생성한 후, 제1 예측자와 제2 예측자를 가중 결합하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공함으로써, CCLM 예측의 예측 성능을 개선하는 것이 가능해지는 효과가 있다.As described above, according to this embodiment, in intra prediction of the current chroma block, a first predictor of the current chroma block is generated according to CCLM prediction, and a second predictor of the current chroma block is generated based on the reconstructed neighboring pixels. By providing a video coding method and device for additionally generating predictors and then weight combining the first predictor and the second predictor, it is possible to improve the prediction performance of CCLM prediction.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.3A and 3B are diagrams showing a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.Figure 4 is an example diagram of neighboring blocks of the current block.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.Figure 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
도 6은 CCLM 예측을 위해 참조하는 주변 화소를 나타내는 예시도이다. Figure 6 is an example diagram showing surrounding pixels referenced for CCLM prediction.
도 7은 크로마 채널의 인트라 예측에서 이용할 수 있는 정보를 나타내는 예시도이다.Figure 7 is an example diagram showing information that can be used in intra prediction of a chroma channel.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 크로마 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 나타내는 예시도이다.FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating an intra prediction unit that performs intra prediction of a chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 주변 크로마 화소 영역을 나타내는 예시도이다. Figure 9 is an exemplary diagram showing a peripheral chroma pixel area according to an embodiment of the present disclosure.
도 10 및 도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, 방향성 모드별 인텐시티 히스토그램을 나타내는 예시도이다.10 and 11 are exemplary diagrams showing intensity histograms for each directional mode, according to an embodiment of the present disclosure.
도 12는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 주변 크로마 화소 영역을 나타내는 예시도이다. Figure 12 is an exemplary diagram showing a peripheral chroma pixel area according to another embodiment of the present disclosure.
도 13a 및 도 13b는 본 개시의 다른 실시예에 따른, 방향성 모드별 인텐시티 히스토그램을 나타내는 예시도이다.13A and 13B are exemplary diagrams showing intensity histograms for each directional mode according to another embodiment of the present disclosure.
도 14는 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 주변 크로마 화소 영역을 나타내는 예시도이다.Figure 14 is an exemplary diagram showing a peripheral chroma pixel area according to another embodiment of the present disclosure.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 방향성 모드별 왜곡 히스토그램을 나타내는 예시도이다. Figure 15 is an exemplary diagram showing a distortion histogram for each directional mode, according to an embodiment of the present disclosure.
도 16a 및 도 16b는 본 개시의 일 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 인트라 예측 방법을 나타내는 순서도이다.16A and 16B are flowcharts showing an intra prediction method of a current chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른, 대응 루마 영역 내의 루마 화소 영역을 나타내는 예시도이다.Figure 17 is an exemplary diagram showing a luma pixel area within a corresponding luma area, according to an embodiment of the present disclosure.
도 18은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 루마 화소 영역을 나타내는 예시도이다.Figure 18 is an exemplary diagram showing a luma pixel area according to another embodiment of the present disclosure.
도 19 내지 도 21은 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 현재 크로마 블록의 주변 블록들과 예측모드들의 분포를 나타내는 예시도이다. 19 to 21 are exemplary diagrams showing the distribution of neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block, according to another embodiment of the present disclosure.
도 22 및 도 23은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 대응 루마 영역에 포함된 블록들과 예측모드들의 분포를 나타내는 예시도이다. Figures 22 and 23 are exemplary diagrams showing the distribution of blocks and prediction modes included in the corresponding luma area, according to another embodiment of the present disclosure.
도 24는 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 방향성 모드별 인텐시티 히스토그램을 나타내는 예시도이다.Figure 24 is an example diagram showing an intensity histogram for each directional mode according to another embodiment of the present disclosure.
도 25는 본 개시의 또다른 실시예에 따른, 현재 크로마 블록의 주변 블록들과 예측모드들의 분포를 나타내는 예시도이다. Figure 25 is an example diagram showing the distribution of neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block, according to another embodiment of the present disclosure.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the exemplary drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that identical components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present embodiments, the detailed description will be omitted.
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.1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure. Hereinafter, the video encoding device and its sub-configurations will be described with reference to the illustration in FIG. 1.
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.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).
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.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.
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. One image (video) 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. Additionally, 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.
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. 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.
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. 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.
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. 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. there is. For example, a QuadTree plus BinaryTree (QTBT) structure may be used, or a QuadTree plus BinaryTree TernaryTree (QTBTTT) structure may be used. Here, BTTT may be combined and referred to as MTT (Multiple-Type Tree).
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
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.As shown in Figure 2, 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. For example, there may be two directions in which the block of the node is divided: horizontally and vertically. As shown in Figure 2, when MTT splitting begins, a second flag (mtt_split_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.
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.Alternatively, prior to encoding the first flag (QT_split_flag) indicating whether each node is split into four nodes of the lower layer, 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.
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.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. Meanwhile, there may be an additional type that divides the block of the corresponding node into two asymmetric blocks. 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.
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.A CU can have various sizes depending on the QTBT or QTBTTT division from the CTU. Hereinafter, the block corresponding to the CU (i.e., leaf node of QTBTTT) to be encoded or decoded is referred to as the 'current block'. Depending on the adoption of QTBTTT partitioning, the shape of the current block may be rectangular as well as square.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다. 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.
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.In general, each current block in a picture can be coded predictively. Typically, 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.
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.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. There are multiple intra prediction modes depending on the prediction direction. For example, as shown in FIG. 3A, 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.
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.For efficient directional prediction of the rectangular-shaped current block, 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”. In Figure 3b, 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. For example, wide-angle intra prediction modes with angles smaller than 45 degrees (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, and 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.
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.The intra prediction unit 122 can determine the intra prediction mode to be used to encode the current block. In some examples, 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.
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.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.
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.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. Typically, 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.
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.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. When such adaptive motion vector resolution (AMVR) is applied, 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.
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.Meanwhile, the inter prediction unit 124 may perform inter prediction using bi-prediction. In the case of 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. Here, reference picture list 0 may be composed of pictures before the current picture in display order among the restored pictures, and reference picture list 1 may be composed of pictures after the current picture in display order among the restored pictures. there is. However, it is not necessarily limited to this, and in terms of display order, 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.
움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. Various methods can be used to minimize the amount of bits required to encode motion information.
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.For example, if the reference picture and motion vector of the current block are the same as the reference picture and motion vector of the neighboring block, 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’.
머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다. In the 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.
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. As shown in FIG. 4, 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. 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 may be used as a merge candidate. For example, 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.
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.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.
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. 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.
이하, 머지 모드와 머지 스킵 모드를 통칭하여, 머지/스킵 모드로 나타낸다. Hereinafter, merge mode and merge skip mode are collectively referred to as merge/skip mode.
움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.Another method for encoding motion information is AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) mode.
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. In AMVP mode, 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. For example, 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.
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. 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.
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.The predicted motion vector can be obtained by applying a predefined function (eg, median, average value calculation, etc.) to the predicted motion vector candidates. In this case, the video decoding device also knows the predefined function. In addition, since 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.
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.Meanwhile, the predicted motion vector may be determined by selecting one of the predicted motion vector candidates. In this case, 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.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.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.
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. 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. Alternatively, 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. Here, 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). In this case, 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. do. In addition, 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.
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. Meanwhile, the transformation unit 140 can separately perform transformation on the residual block in the horizontal and vertical directions. For transformation, various types of transformation functions or transformation matrices can be used. For example, 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.
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. 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.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.The rearrangement unit 150 may rearrange coefficient values for the quantized residual values.
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.The rearrangement unit 150 can change a two-dimensional coefficient array into a one-dimensional coefficient sequence using coefficient scanning. For example, 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. . Depending on the size of the transformation unit and the intra prediction mode, 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.
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. 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. A bitstream is created by encoding the sequence.
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.In addition, 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. In addition, 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) is encoded. Additionally, the entropy encoding unit 155 encodes information related to quantization, that is, information about quantization parameters and information about the quantization matrix.
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.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.
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.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.
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.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. .
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.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. In comparison, 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.
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.The restored block filtered through the deblocking filter 182, SAO filter 184, and ALF 186 is stored in the memory 190. When all blocks in one picture are reconstructed, the reconstructed picture can be used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded later.
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.Figure 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure. Hereinafter, the video decoding device and its sub-configurations will be described with reference to FIG. 5.
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. 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).
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.Like the video encoding device of FIG. 1, 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.
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.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.
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. 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.
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.For example, when dividing a CTU using the QTBTTT structure, first extract 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, extract the second flag (MTT_split_flag) and split direction (vertical / horizontal) and/or split type (binary / ternary) information related to the split of MTT and split the corresponding leaf node into MTT. Split into structures. Accordingly, each node below the leaf node of QT is recursively divided into a BT or TT structure.
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. As another example, when splitting a CTU using the QTBTTT structure, first extract the CU split flag (split_cu_flag) indicating whether to split the CU, and if the corresponding block is split, extract the first flag (QT_split_flag). It may be possible. During the division process, 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.
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.As another example, when dividing a CTU using the QTBT structure, 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.
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.Meanwhile, when 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. When prediction type information indicates intra prediction, the entropy decoder 510 extracts syntax elements for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block. When 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.
또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.Additionally, 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.
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.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).
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. 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.
역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.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.
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.In addition, 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.
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.In addition, when MTS is applied, 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.
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.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, and the inter prediction unit 544 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.
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.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.
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.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.
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.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.
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. 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.
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.The restored block filtered through the deblocking filter 562, SAO filter 564, and ALF 566 is stored in the memory 570. When all blocks in one picture are reconstructed, the reconstructed picture is later used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded.
본 실시예는 이상에서 설명한 바와 같은 영상(비디오)의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 있어서, CCLM 예측에 따라 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하고, 기복원된 주변 화소들에 기초하여 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 추가로 생성한 후, 제1 예측자와 제2 예측자를 가중 결합하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공한다.This embodiment relates to encoding and decoding of images (videos) as described above. More specifically, in intra prediction of the current chroma block, a first predictor of the current chroma block is generated according to CCLM prediction, and a second predictor of the current chroma block is additionally generated based on the reconstructed neighboring pixels. , Provides a video coding method and device for weightedly combining a first predictor and a second predictor.
이하의 실시예들은 영상 부호화 장치(video encoding device) 내 인트라 예측부(122)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치(video decoding device) 내 인트라 예측부(542)에 의해 수행될 수 있다. The following embodiments may be performed by the intra prediction unit 122 in a video encoding device. Additionally, it may be performed by the intra prediction unit 542 in a video decoding device.
영상 부호화 장치는, 현재블록의 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 예측과 관련된 시그널링 정보를 복호화할 수 있다. The video encoding device may generate signaling information related to this embodiment in terms of bit rate distortion optimization when predicting 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 prediction of the current block from the bitstream using the entropy decoding unit 510.
이하의 설명에서, 부호화/복호화하고자 하는 '대상블록(target block)'이라는 용어는 전술한 바와 같은 현재블록 또는 코딩 유닛(Coding Unit, CU)과 동일한 의미로 사용될 수 있고, 또는 코딩 유닛의 일부 영역을 의미할 수도 있다.In the following description, the term 'target block' to be encoded/decoded may be used in the same sense as the current block or coding unit (CU) as described above, or a partial region of the coding unit. It may mean.
이하, 대상블록은 루마 성분을 포함하는 루마 블록, 및 크로마 성분을 포함하는 크로마 블록을 포함한다. 대상블록의 크로마 블록을 대상 크로마 블록 또는 현재 크로마 블록으로 표현한다. 대상블록의 루마 블록을 대상 루마 블록 또는 현재 루마 블록으로 표현한다. Hereinafter, the target block includes a luma block including a luma component and a chroma block including a chroma component. The chroma block of the target block is expressed as the target chroma block or the current chroma block. The luma block of the target block is expressed as the target luma block or the current luma block.
또한, 블록의 종횡비(aspect ratio)는 블록의 가로의 길이를 세로의 길이로 나눈 값으로 정의한다.Additionally, the aspect ratio of a block is defined as the horizontal length of the block divided by the vertical length.
I. CCLM(Cross-component Linear Model) 예측I. CCLM (Cross-component Linear Model) prediction
VVC 기술에 있어서, 루마 블록의 인트라 예측모드는, 도 3a에 예시된 바와 같이, 비방향성 모드(즉, Planar 및 DC) 외에, 세분화된 방향성 모드(즉, 2 내지 66)를 갖는다. 또한, 도 3b의 예시에 추가된 바와 같이, 루마 블록의 인트라 예측모드는 광각 인트라 예측에 따른 방향성 모드(-14 내지 -1 및 67 내지 80)를 갖는다. In the VVC technology, the intra prediction mode of the luma block has fine-grained directional modes (i.e., 2 to 66) in addition to the undirectional modes (i.e., Planar and DC), as illustrated in FIG. 3A. Additionally, as added to the example of FIG. 3B, the intra prediction mode of the luma block has directional modes (-14 to -1 and 67 to 80) according to wide-angle intra prediction.
한편, 루마 블록이 이용하는 예측 방향에 따라 크로마 블록도 이러한 세분화된 방향성 모드의 인트라 예측을 제한적으로 이용할 수 있다. 다만, 크로마 블록의 인트라 예측에서는, 수평 및 수직 방향 이외에 루마 블록이 이용할 수 있는 다양한 방향성 모드가 항상 이용될 수는 없다. 이러한 다양한 방향성 모드를 이용할 수 있으려면, 현재 크로마 블록의 예측모드가 DM 모드로 설정되어야 한다. 이렇게 DM 모드로 설정함으로써, 현재 크로마 블록이 루마 블록의 수평 및 수직이 아닌 다른 방향성 모드를 이용할 수 있다. Meanwhile, depending on the prediction direction used by the luma block, the chroma block can also use intra prediction in this granular directional mode to a limited extent. However, in intra prediction of a chroma block, various directional modes other than the horizontal and vertical directions that the luma block can use cannot always be used. To be able to use these various directional modes, the prediction mode of the current chroma block must be set to DM mode. By setting it to DM mode in this way, the current chroma block can use an orientation mode other than the horizontal and vertical of the luma block.
크로마 블록의 부호화 시, 사용빈도가 높거나 화질 유지를 위하여 가장 기본적으로 이용하는 인트라 예측모드는 Planar, DC, 수직(Vertical), 수평(Horizontal), 및 DM 모드를 포함한다. 이때, DM 모드에서는, 현재 크로마 블록과 공간적으로 대응하는 루마 블록의 인트라 예측모드가 크로마 블록의 인트라 예측모드로 이용된다. When encoding a chroma block, the most frequently used intra prediction modes or to maintain image quality include Planar, DC, Vertical, Horizontal, and DM modes. At this time, in DM mode, the intra prediction mode of the luma block spatially corresponding to the current chroma block is used as the intra prediction mode of the chroma block.
영상 부호화 장치는 영상 복호화 장치에게 크로마 블록의 인트라 예측모드가 DM 모드인지 여부를 시그널링할 수 있다. 이때, 영상 복호화 장치로 DM 모드를 전달하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 크로마 블록의 인트라 예측모드를 지시(indication)하기 위한 정보인 intra_chroma_pred_mode를 특정값으로 설정한 후, 영상 복호화 장치로 전송함으로 DM 모드인지 여부를 지시할 수 있다. The video encoding device can signal to the video decoding device whether the intra prediction mode of the chroma block is DM mode. At this time, there may be several ways to transmit the DM mode to the video decoding device. For example, the video encoding device can indicate whether it is in DM mode by setting intra_chroma_pred_mode, which is information for indicating the intra prediction mode of a chroma block, to a specific value and then transmitting it to the video decoding device.
크로마 블록이 인트라 예측모드로 부호화된 경우, 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(542)는, 표 1에 따라 크로마 블록의 인트라 예측모드 IntraPredModeC를 설정(set)할 수 있다.When the chroma block is encoded in intra prediction mode, the intra prediction unit 542 of the video decoding device determines the intra prediction mode of the chroma block according to Table 1. IntraPredModeC can be set.
이하, 크로마 블록의 인트라 예측모드와 관련된 정보인 intra_chroma_pred_mode와 IntraPredModeC를 구별하기 위해, 각각 크로마 인트라 예측모드 지시자 및 크로마 인트라 예측모드로 표현한다.Hereinafter, in order to distinguish intra_chroma_pred_mode and IntraPredModeC, which are information related to the intra prediction mode of a chroma block, they are expressed as a chroma intra prediction mode indicator and a chroma intra prediction mode, respectively.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000001
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여기서, lumaIntraPredMode는 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 블록의 인트라 예측모드(이하, '루마 인트라 예측모드')이다. lumaIntraPredMode는 도 3a에 예시된 예측모드들 중의 하나를 나타낸다. 예를 들어, 표 1에서, lumaIntraPredMode = 0은 Planar 예측모드를, lumaIntraPredMode = 1은 DC 예측모드를 가리킨다. lumaIntraPredMode가 18, 50 및 66의 경우는 각각 수평, 수직 및 VDIA로 지칭되는 방향성 모드를 나타낸다. 한편, intra_chroma_pred_mode = 0, 1, 2 및 3인 경우는 각각 Planar, 수직, 수평 및 DC 예측모드를 지시한다. intra_chroma_pred_mode = 4인 경우가 DM 모드로서, 크로마 인트라 예측모드인 IntraPredModeC 값은 lumaIntraPredMode 값과 동일하게 설정된다.Here, lumaIntraPredMode is the intra prediction mode of the luma block corresponding to the current chroma block (hereinafter referred to as 'luma intra prediction mode'). lumaIntraPredMode represents one of the prediction modes illustrated in FIG. 3A. For example, in Table 1, lumaIntraPredMode = 0 indicates Planar prediction mode, and lumaIntraPredMode = 1 indicates DC prediction mode. lumaIntraPredMode of 18, 50, and 66 indicates the directional modes referred to as horizontal, vertical, and VDIA, respectively. Meanwhile, when intra_chroma_pred_mode = 0, 1, 2, and 3, planar, vertical, horizontal, and DC prediction modes are indicated, respectively. The case of intra_chroma_pred_mode = 4 is the DM mode, and the IntraPredModeC value, which is the chroma intra prediction mode, is set equal to the lumaIntraPredMode value.
이하, 본 실시예는 영상 복호화 장치에 의한 부호화 정보의 파싱을 중심으로 기술된다. 다만, 설명의 편의상 필요한 경우, 영상 부호화 장치를 언급하기로 한다. 그럼에도, 이하에 기술된 대부분의 실시예들은 영상 부호화 장치에도 동일하거나 유사하게 적용될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치는 비트율 왜곡 최적화 측면에서 부호화 정보를 결정한다. 이후, 영상 부호화 장치는 이들을 부호화하여 비트스트림을 생성한 후, 영상 복호화 장치로 시그널링한다. 또한, 영상 부호화 장치는 상위 단계로부터 부호화 정보를 획득하여 이후의 부호화 과정을 진행할 수 있다. Hereinafter, this embodiment will be described focusing on the parsing of encoded information by the video decoding device. However, for convenience of explanation, if necessary, the video encoding device will be mentioned. Nevertheless, most of the embodiments described below can be applied equally or similarly to video encoding devices. Meanwhile, the video encoding device determines encoding information in terms of bit rate distortion optimization. Afterwards, the video encoding device encodes them to generate a bitstream and then signals it to the video decoding device. Additionally, the video encoding device can obtain encoding information from a higher level and proceed with the subsequent encoding process.
영상 부호화/복호화 장치에서 예측을 수행함에 있어, 현재 부호화 및 복호화하고자 하는 대상블록의 색상 성분(color component)과 상이한 색상 성분으로부터 현재블록의 예측블록을 생성하는 방법을 크로스 컴포넌트 예측(cross-component prediction)이라고 정의한다. VVC 기술에서는, 현재 크로마 블록을 인트라 예측하기 위해 크로마 화소들과 대응 루마 화소들 간의 선형적 관계를 이용하여 크로스 컴포넌트 예측을 수행하는데, 이를 CCLM(Cross-component Linear Model) 예측이라 한다. 이하, CCLM 예측에 대해 기술한다.When performing prediction in a video encoding/decoding device, a method of generating a prediction block of the current block from a color component different from the color component of the target block to be currently encoded and decoded is called cross-component prediction. ) is defined. In VVC technology, cross-component prediction is performed using the linear relationship between chroma pixels and corresponding luma pixels to intra-predict the current chroma block, which is called CCLM (Cross-component Linear Model) prediction. Below, CCLM prediction is described.
먼저, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측모드를 파싱하는 과정은 표 2에 나타낸 바와 같다.First, the process of parsing the intra prediction mode of the current chroma block performed by the video decoding device is shown in Table 2.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000002
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영상 복호화 장치는 CCLM 예측모드의 사용 여부를 지시하는 cclm_mode_flag를 파싱한다. 만약 cclm_mode_flag가 1로서 CCLM 모드를 사용하는 경우, 영상 복호화 장치는 cclm_mode_idx를 파싱하여 CCLM 모드의 인덱스를 파싱한다. 이때, cclm_mode_idx의 값에 따라, CCLM 모드는 세 가지 모드 중 하나가 지시될 수 있다. 반면 cclm_mode_flag가 0으로서 CCLM 모드를 사용하지 않는 경우, 영상 복호화 장치는, 전술한 바와 같이, 인트라 예측모드를 지시하는 intra_chroma_pred_mode를 파싱한다.The video decoding device parses cclm_mode_flag, which indicates whether to use CCLM prediction mode. If cclm_mode_flag is 1 and CCLM mode is used, the video decoding device parses cclm_mode_idx and parses the index of CCLM mode. At this time, depending on the value of cclm_mode_idx, the CCLM mode may indicate one of three modes. On the other hand, when cclm_mode_flag is 0 and CCLM mode is not used, the video decoding device parses intra_chroma_pred_mode indicating intra prediction mode, as described above.
도 6은 CCLM 예측을 위해 참조하는 주변 화소를 나타내는 예시도이다.Figure 6 is an example diagram showing surrounding pixels referenced for CCLM prediction.
현재 크로마 블록의 인트라 예측을 위해 CCLM 모드가 적용된 경우, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 영상 내의 영역(이하, '대응 루마 영역')을 확정한다. 선형 모델의 예측을 위해 대응 루마 영역의 좌측 참조 화소들과 상단 참조 화소들, 및 대상 크로마 블록의 좌측 참조 화소들과 상단 참조 화소들이 이용될 수 있다. 이하, 좌측 참조 화소들과 상단 참조 화소들을 통합하여 참조 화소들, 주변 화소들. 또는 인접 화소들로 표현한다. 또한, 크로마 성분의 참조 화소들을 크로마 참조 화소들로 나타내고, 루마 성분의 참조 화소들을 루마 참조 화소들로 나타낸다. 한편, 도 6의 예시에서, 크로마 블록의 크기, 즉 화소의 개수는 N×N(여기서, N은 자연수)으로 나타낸다. When the CCLM mode is applied for intra prediction of the current chroma block, the image decoding device determines the area in the luma image corresponding to the current chroma block (hereinafter, 'corresponding luma area'). For prediction of a linear model, left reference pixels and top reference pixels of the corresponding luma area, and left reference pixels and top reference pixels of the target chroma block may be used. Hereinafter, the left reference pixels and the top reference pixels are integrated into reference pixels and surrounding pixels. Or, it is expressed by adjacent pixels. Additionally, reference pixels of the chroma component are indicated as chroma reference pixels, and reference pixels of the luma component are indicated as luma reference pixels. Meanwhile, in the example of FIG. 6, the size of the chroma block, that is, the number of pixels, is expressed as N×N (where N is a natural number).
CCLM 예측에서는, 루마 영역의 참조 화소들과 크로마 블록의 참조 화소들 간의 선형 모델을 유도한 후, 대응 루마 영역의 복원 화소들에 해당 선형 모델을 적용함으로써, 대상 크로마 블록의 예측자(predictor)인 예측블록이 생성된다. 예컨대, 도 6에 예시된 바와 같이, 현재 크로마 블록의 주변 화소 라인에 있는 화소들과 그에 대응하는 루마 영역에 있는 화소들이 결합된 네 쌍 화소들이 선형 모델의 유도에 이용될 수 있다. 영상 복호화 장치는, 네 쌍의 화소들에 대해 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 선형 모델을 표현하는 α, β를 유도할 수도 있다.In CCLM prediction, a linear model is derived between the reference pixels of the luma area and the reference pixels of the chroma block, and then the linear model is applied to the restored pixels of the corresponding luma area, thereby acting as a predictor of the target chroma block. A prediction block is created. For example, as illustrated in FIG. 6, four pairs of pixels combining pixels in the surrounding pixel line of the current chroma block and pixels in the corresponding luma area can be used to derive a linear model. The image decoding device may derive α and β representing a linear model for four pairs of pixels, as shown in Equation 1.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000003
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여기서, 네 쌍의 화소들 중 대응 루마 화소들에 대해 Xa, Xb 각각은 2 개 최솟값의 평균값, 및 2 개 최댓값의 평균값을 나타낸다. 또한, 크로마 화소들에 대해 Ya, Yb 각각은 2 개 최솟값의 평균값, 및 2 개 최댓값의 평균값을 나타낸다. 이후, 영상 복호화 장치는, 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 선형 모델을 이용하여 대응 루마 영역의 화소값 rec'L(i,j)로부터 현재 크로마 블록의 예측자 predC(i,j)를 생성할 수 있다. Here, for the corresponding luma pixels among the four pairs of pixels, X a and X b each represent the average value of the two minimum values and the average value of the two maximum values. Additionally, for chroma pixels, Y a and Y b each represent the average value of two minimum values and the average value of two maximum values. Afterwards, the image decoding device generates a predictor pred C (i,j) of the current chroma block from the pixel value rec' L (i,j) of the corresponding luma area using a linear model, as shown in Equation 2. can do.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000004
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선형 모델을 적용하기에 앞서, 영상 복호화 장치는 대응 루마 영역의 크기와 현재 크로마 블록의 크기 간의 동일 여부를 확인한다. 크로마 채널의 서브샘플링 방식에 따라 양자 간의 크기가 상이한 경우, 영상 복호화 장치는 대응 루마 영역에 다운샘플링을 적용함으로써, 현재 크로마 블록의 크기와 동일하여지도록 대응 루마 영역의 크기를 조절할 수 있다. Before applying the linear model, the image decoding device checks whether the size of the corresponding luma area is the same as the size of the current chroma block. If the sizes between the two are different depending on the subsampling method of the chroma channel, the video decoding device can adjust the size of the corresponding luma area to be the same as the size of the current chroma block by applying downsampling to the corresponding luma area.
한편, 전술한 바와 같이, CCLM 모드는 선형 모델의 유도 과정에 사용하는 주변 화소들의 위치에 따라 CCLM_LT, CCLM_L, 및 CCLM_T의 세 가지 모드로 구분된다. CCLM_LT 모드는, 도 6에 예시된 바와 같이, 현재 크로마 블록의 좌측과 상단에 인접한 주변 화소들 중 각 방향에서 2 개의 화소들을 이용한다. CCLM_L은 현재 크로마 블록의 좌측에 인접한 주변 화소들 중에서 4 개의 화소들을 이용한다. 마지막으로, CCLM_T는 현재 크로마 블록의 상단에 인접한 주변 화소들 중에서 4 개의 화소들을 이용한다.Meanwhile, as described above, the CCLM mode is divided into three modes: CCLM_LT, CCLM_L, and CCLM_T, depending on the positions of surrounding pixels used in the derivation process of the linear model. As illustrated in FIG. 6, the CCLM_LT mode uses two pixels in each direction among the surrounding pixels adjacent to the left and top of the current chroma block. CCLM_L uses 4 pixels from surrounding pixels adjacent to the left of the current chroma block. Lastly, CCLM_T uses four pixels from among the surrounding pixels adjacent to the top of the current chroma block.
II. 본 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 인트라 예측II. Intra prediction of current chroma block according to this embodiment
도 7은 크로마 채널의 인트라 예측에서 이용할 수 있는 정보를 나타내는 예시도이다.Figure 7 is an example diagram showing information that can be used in intra prediction of a chroma channel.
영상 복호화 장치는 크로마 채널의 인트라 예측을 위해, 대응 루마 영역의 정보(①)를 사용하여 예측자를 생성하는 방법, 또는 동일 채널의 정보(②)를 사용하여 예측자를 생성하는 방법을 이용할 수 있다. VVC 기술에서는, 각 방법에 대해 다양한 기법들이 존재하는데, 이러한 기법들이 예측모드로 구분된다. 또한, 예측모드를 지시함으로써 예측자 생성 방법이 지정될 수 있다. 이하, 예측자 생성 방법을 설정하는 것을 예측모드를 설정하는 것으로 기술한다. 이하, 대응 루마 영역의 정보(①)를 사용하여 예측자를 생성하는 것을 '크로스 컴포넌트 예측'으로 표현하고, 그 방법을 '크로스 컴포넌트 예측모드' 또는 '크로스 컴포넌트 예측방법'으로 표현한다. 또한, 동일 채널의 정보(②)를 사용하여 예측자를 생성하는 것을 '동일채널 예측'으로 표현하고, 그 방법을 '동일채널 예측모드' 또는 '동일채널 예측방법'으로 표현한다. For intra prediction of the chroma channel, the video decoding device may use a method of generating a predictor using information (①) of the corresponding luma area, or a method of generating a predictor using information (②) of the same channel. In VVC technology, there are various techniques for each method, and these techniques are divided into prediction modes. Additionally, the predictor generation method can be specified by indicating the prediction mode. Hereinafter, setting the predictor generation method is described as setting the prediction mode. Hereinafter, generating a predictor using information (①) of the corresponding luma area is expressed as 'cross component prediction', and the method is expressed as 'cross component prediction mode' or 'cross component prediction method'. In addition, generating a predictor using information (②) of the same channel is expressed as 'same-channel prediction', and the method is expressed as 'same-channel prediction mode' or 'same-channel prediction method'.
예컨대, VVC 기술에서 크로마 채널의 인트라 예측 방법 중 대응 루마 영역의 정보(①)를 사용하는 크로스 컴포넌트 예측방법으로는 전술한 바와 같은, CCLM 모드가 있다. 이 외에도, 크로스 컴포넌트 예측방법으로는, 대응 루마 영역과 현재 크로마 블록 간의 다수의 선형 모델을 유도하고 이들을 이용하여 예측하는 방법, 대응 위치의 루마 화소 값 대신 화소 값에 기반한 그래디언트 값(즉, 변화값)을 사용하여 선형 모델을 유도하고 이를 이용해 예측하는 방법, 현재 크로마 블록의 화소 값 하나를 예측할 때 동일 위치에 대응하는 루마 화소와 그 주변 화소 값들도 이용하는 다대일 매칭을 사용하여 예측하는 방법 등이 있다. For example, among the intra prediction methods of the chroma channel in VVC technology, the cross component prediction method using information (①) of the corresponding luma area includes the CCLM mode as described above. In addition, as a cross component prediction method, a method of deriving multiple linear models between the corresponding luma area and the current chroma block and predicting using them, a gradient value (i.e., a change value) based on the pixel value instead of the luma pixel value of the corresponding position ), a method of deriving a linear model using and predicting using it, a method of predicting using many-to-one matching that also uses the luma pixel corresponding to the same position and its surrounding pixel values when predicting one pixel value of the current chroma block, etc. there is.
한편, 크로마 채널의 인트라 예측 방법 중 동일 채널의 정보(②)를 사용하는 동일채널 예측방법으로는 Planar, DC, 방향성 모드 등이 있다. 이 외에도, 동일채널 예측방법으로는 ISP(Intra Sub Partition), MIP(Matrix-weighted Intra Prediction), MRL(Multiple Reference Line) 등의 기술이 있다. 또한, 현재블록 주변의 여러 참조 라인들에서 방향성 또는 비방향성 모드를 유추하여 예측하는 방법, 대응 루마 영역 내 화소와 해당 블록 주변 화소와의 거리에 기반하여 가중치 산정한 후, 이 가중치를 이용하여 현재 크로마 블록 내 화소와 주변 크로마 화소를 가중합하여 예측하는 방법 등도 동일채널 예측방법이 될 수 있다.Meanwhile, among intra prediction methods for chroma channels, co-channel prediction methods that use information (②) of the same channel include planar, DC, and directional modes. In addition, co-channel prediction methods include technologies such as ISP (Intra Sub Partition), MIP (Matrix-weighted Intra Prediction), and MRL (Multiple Reference Line). In addition, a method of predicting by inferring the directional or non-directional mode from several reference lines around the current block, calculating a weight based on the distance between the pixel in the corresponding luma area and the pixel around the block, and then using this weight to calculate the current A method of predicting by weighting the pixels in a chroma block and the surrounding chroma pixels can also be a co-channel prediction method.
한편, CCLM 예측과 같이 크로마 블록에 대응하는 루마 영역의 정보를 사용해 크로마 블록의 예측자를 생성하는 경우, 예측자 생성 과정에서 현재 크로마 블록의 주변 화소들의 정보가 사용되지 않는다는 문제가 있다. 이는 종래의 기술에서는 대응 루마 영역의 정보(①)와 동일 채널의 정보(②) 중, 오직 하나만을 사용하여 예측자를 생성하기 때문이다. 또한, 크로마 채널 서브샘플링 방식에 따라 대응 루마 영역의 정보(①)가 현재 채널 내 주변 화소들과 같은 동일 채널의 정보(②)에 비해 중요도가 떨어질 가능성도 존재한다. 이에 따라, CCLM 모드로 생성된 예측자와 인접한 주변 화소들 간에 불연속성이 발생할 수 있다. 이러한 기존 기술의 문제는 CCLM 모드에 따른 예측 시 현재 채널의 주변 화소 정보를 고려함으로써 해결될 수 있다. 이는 ①의 정보를 사용하는 것에 추가하여 ②의 정보까지 사용하여 예측을 수행하는 것이다. 또는, 이러한 기존 기술의 문제는 동일 채널 내의 주변 화소 정보를 사용한 예측 시(예를 들어, 방향성 또는 비방향성 인트라 예측수행 시), 루마 영역의 정보까지 추가로 사용함으로써 해결될 수 있다. 이는 ②의 정보를 사용하는 것에 추가하여 ①의 정보까지 사용하여 예측을 수행하는 것이다.Meanwhile, when generating a predictor of a chroma block using information in the luma area corresponding to the chroma block, such as in CCLM prediction, there is a problem that information on surrounding pixels of the current chroma block is not used during the predictor generation process. This is because in the conventional technology, a predictor is generated using only one of the information of the corresponding luma area (①) and the information of the same channel (②). In addition, depending on the chroma channel subsampling method, there is a possibility that the information (①) of the corresponding luma area may be less important than the information (②) of the same channel, such as surrounding pixels in the current channel. Accordingly, discontinuity may occur between the predictor generated in CCLM mode and adjacent surrounding pixels. This problem of existing technology can be solved by considering surrounding pixel information of the current channel when predicting according to CCLM mode. This means that in addition to using the information in ①, the prediction is performed using the information in ②. Alternatively, this problem of the existing technology can be solved by additionally using luma area information when making predictions using information on surrounding pixels within the same channel (for example, when performing directional or non-directional intra prediction). This means that in addition to using the information in ②, the prediction is performed using the information in ①.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 크로마 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 나타내는 예시도이다. FIG. 8 is an exemplary diagram illustrating an intra prediction unit that performs intra prediction of a chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
전술한 바와 같은 대응 루마 영역의 정보와 동일 채널의 정보 중 하나만을 사용함에 따른 문제점에 대처하기 위해, 본 실시예에 따른 영상 복호화 장치 내 인트라 예측부(542)는 CCLM 모드에 기초하는 제1 예측자와 인트라 예측모드에 기초하여 추가적으로 생성된 제2 예측자를 가중 결합하여 현재 크로마 블록의 예측자를 생성한다. 여기서, CCLM 모드는 대응 루마 영역의 정보(①)를 사용하고, 인트라 예측모드는 동일 채널의 정보(②)를 사용한다. 본 실시예에 따른 인트라 예측부(542)는 입력기(802), 제1 예측자 생성기(804), 제2 예측자 생성기(806), 및 가중합기(808)의 전부 또는 일부를 포함한다. 한편, 영상 부호화 장치 내 인트라 예측부(122)도 동일한 구성요소들을 포함할 수 있다. In order to cope with the problem of using only one of the information of the corresponding luma area and the information of the same channel as described above, the intra prediction unit 542 in the video decoding device according to this embodiment performs first prediction based on CCLM mode. A predictor of the current chroma block is generated by weightedly combining the second predictor additionally generated based on the ruler and the intra prediction mode. Here, the CCLM mode uses information (①) of the corresponding luma area, and the intra prediction mode uses information (②) of the same channel. The intra prediction unit 542 according to this embodiment includes all or part of an input unit 802, a first predictor generator 804, a second predictor generator 806, and a weighted summer 808. Meanwhile, the intra prediction unit 122 in the video encoding device may also include the same components.
본 실시예에 따른 입력기(802)는 현재 크로마 블록의 CCLM 예측을 위한 CCLM 모드를 획득한다. 또는, 입력기(802)는 현재 크로마 블록의 크로스 컴포넌트 예측을 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 획득할 수 있다. The input unit 802 according to this embodiment acquires a CCLM mode for CCLM prediction of the current chroma block. Alternatively, the input device 802 may obtain a cross-component prediction mode for cross-component prediction of the current chroma block.
제1 예측자 생성기(804)는 CCLM 모드에 기초하는 CCLM 예측을 수행하여 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성한다. 또는, 제1 예측자 생성기(804)는 크로스 컴포넌트 예측모드에 기초하는 크로스 컴포넌트 예측을 수행하여 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성할 수 있다. The first predictor generator 804 performs CCLM prediction based on CCLM mode to generate a first predictor of the current chroma block. Alternatively, the first predictor generator 804 may generate the first predictor of the current chroma block by performing cross-component prediction based on the cross-component prediction mode.
제2 예측자 생성기(806)는 주변 화소들을 사용하는 인트라 예측모드에 기초하여 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 생성한다. 즉, 제2 예측자 생성기(806)는 동일 채널 정보를 이용하는 동일채널 예측모드에 기초하여 제2 예측자를 생성한다. The second predictor generator 806 generates a second predictor of the current chroma block based on an intra prediction mode using neighboring pixels. That is, the second predictor generator 806 generates the second predictor based on the same-channel prediction mode using the same-channel information.
가중합기(808)은 가중치를 이용하여 제1 예측자와 제2 예측자를 가중 결합함으로써, 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 생성한다. The weighted summer 808 generates an intra predictor of the current chroma block by weightedly combining the first predictor and the second predictor using a weight.
이때, 영상 복호화 장치는 제1 예측자와 제2 예측자를 수학식 3에 나타낸 바와 같이 가중치를 이용하여 가중 결합할 수 있다. At this time, the image decoding device may weightly combine the first predictor and the second predictor using weights as shown in Equation 3.
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여기서, (i,j)는 화소의 위치를 나타내고, predC(i,j)는 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 나타낸다. predCCLM(i,j)는 제1 예측자를 나타내고, predintra(i,j)는 제2 예측자를 나타내며, wCCLM(i,j)은 가중치를 나타낸다. 전술한 바와 같이, predCCLM(i,j)는 CCLM 예측에 따른 예측자를 나타내나, 포괄적으로 크로스 컴포넌트 예측에 따른 예측자를 나타낼 수 있다. Here, (i,j) represents the position of the pixel, and pred C (i,j) represents the intra predictor of the current chroma block. pred CCLM (i,j) represents the first predictor, pred intra (i,j) represents the second predictor, and w CCLM (i,j) represents the weight. As described above, pred CCLM (i,j) represents a predictor based on CCLM prediction, but may comprehensively represent a predictor based on cross-component prediction.
이하, 제2 예측자와 '추가 예측자(additional predictor)'를 호환적으로 사용한다. 다수의(예컨대, n 개의) 추가 예측자들이 존재하는 경우, 수학식 3에 또다른 predintra가 추가되고, 가중치도 1-wCCLM(i,j) 내에서 각 추가 예측자별로 분할되어 분배될 수 있다. Hereinafter, the second predictor and ‘additional predictor’ are used interchangeably. If there are multiple (e.g., n) additional predictors, another pred intra is added to Equation 3, and the weights are also divided and distributed for each additional predictor within 1-w CCLM (i,j). You can.
한편, 수학식 3에서는 가중치가 wCCLM을 기준으로 표현되나, 실시예에 따라 수학식 4와 같이 wintra를 기반으로 구현될 수도 있다.Meanwhile, in Equation 3, the weight is expressed based on w CCLM , but depending on the embodiment, it may be implemented based on w intra as in Equation 4.
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동일채널 예측모드에 따른 제2 예측자와 CCLM 모드에 따른 제1 예측자가 수학식 4와 같이 가중결합될 수 있다. 수학식 4에서, 동일채널 예측모드에 따른 예측자를 제1 예측자로 명칭하고, CCLM 모드에 따른 예측자를 제2 예측자로 명칭할 수도 있다. 이때, 도 8에 예시된 바와 유사하게, 동일 채널 정보를 이용하여 제1 예측자를 생성하기 위한 인트라 예측모드는 파싱되고, 대응 루마 영역의 정보를 이용하여 제2 예측자를 생성하기 위한 CCLM 모드가 유추될 수 있다. 따라서, 실현예에 의존적으로, 제1 예측자와 제2 예측자는 수학식 3 및 수학식 4에 나타낸 경우들을 모두 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.The second predictor according to the co-channel prediction mode and the first predictor according to the CCLM mode can be weighted and combined as shown in Equation 4. In Equation 4, the predictor according to the co-channel prediction mode may be called the first predictor, and the predictor according to the CCLM mode may be called the second predictor. At this time, similar to the illustration in FIG. 8, the intra prediction mode for generating the first predictor using the same channel information is parsed, and the CCLM mode for generating the second predictor is inferred using the information in the corresponding luma area. It can be. Therefore, depending on the implementation, it should be understood that the first predictor and the second predictor may include both the cases shown in Equation 3 and Equation 4.
이하, 추가적인 언급이 없는 경우 편의상, CCLM 모드에 따른 예측자를 제1 예측자로 명칭하고, 주변 화소 정보를 사용하는 인트라 예측모드에 따른 예측자를 제2 예측자로 명칭하며, 수학식 3에 나타낸 wCCLM을 기준으로 표현된 가중치가 사용된다. 또한, 도 8에 예시된 바에 따라, 제1 예측자를 생성하기 위한 CCLM 예측모드는 파싱되고 제2 예측자를 생성하기 위한 인트라 예측모드가 유추될 수 있다. Hereinafter, for convenience, unless otherwise specified, the predictor according to the CCLM mode will be referred to as the first predictor, the predictor according to the intra prediction mode using surrounding pixel information will be referred to as the second predictor, and w CCLM shown in Equation 3 is The weight expressed as a standard is used. Additionally, as illustrated in FIG. 8, the CCLM prediction mode for generating the first predictor may be parsed and the intra prediction mode for generating the second predictor may be inferred.
이하, '인접'이란 용어는 공간적으로 두 대상들이 맞닿아 있는 경우를 나타내고, '주변'이란 용어는 '인접'의 의미를 포함하여 한 대상에 대해 다른 대상이 일정한 거리 내 존재한다는 공간적 의미를 나타낸다. 채널의 정보가 표시되어야할 경우 이는 문맥에 명시된다. '주변'의 시간적 의미는 별도로 언급되지 않으나, 이후의 실현예들은 다른 프레임 내 대응 위치에서도 실현될 수 있다.Hereinafter, the term 'adjacent' refers to the case where two objects are spatially in contact, and the term 'periphery', including the meaning of 'adjacent', refers to the spatial meaning that one object exists within a certain distance from another object. . If channel information is to be displayed, this is specified in the context. The temporal meaning of 'surrounding' is not separately mentioned, but subsequent realization examples can be realized at corresponding positions in other frames.
영상 복호화 장치는 주변 화소들을 사용하는 인트라 예측모드를 스스로 유추하거나, 영상 부호화 장치에 의해 비트스트림 상에 전송된 예측모드를 이용할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는 제1 예측자와 제2 예측자를 가중 결합하는 방법을 스스로 유추하거나, 영상 부호화 장치에 의해 비트스트림 상에 전송된 방법을 이용할 수 있다. 인트라 예측모드를 유추/전송하는 방법, 및 가중치를 유추/전송하는 방법은 다양하게 조합될 수 있다. 예컨대, 인트라 예측모드는 영상 복호화 장치에 의해 유추되고, 가중 결합방법은 비트스트림을 통해 전송될 수 있다. 반대로, 인트라 예측모드는 비트스트림을 통해 전송되고 가중 결합방법은 영상 복호화 장치에 의해 유추될 수 있다. 이하, 이러한 다양한 조합들에 대해 바람직한 실현예들을 기술한다. The video decoding device can independently infer an intra prediction mode using neighboring pixels, or use the prediction mode transmitted on the bitstream by the video encoding device. Additionally, the video decoding device may independently infer a method of weighted combining the first predictor and the second predictor, or use a method transmitted on a bitstream by the video encoding device. Methods for inferring/transmitting the intra prediction mode and methods for inferring/transmitting weights can be combined in various ways. For example, the intra prediction mode can be inferred by a video decoding device, and the weighted combining method can be transmitted through a bitstream. Conversely, the intra prediction mode is transmitted through a bitstream and the weighted combining method can be inferred by the video decoding device. Below, preferred embodiments of these various combinations are described.
<실현예 1> 가중합할 예측자의 생성 방법 유추<Realization Example 1> Inferring the method of generating a predictor to be weighted
본 실현예는, 수학식 3에 따른, 동일 채널의 주변 화소들을 사용하는 제2 예측자(predintra)의 생성 방법을 유추한다. 본 실현예에 따르면, 영상 복호화 장치는 제2 예측자의 예측모드를 영상 부호화 장치로부터 명시적으로 신호(signaling)받지 않은 채로, 기설정된 예측모드를 제2 예측자의 예측모드로 설정할 수 있다. 또는, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 주변 크로마 블록들의 너비/높이/면적/종횡비/예측모드/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리, 주변 크로마 화소들의 값/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리, 대응 루마 영역에 포함된 블록들 및 그 주변 블록들의 너비/높이/넓이/종횡비/예측모드/위치/개수, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 루마 화소들의 값/위치/개수 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 제2 예측자의 예측모드 적어도 하나를 유추할 수 있다. 여기서, 대응 루마 영역에 포함된 블록들은 블록의 전부 또는 일부가 대응 루마 영역에 포함되는 블록들로 정의된다. This implementation infers a method of generating a second predictor (pred intra ) using neighboring pixels of the same channel according to Equation 3. According to this implementation, the video decoding device can set the preset prediction mode as the prediction mode of the second predictor without explicitly receiving a signal about the prediction mode of the second predictor from the video encoding device. Alternatively, the image decoding device may set the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma blocks of the current chroma block, and the value/position/number/up to the current chroma block of the surrounding chroma pixels. At least one of the distance, width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number of blocks included in the corresponding luma area and its surrounding blocks, and value/position/number of luma pixels in and around the corresponding luma area. Based on the information, at least one prediction mode of the second predictor can be inferred. Here, blocks included in the corresponding luma area are defined as blocks in which all or part of the block is included in the corresponding luma area.
한편, 본 실현예가 수학식 4를 따르는 경우 전술한 바와 같이, 인트라 예측자(predintra)를 생성하기 위한 동일 채널 예측모드는 파싱되고, 대응 루마 영역의 정보를 사용하는 예측자(predCCLM)의 생성 방법이 유추될 수 있다. 본 실현예에 따르면, 영상 복호화 장치는 predCCLM의 예측모드를 영상 부호화 장치로부터 명시적으로 신호받지 않은 채로, 기설정된 예측모드를 predCCLM의 예측모드로 설정할 수 있다. 또는, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록들의 너비/높이/면적/종횡비/예측모드/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리, 주변 크로마 화소들의 값/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리, 대응 루마 영역에 포함된 블록들 및 그 주변 블록들의 너비/높이/넓이/종횡비/예측모드/위치/개수, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 루마 화소들의 값/위치/개수 중 적어도 하나의 정보에 기초하여 predCCLM의 예측모드 적어도 하나를 유추할 수 있다. Meanwhile, when this implementation follows Equation 4, as described above, the same-channel prediction mode for generating the intra predictor (pred intra ) is parsed, and the predictor (pred CCLM ) using information in the corresponding luma area is parsed. The creation method can be inferred. According to this implementation, the video decoding device can set the preset prediction mode as the prediction mode of pred CCLM without explicitly receiving a signal about the prediction mode of pred CCLM from the video encoding device. Alternatively, the image decoding device may use the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the current chroma blocks, the value/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma pixels, and the corresponding Based on at least one information of the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number of blocks included in the luma area and the surrounding blocks, and the value/position/number of luma pixels in and around the corresponding luma area. At least one prediction mode of pred CCLM can be inferred.
<실현예 1-1> 사전에 정의된 예측모드를 제2 예측자의 예측모드로 설정<Implementation Example 1-1> Setting a predefined prediction mode as the prediction mode of the second predictor
본 실현예에서, 수학식 3에 따라, 영상 복호화 장치는 사전에 정의된 예측모드를 제2 예측자(predintra)의 예측모드로 설정한다. 이때, 사용 가능한 예측모드는, 도 3a에 예시된 67 개의 인트라 예측모드(IPM, Intra Prediction Mode), MIP(Matrix-weighted Intra Prediction) 모드 등과 같이 주변 화소들에 기초하여 예측자를 생성하는 모드일 수 있다. 예를 들어, 하나의 제2 예측자를 사용하는 경우(즉, n이 1인 경우), 제2 예측자의 예측모드는 Planar 모드일 수 있다. 따라서, 수학식 3을 적용하여 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 예측자를 수학식 5에 나타낸 바와 같이 생성할 수 있다.In this implementation, according to Equation 3, the video decoding device sets a predefined prediction mode as the prediction mode of the second predictor (pred intra ). At this time, the available prediction mode may be a mode that generates a predictor based on surrounding pixels, such as the 67 intra prediction modes (IPM), matrix-weighted intra prediction (MIP) mode, etc. illustrated in FIG. 3A. there is. For example, when using one second predictor (i.e., when n is 1), the prediction mode of the second predictor may be Planar mode. Therefore, by applying Equation 3, the image decoding device can generate a predictor of the current chroma block as shown in Equation 5.
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다른 예로서, 2 개의 추가 예측자들을 사용하는 경우(즉, n이 2인 경우), 각 추가 예측자의 예측모드는 Planar 모드와 DC 모드일 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 예측자를 수학식 6에 나타낸 바와 같이 생성할 수 있다.As another example, when two additional predictors are used (i.e., when n is 2), the prediction mode of each additional predictor may be Planar mode and DC mode. Accordingly, the image decoding device can generate a predictor of the current chroma block as shown in Equation 6.
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여기서, 추가 예측자들의 가중치들은 w1+w2=1을 만족한다. 본 실현예의 경우, 기설정된 예측모드를, 이후에 설명되는 '대표모드(representative mode)'로 명칭한다. Here, the weights of additional predictors satisfy w 1 +w 2 =1. In the case of this implementation, the preset prediction mode is called 'representative mode', which will be explained later.
한편, 본 실현예가 수학식 4를 따르는 경우, 대응 루마 영역의 정보를 사용하는 제2 예측자(predCCLM)의 예측모드가 기설정될 수 있다. 이러한 모드는 전술한 바와 같은 크로스 컴포넌드 예측모드들 중 적어도 하나일 수 있다. 이때, 동일 채널 정보를 사용하여 예측자를 생성하기 위한 동일 채널 예측모드는 파싱될 수 있다. Meanwhile, when this implementation follows Equation 4, the prediction mode of the second predictor (pred CCLM ) using information of the corresponding luma area may be preset. This mode may be at least one of the cross-component prediction modes described above. At this time, the same-channel prediction mode for generating a predictor using the same-channel information can be parsed.
<실현예 1-2> 현재 크로마 블록 주변의 기복원된 크로마 정보를 사용<Implementation Example 1-2> Using restored chroma information around the current chroma block
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록 주변의 기복원된 크로마 정보, 즉 현재 크로마 블록의 주변 화소들의 값/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리 등의 정보를 사용하여 도출한 예측모드(이하, '대표모드'로 명칭함)를 제2 예측자의 예측모드로 설정한다. 이때, 영상 복호화 장치에 의해 도출되는 대표모드의 개수는 가중합되는 추가 예측자의 개수에 의존한다. In this implementation, the image decoding device uses a prediction mode derived using information such as the restored chroma information around the current chroma block, that is, the value/position/number/distance to the current chroma block of pixels around the current chroma block, etc. (hereinafter referred to as 'representative mode') is set as the prediction mode of the second predictor. At this time, the number of representative modes derived by the video decoding device depends on the number of additional predictors that are weighted.
한편, 본 실현예에 따른 대표모드 설정 방법은, 제2 예측자가 predCCLM 또는 predintra인 경우에 적용될 수 있다. 이하, 제2 예측자가 predintra인 경우에 대해 대표모드의 도출이 기술된다. Meanwhile, the representative mode setting method according to this implementation can be applied when the second predictor is pred CCLM or pred intra . Hereinafter, the derivation of the representative mode for the case where the second predictor is pred intra is described.
영상 복호화 장치는 대표모드의 유도 방법으로서 다음과 같은 방법들 중 하나를 사용할 수 있다.The video decoding device can use one of the following methods as a method for deriving the representative mode.
첫 번째 방법으로서, 에지 검출 필터를 이용하여 현재 크로마 블록의 주변 화소들의 값들로부터 도출된 예측모드들 중 가장 큰 인텐시티를 갖는 예측모드가 대표모드로 설정될 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 DIMD(Decoder-side Intra Mode Derivation) 기술에서 예측모드를 유도할 때 사용하는 방법을 다음과 같이 차용할 수 있다. 먼저, 도 9의 예시와 같이, 현재 크로마 블록의 주변의 화소들을 포함하는 '주변 크로마 화소 영역'이 설정된다. 이때, 주변 크로마 화소 영역은 도 9의 예시 외에도 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다. As a first method, the prediction mode with the highest intensity among prediction modes derived from the values of surrounding pixels of the current chroma block using an edge detection filter may be set as the representative mode. For this purpose, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD (Decoder-side Intra Mode Derivation) technology as follows. First, as in the example of FIG. 9, a 'surrounding chroma pixel area' is set including pixels surrounding the current chroma block. At this time, the peripheral chroma pixel area may be set in various ways depending on the embodiment other than the example in FIG. 9.
영상 복호화 장치는, 확정된 주변 크로마 화소 영역에 소벨(Sobel) 필터, 프리윗(Prewitt) 필터, 로버트 크로스(Robert cross) 필터 등과 같은 에지 검출 필터를 도 9의 예시와 같이 적용한다. 영상 복호화 장치는 영역 내 각 화소에 대해 기울기를 계산한 후, 이를 인트라 예측의 방향성 모드로 치환한다. 영상 복호화 장치는 기울기 값의 크기를 기준으로 해당 방향성 모드에 대한 인텐시티(I, Intensity)를 도출한 후, 도 10의 예시와 같이 방향성 모드별 인텐시티를 누적하여 인텐시티 히스토그램을 생성할 수 있다. 도 10의 예시에서, IIPM은 각 방향성 모드의 인텐시티를 나타낸다. 이때, 영상 복호화 장치는 도 10에 예시된 히스토그램에서 인텐시티가 가장 큰 방향성 모드인 19번 모드를 대표모드로 사용할 수 있다. The video decoding device applies an edge detection filter such as a Sobel filter, Prewitt filter, Robert cross filter, etc. to the determined surrounding chroma pixel area, as shown in the example of FIG. 9. The video decoding device calculates the gradient for each pixel in the region and replaces it with the directional mode of intra prediction. The video decoding device may derive the intensity (I) for the corresponding directional mode based on the size of the gradient value and then generate an intensity histogram by accumulating the intensities for each directional mode as shown in the example of FIG. 10. In the example of FIG. 10, I IPM represents the intensity of each directional mode. At this time, the video decoding device may use mode 19, which is the directional mode with the highest intensity in the histogram illustrated in FIG. 10, as a representative mode.
복수의 대표모드를 유추할 경우, 히스토그램에서 19번 모드 다음으로 인텐시티가 큰 방향성 모드들이 크기 순으로 대표모드로 사용될 수 있다. When inferring multiple representative modes, the directional modes with the next highest intensity after mode 19 in the histogram can be used as representative modes in order of size.
방향성 모드들의 인텐시티가 동일한 경우, 우선순위를 지정하여 대표모드가 도출될 수 있다. 이때, 우선순위로서, {수평방향 모드, 수직방향 모드, 66번 모드, ...}, 오름차순, 또는 내림차순과 같이 정해진 순서가 이용될 수 있다, 예를 들어, 내림차순으로 우선순위를 부여하는 경우, 도 11의 예시에서는, 22번 모드의 인덱스가 21번 모드보다 크므로 22번 모드가 더 높은 우선순위를 갖는다. 따라서, 영상 복호화 장치는 22번 모드를 대표모드로 도출할 수 있다. If the intensities of the directional modes are the same, a representative mode can be derived by specifying priorities. At this time, as a priority, a determined order such as {horizontal mode, vertical mode, mode 66, ...}, ascending order, or descending order may be used. For example, when priority is given in descending order. , In the example of Figure 11, the index of mode 22 is greater than that of mode 21, so mode 22 has a higher priority. Therefore, the video decoding device can derive mode 22 as the representative mode.
위의 예시 외에도 인텐시티가 동일한 경우, 사전에 정의된 소정의 규칙에 따라 대표모드가 유추될 수 있다.In addition to the above example, when the intensities are the same, the representative mode can be inferred according to predefined rules.
다른 예로서, 복수의 대표모드를 도출하기 위해, 영상 복호화 장치는 도 12의 예시와 같이, 주변 화소들을 현재 크로마 블록의 좌측과 상단의 주변 크로마 화소 영역들로 분할한 후, 각 주변 화소 영역의 히스토그램을 산정하여 인텐시티가 가장 큰 방향성 모드를 대표모드로 사용할 수 있다.As another example, in order to derive a plurality of representative modes, the video decoding device divides the surrounding pixels into surrounding chroma pixel areas on the left and top of the current chroma block, as shown in the example of FIG. By calculating the histogram, the directional mode with the highest intensity can be used as the representative mode.
예를 들어, 상단 및 좌측 주변 화소 영역에서 도출한 인텐시티 히스토그램이 도 13a 및 도 13b의 예시와 같은 경우, 영상 복호화 장치는 도 13a에 예시된 히스토그램으로부터 도출된 19번 모드, 및 도 13b에 예시된 히스토그램으로부터 도출된 22번 모드를 대표모드들로 사용할 수 있다.For example, when the intensity histogram derived from the upper and left peripheral pixel areas is the same as the example in FIGS. 13A and 13B, the image decoding device uses mode 19 derived from the histogram illustrated in FIG. 13A and the example illustrated in FIG. 13B. Mode 22 derived from the histogram can be used as a representative mode.
한편, 전술한 바와 같이 에지 검출 필터를 이용하여 유추 가능한 예측모드는 방향성 예측모드로 제한되므로, 본 실현예는 수학식 3에 따른, 제2 예측자가 predintra인 경우로 한정될 수 있다. Meanwhile, as described above, since the prediction mode that can be inferred using the edge detection filter is limited to the directional prediction mode, this implementation may be limited to the case where the second predictor is pred intra according to Equation 3.
두 번째 방법으로서, 현재 크로마 블록의 주변 화소들의 정보를 이용하여 각 예측모드의 왜곡(distortion)을 비교한 후, 가장 작은 왜곡을 갖는 예측모드가 대표모드로 설정될 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 템플릿 기반 인트라 예측모드 유도(Template-based Intra Mode Derivation, TIMD) 기술에서 예측 모드를 유도할 때 사용하는 방법을 다음과 같이 차용할 수 있다. 먼저, 현재 크로마 블록의 주변 크로마 화소 영역을 도 14의 예시와 같이 설정한다. 영상 복호화 장치는 해당 영역 좌측 및 상단의 주변 화소들을 이용하여 각 예측모드 후보별로 예측을 수행하여 주변 크로마 화소 영역의 예측자를 생성한다. 도 14의 예시에서 예측자의 생성 시 참조하는 주변 화소들이 설정된 주변 크로마 화소 영역에 인접한 주변 화소들로 제한되나, 이 외에도 설정된 영역과 약간 떨어진 주변 화소들이 이용될 수 있다. 또한, 주변 크로마 화소 영역도 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다. As a second method, the distortion of each prediction mode can be compared using information on surrounding pixels of the current chroma block, and then the prediction mode with the smallest distortion can be set as the representative mode. To this end, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode from template-based intra prediction mode derivation (TIMD) technology as follows. First, the surrounding chroma pixel area of the current chroma block is set as shown in the example in FIG. 14. The image decoding device generates a predictor of the surrounding chroma pixel area by performing prediction for each prediction mode candidate using the surrounding pixels on the left and top of the corresponding area. In the example of FIG. 14, the surrounding pixels referred to when generating the predictor are limited to neighboring pixels adjacent to the set peripheral chroma pixel area, but in addition, neighboring pixels slightly distant from the set area may be used. Additionally, the surrounding chroma pixel area may be set in various ways depending on the embodiment.
한편, 제2 예측자가 predintra인 경우 예측모드 후보들은 IPM(Intra Prediction Mode), MIP 모드 등 주변 화소들에 기초하여 예측자를 생성하는 예측모드들일 수 있다. 또한, 제2 예측자가 predCCLM인 경우 예측모드 후보들은 크로스 컴포넌트 예측모드들 중 하나로서, 대응 루마 영역의 정보에 기초하여 예측자를 생성하는 예측모드일 수 있다.Meanwhile, when the second predictor is pred intra , prediction mode candidates may be prediction modes that generate a predictor based on surrounding pixels, such as IPM (Intra Prediction Mode) or MIP mode. Additionally, when the second predictor is pred CCLM , the prediction mode candidates may be one of the cross-component prediction modes, which may be a prediction mode that generates a predictor based on information in the corresponding luma area.
이후, 영상 복호화 장치는 각 예측모드 후보들에 따른 주변 크로마 화소 영역 영역의 예측자와 해당 영역의 기복원된 화소값들 간의 왜곡(D)을 산정한다. 이때, MSE(Mean Square Error), SAD(Sum of Absolute Differences), SATD(Sum of Absolute Transformed Differences) 등의 다양한 이미지 유사도 측정 방법이 사용될 수 있다. 영상 복호화 장치는 예측모드 후보들 중 가장 작은 왜곡을 갖는 예측모드를 대표모드로 사용한다. 예를 들어, 도 15의 예시와 같이 예측모드 후보들에 대해 왜곡(DIPM) 히스토그램이 생성된 경우, 50번 모드가 가장 작은 왜곡을 갖는다. 따라서, 영상 복호화 장치는 50번 모드를 대표모드로 사용할 수 있다. 복수의 대표모드를 도출하거나, 일부 예측모드 후보들의 왜곡이 동일한 경우, 대표모드의 선정 기준을 왜곡의 크기 증가순으로 대체한 후, 전술한 첫 번째 방법이 동일하게 적용될 수 있다.Afterwards, the image decoding device calculates the distortion (D) between the predictor of the surrounding chroma pixel area according to each prediction mode candidate and the restored pixel values of the area. At this time, various image similarity measurement methods such as Mean Square Error (MSE), Sum of Absolute Differences (SAD), and Sum of Absolute Transformed Differences (SATD) may be used. The video decoding device uses the prediction mode with the smallest distortion among prediction mode candidates as the representative mode. For example, when a distortion (D IPM ) histogram is generated for prediction mode candidates as shown in the example of FIG. 15, mode 50 has the smallest distortion. Therefore, the video decoding device can use mode 50 as a representative mode. When multiple representative modes are derived or the distortion of some prediction mode candidates is the same, the selection criteria for the representative mode are replaced in order of increasing distortion size, and then the first method described above can be equally applied.
현재 크로마 블록의 주변 화소들의 값들로부터 대표모드를 유도하기 위해, 전술한 바와 같은 두 가지 예시 외에도 다양한 방법을 이용하여 대표모드가 도출될 수 있다. In order to derive a representative mode from the values of surrounding pixels of the current chroma block, the representative mode can be derived using various methods in addition to the two examples described above.
이하, 도 16a 및 도 16b의 도시를 이용하여, 제1 예측자와 제2 예측자의 가중합을 이용하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측 방법을 기술한다.Hereinafter, using the illustrations of FIGS. 16A and 16B, an intra prediction method of the current chroma block using the weighted sum of the first predictor and the second predictor will be described.
도 16a 및 도 16b는 본 개시의 일 실시예에 따른 현재 크로마 블록의 인트라 예측 방법을 나타내는 순서도이다. 16A and 16B are flowcharts showing an intra prediction method of a current chroma block according to an embodiment of the present disclosure.
먼저, 수학식 3과 같이 제1 예측자가 predCCLM인 경우, 도 16a의 예시에 따라 현재 크로마 블록의 인트라 예측 방법을 기술한다. First, when the first predictor is pred CCLM as shown in Equation 3, the intra prediction method of the current chroma block is described according to the example of FIG. 16A.
영상 복호화 장치는 cclm_mode_idx를 파싱한다(S1600). 인덱스 cclm_mode_idx를 파싱하여, 현재 크로마 블록에 적용하기 위한 CCLM 모드를 획득한다. 또는, 영상 복호화 장치는 인덱스를 파싱하여, 현재 크로마 블록에 적용하기 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 획득할 수 있다. 한편, cclm_mode_idx 또는 크로스 컴포넌트 예측모드는, 부호화 효율 최적화 측면에서 영상 부호화 장치에 의해 결정될 수 있다. The video decoding device parses cclm_mode_idx (S1600). By parsing the index cclm_mode_idx, obtain the CCLM mode to apply to the current chroma block. Alternatively, the video decoding device can parse the index and obtain a cross-component prediction mode to apply to the current chroma block. Meanwhile, cclm_mode_idx or cross component prediction mode can be determined by the video encoding device in terms of optimizing encoding efficiency.
영상 복호화 장치는, 파싱된 CCLM 모드를 입력으로 이용하여 기존재하는 getCclmPred() 함수를 수행함으로써 제1 예측자(predCCLM)를 생성한다(S1602). 또는, 영상 복호화 장치는, 파싱된 크로스 컴포넌트 예측모드를 입력으로 이용하여 제1 예측자를 생성할 수 있다. The video decoding device generates the first predictor (pred CCLM ) by performing the existing getCclmPred() function using the parsed CCLM mode as input (S1602). Alternatively, the video decoding device may generate a first predictor using the parsed cross-component prediction mode as an input.
영상 복호화 장치는 getExtraIntraMode() 함수를 수행하여 대표모드를 유추한다(S1604). 이하, getExtraIntraMode() 함수를 '대표모드 유도함수' 또는 줄여서 '유도함수'로 명칭한다. The video decoding device performs the getExtraIntraMode() function to infer the representative mode (S1604). Hereinafter, the getExtraIntraMode() function is called 'representative mode derivation function' or 'derivation function' for short.
영상 복호화 장치는 대표모드를 입력으로 이용하여 기존재하는 getIntraPred() 함수를 수행함으로써, 제2 예측자(predintra)를 생성한다(S1606).The video decoding device generates a second predictor (pred intra ) by using the representative mode as an input and performing the existing getIntraPred() function (S1606).
영상 복호화 장치는 제1 예측자와 제2 예측자를 가중합하여 현재 크로마 블록의 예측자(predC)를 생성한다(S1608).The image decoding device generates a predictor (pred C ) of the current chroma block by weighting the first predictor and the second predictor (S1608).
다음, 수학식 4와 같이 제1 예측자가 predintra인 경우, 도 16b의 예시에 따라 현재 크로마 블록의 인트라 예측 방법을 기술한다.Next, when the first predictor is pred intra as shown in Equation 4, the intra prediction method of the current chroma block is described according to the example of FIG. 16B.
영상 복호화 장치는 intra_chroma_pred_mode를 파싱한다(S1620). 인덱스 intra_chroma_pred_mode를 파싱하여, 현재 크로마 블록에 적용하기 위한 인트라 예측모드를 획득한다. 한편, intra_chroma_pred_mode는, 부호화 효율 최적화 측면에서 영상 부호화 장치에 의해 결정될 수 있다. The video decoding device parses intra_chroma_pred_mode (S1620). By parsing the index intra_chroma_pred_mode, obtain the intra prediction mode to apply to the current chroma block. Meanwhile, intra_chroma_pred_mode may be determined by the video encoding device in terms of optimizing encoding efficiency.
영상 복호화 장치는, 파싱된 인트라 모드를 입력으로 이용하여 기존재하는 getIntraPred() 함수를 수행함으로써 제1 예측자(predintra)를 생성한다(S1622). The video decoding device generates the first predictor (pred intra ) by performing the existing getIntraPred() function using the parsed intra mode as input (S1622).
영상 복호화 장치는 getExtraIntraMode() 함수를 수행하여 대표모드를 유추한다(S1624). The video decoding device performs the getExtraIntraMode() function to infer the representative mode (S1624).
영상 복호화 장치는 대표모드를 입력으로 이용하여 기존재하는 getCclmPred() 함수를 수행함으로써, 제2 예측자(predCCLM)를 생성한다(S1626).The video decoding device generates a second predictor (pred CCLM ) by using the representative mode as an input and performing the existing getCclmPred() function (S1626).
영상 복호화 장치는 제1 예측자와 제2 예측자를 가중합하여 현재 크로마 블록의 예측자(predC)를 생성한다(S1628).The image decoding device generates a predictor (pred C ) of the current chroma block by weighting the first predictor and the second predictor (S1628).
이때, 실현예 1-2의 다양한 대표모드 유도 방법들에 따라 대표모드를 유추하는 유도함수 getExtraIntraMode()는 다양하게 구현될 수 있다. 이하, getExtraIntraMode()의 동작은 도 16a의 예시를 기준으로 설명되나, 도 16b의 예시를 기준으로도 동일하게 기술될 수 있다. 본 실현예를 구현하는 getExtraIntraMode()에는 현재 크로마 블록의 좌상단 화소 좌표 (x0, y0), 너비(width) 및 높이(height)가 기본 입력으로 제공될 수 있다. At this time, the derivation function getExtraIntraMode(), which infers the representative mode according to the various representative mode derivation methods of Realization Example 1-2, can be implemented in various ways. Hereinafter, the operation of getExtraIntraMode() will be described based on the example of FIG. 16A, but can be equally described based on the example of FIG. 16B. The upper-left pixel coordinates (x0, y0), width, and height of the current chroma block can be provided as basic input to getExtraIntraMode(), which implements this implementation.
이하, 실현예 1-2의 첫 번째 방법에 따른 유도함수 getExtraIntraMode(x0, y0, width, height)의 동작을 기술한다.Hereinafter, the operation of the derived function getExtraIntraMode(x0, y0, width, height) according to the first method of Realization Example 1-2 will be described.
유도함수는 현재블록의 좌상단 화소의 좌표 (x0,y0), width 및 height를 기반으로 대표모드를 도출할 주변 크로마 화소 영역을 설정한다. The derivation function sets the surrounding chroma pixel area from which to derive the representative mode based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block.
유도함수는 다음과 같이 인텐시티 히스토그램을 생성한다. The derivation function creates an intensity histogram as follows.
즉, 유도함수는 사전에 설정된 방향성 모드 후보들의 개수만큼의 길이를 가지는 리스트 형태의 인텐시티 히스토그램을 생성한 후, 0으로 초기화한다. 유도함수는 사전에 설정된 필터의 크기에 따라 필터를 주변 크로마 화소 영역 내에 위치시키고 필터와 위치가 중첩된 화소 영역의 기울기 값 및 인텐시티를 도출한다. 유도함수는 기울기 값을 방향성 모드 인덱스로 치환한다. 유도함수는 방향성 모드 인덱스를 히스토그램 리스트 내 위치 인덱스로 이용하여 해당 위치에 도출한 인텐시티를 누적한다. 유도함수는 필터의 중심 위치를 이동시키면서 이상의 작업을 주변 크로마 화소 영역 내에서 필터의 중심 위치가 될 수 있는 모든 지점을 탐색할 때까지 반복한다. That is, the derivation function generates an intensity histogram in the form of a list with a length equal to the number of preset directional mode candidates and then initializes it to 0. The derivation function positions the filter within the surrounding chroma pixel area according to the size of the preset filter and derives the slope value and intensity of the pixel area whose positions overlap with the filter. The derivation function replaces the slope value with the directional mode index. The derivation function uses the directional mode index as the position index in the histogram list and accumulates the derived intensity at that position. The derivation function moves the center position of the filter and repeats the above operation until all points that can be the center position of the filter within the surrounding chroma pixel area are searched.
유도함수는 인텐시티 히스토그램으로부터 가장 큰 인텐시티 값을 갖는 위치 인덱스를 도출한 후, 위치 인덱스에 해당하는 방향성 모드 인덱스를 대표모드로 출력한다. The derivation function derives the position index with the largest intensity value from the intensity histogram, and then outputs the directional mode index corresponding to the position index as the representative mode.
이하, 실현예 1-2의 두 번째 방법에 따른 유도함수 getExtraIntraMode(x0, y0, width, height)의 동작을 기술한다. Hereinafter, the operation of the derived function getExtraIntraMode(x0, y0, width, height) according to the second method of Realization Example 1-2 will be described.
유도함수는 현재블록의 좌상단 화소의 좌표 (x0,y0), width 및 height를 기반으로 대표모드를 도출할 주변 크로마 화소 영역을 설정하고 설정된 영역을 예측하기 위해 참조 화소들의 범위를 선정한다. The derivation function sets the surrounding chroma pixel area from which to derive the representative mode based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block and selects the range of reference pixels to predict the set area.
유도함수는 다음과 같이 왜곡 히스토그램을 생성한다. The derivation function creates a distortion histogram as follows.
즉, 유도함수는 사전에 설정된 예측모드 후보와 해당 모드의 왜곡을 페어 형태로 묶고, 이를 각 성분으로 하는 벡터 형태의 왜곡 히스토그램을 설정한 후, 모든 후보들의 왜곡을 0으로 초기화한다. 유도함수는 벡터 내 첫 번째 성분인 예측 모드 후보를 이용하여 참조 화소들로부터 주변 크로마 화소 영역의 예측자를 생성한다. 유도함수는 사전에 설정된 이미지 유사도 비교 측정 방법을 이용하여, 생성된 예측자와 주변 크로마 화소 영역의 기복원된 화소값들 간의 왜곡 값을 산정한다. 유도함수는 벡터 내 두 번째 성분을 도출한 왜곡 값으로 업데이트한다. 유도함수는 벡터 내 모든 예측모드 후보들에 대해 이상의 작업을 반복한다. In other words, the derivation function groups a preset prediction mode candidate and the distortion of that mode into a pair, sets up a vector-shaped distortion histogram with this as each component, and then initializes the distortion of all candidates to 0. The derivation function generates a predictor of the surrounding chroma pixel area from reference pixels using the prediction mode candidate, which is the first component in the vector. The derivation function uses a preset image similarity comparison measurement method to calculate the distortion value between the generated predictor and the restored pixel values of the surrounding chroma pixel area. The derivation function updates the second component in the vector with the derived distortion value. The derivation function repeats the above operation for all prediction mode candidates in the vector.
유도함수는 왜곡 히스토그램으로부터 가장 작은 왜곡 값과 페어를 이루는 예측모드를 대표모드로 출력한다. The derivation function outputs the prediction mode paired with the smallest distortion value from the distortion histogram as the representative mode.
두 종류의 대표모드 유도 방법에 대해 전술한 바와 같은 유도함수 getExtraIntraMode()의 동작은 하나의 대표모드를 생성하는 경우를 기술한다. 만약 복수의 대표모드를 생성하는 경우 대표모드의 개수 numExtraMode를 추가로 입력함으로써, 유도함수가 확장될 수 있다. The operation of the derivation function getExtraIntraMode() as described above regarding the two types of representative mode derivation methods describes the case of generating one representative mode. If multiple representative modes are created, the derived function can be expanded by additionally entering numExtraMode, the number of representative modes.
한편, getExtraIntraMode()에 의해 유추된 대표모드가 기존 예측자의 예측모드와 같은 종류의 예측모드이거나, 대표모드가 아예 유추되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 유추 과정에서 다음 우선순위에 있는 예측모드가 대표모드로 사용될 수 있다. 또는, 또다른 유추 방법을 이용하여 대표모드가 유추되거나 사전에 설정된 모드가 대표모드로 사용될 수 있다.Meanwhile, the representative mode inferred by getExtraIntraMode() may be the same type of prediction mode as the existing predictor's prediction mode, or the representative mode may not be inferred at all. In this case, the prediction mode with the next priority can be used as the representative mode in the inference process. Alternatively, the representative mode may be inferred using another inference method, or a preset mode may be used as the representative mode.
<실현예 1-3> 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 기복원된 정보를 사용<Realization Example 1-3> Using the restored information in and around the corresponding luma area
본 실현예에서, 수학식 3에 따라, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 영역(이하, '대응 루마 영역')의 내부 및 그 주변의 기복원된 정보, 즉, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 화소들의 값/위치/개수 등의 정보를 사용하여 도출한 예측모드(이하, '대표모드'로 명칭함)를 제2 예측자(predintra)의 예측모드로 설정한다. 이때, 영상 복호화 장치에 의해 도출되는 대표모드의 개수는 가중합되는 제2 예측자의 개수에 의존한다. 다만, 본 실현예에서는 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 기복원된 정보만을 사용하므로, 대응 루마 영역의 정보를 사용하여 크로마 예측자를 생성하는 예측모드(예컨대, CCLM 모드)가 유추될 수 없다. In this implementation, according to Equation 3, the image decoding device stores the deconstructed information inside and around the luma area (hereinafter, 'corresponding luma area') corresponding to the current chroma block, that is, inside and around the corresponding luma area. The prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') derived using information such as the value/position/number of pixels around the pixels is set as the prediction mode of the second predictor (pred intra ). At this time, the number of representative modes derived by the video decoding device depends on the number of second predictors that are weighted. However, since this implementation uses only the restored information in and around the corresponding luma area, a prediction mode (eg, CCLM mode) that generates a chroma predictor using information in the corresponding luma area cannot be inferred.
영상 복호화 장치는 대표모드의 유도 방법으로서 다음과 같은 방법들 중 하나를 사용할 수 있다.The video decoding device can use one of the following methods as a method for deriving the representative mode.
첫 번째 방법으로서, 에지 검출 필터를 이용하여 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 화소들의 값들로부터 도출된 예측모드들 중 가장 우세한 예측모드가 대표모드로 설정될 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 DIMD 기술에서 예측모드를 유도할 때 사용하는 방법을 차용할 수 있다. 먼저, 도 17의 예시와 같이 대응 루마 영역 내의 화소들 중 특정 영역이 '루마 화소 영역'으로 설정된다. 도 17의 예시에서, 대응 루마 영역 내의 화소들 중 특정 영역이 루마 화소 영역'으로 설정되나, 이 외에도 대응 루마 영역의 주변 화소들까지 포함하여 실시예에 따라 루마 화소 영역이 다양하게 설정될 수 있다.As a first method, the most dominant prediction mode among prediction modes derived from the values of pixels in and around the corresponding luma area using an edge detection filter can be set as the representative mode. For this purpose, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD technology. First, as shown in the example of FIG. 17, a specific area among the pixels in the corresponding luma area is set as a 'luma pixel area'. In the example of FIG. 17, a specific area among the pixels in the corresponding luma area is set as the 'luma pixel area', but in addition, the luma pixel area can be set in various ways depending on the embodiment, including pixels surrounding the corresponding luma area. .
이후, 영상 복호화 장치는 실현예 1-2의 대표모드를 도출하는 첫 번째 방법과 동일하게, 하나 또는 복수의 대표모드를 도출할 수 있다. Thereafter, the video decoding device may derive one or more representative modes in the same manner as the first method of deriving the representative mode in Realization Example 1-2.
두 번째 방법으로서, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 화소들의 정보를 이용하여 각 예측모드의 왜곡을 비교한 후, 가장 작은 왜곡을 갖는 예측모드가 대표모드로 설정될 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 TIMD 기술에서 예측모드를 유도할 때 사용하는 방법을 차용할 수 있다. 먼저, 도 18의 예시와 같이 대응 루마 영역 내의 화소들 및 주변의 화소들을 포함하는 루마 화소 영역을 설정한다. 영상 복호화 장치는 해당 영역 좌측 및 상단의 주변 화소들을 이용하여 각 예측모드 후보별로 예측을 수행하여 예측자를 생성한다. 도 18의 예시에서 예측자의 생성 시 참조하는 주변 화소들이 설정된 루마 화소 영역에 인접한 주변 화소들로 제한되나, 이 외에도 설정된 영역과 약간 떨어진 주변 화소들이 이용될 수 있다. 또한, 도 18의 예시에서 루마 화소 영역이 대응 루마 영역 내의 화소들로 한정되나, 대응 루마 영역 내의 화소들 및 주변의 화소들을 모두 포함하여, 실시예에 따라 루마 화소 영역이 다양하게 설정될 수 있다. As a second method, after comparing the distortion of each prediction mode using information on pixels in and around the corresponding luma area, the prediction mode with the smallest distortion can be set as the representative mode. For this purpose, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in TIMD technology. First, as shown in the example of FIG. 18, a luma pixel area is set including pixels in the corresponding luma area and surrounding pixels. The video decoding device generates a predictor by performing prediction for each prediction mode candidate using surrounding pixels on the left and top of the corresponding area. In the example of FIG. 18, the surrounding pixels referred to when generating the predictor are limited to neighboring pixels adjacent to the set luma pixel area, but in addition, neighboring pixels slightly distant from the set area may be used. In addition, in the example of FIG. 18, the luma pixel area is limited to pixels within the corresponding luma area, but the luma pixel area can be set in various ways depending on the embodiment, including both pixels within the corresponding luma area and surrounding pixels. .
이후, 영상 복호화 장치는 실현예 1-2의 대표모드를 도출하는 두 번째 방법과 동일하게, 하나 또는 복수의 대표모드를 도출할 수 있다. Thereafter, the video decoding device may derive one or more representative modes in the same manner as the second method of deriving the representative mode in Realization Example 1-2.
대응 루마 영역 내의 화소들 및 그 주변 화소들의 값으로부터 대표모드를 유도하기 위해, 전술한 바와 같은 두 가지 예시 외에도 다양한 방법을 이용하여 대표모드가 도출될 수 있다.In order to derive a representative mode from the values of pixels in the corresponding luma area and surrounding pixels, the representative mode can be derived using various methods in addition to the two examples described above.
한편, 가중합할 제2 예측자가 수학식 3과 같이 predintra인 경우, 도 16a의 예시는 본 실현예에서 최종 예측자를 생성하는 과정을 나타낼 수 있다. 이때, 실현예 1-3의 다양한 대표모드 유도 방법들에 따라 대표모드를 유추하는 유도함수 getExtraIntraMode()는 다양하게 구현될 수 있다. 본 실현예를 구현하는 getExtraIntraMode()에는 현재 크로마 블록의 좌상단 화소 좌표 (x0, y0), 너비(width) 및 높이(height)가 기본 입력으로 제공될 수 있다. Meanwhile, when the second predictor to be weighted is pred intra as shown in Equation 3, the example of FIG. 16A may show the process of generating the final predictor in this implementation. At this time, the derivation function getExtraIntraMode(), which infers the representative mode according to the various representative mode derivation methods of Realization Examples 1-3, can be implemented in various ways. The upper left pixel coordinates (x0, y0), width, and height of the current chroma block can be provided as basic input to getExtraIntraMode(), which implements this implementation.
이하, 실현예 1-3의 첫 번째 방법에 따른 유도함수 getExtraIntraMode(x0, y0, width, height)의 동작을 기술한다.Hereinafter, the operation of the derived function getExtraIntraMode(x0, y0, width, height) according to the first method of Realization Example 1-3 will be described.
유도함수는 현재블록의 좌상단 화소의 좌표 (x0,y0), width 및 height를 기반으로 대응 루마 영역 내부 화소들 및 주변의 화소들로부터 대표모드를 도출할 루마 화소 영역을 설정한다. The derivation function sets the luma pixel area from which the representative mode is derived from the pixels inside the corresponding luma area and the surrounding pixels based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block.
유도함수는 다음과 같이 인텐시티 히스토그램을 생성한다. The derivation function creates an intensity histogram as follows.
즉, 유도함수는 사전에 설정된 방향성 모드 후보들의 개수만큼의 길이를 가지는 리스트 형태의 인텐시티 히스토그램을 생성한 후, 0으로 초기화한다. 유도함수는 사전에 설정된 필터의 크기에 따라 필터를 루마 화소 영역 내에 위치시키고 필터와 위치가 중첩된 화소 영역의 기울기 값 및 인텐시티를 도출한다. 유도함수는 기울기 값을 방향성 모드 인덱스로 치환한다. 방향성 모드 인덱스를 히스토그램 리스트 내 위치 인덱스로 이용하여 해당 위치에 도출한 인텐시티를 누적한다. 유도함수는 필터의 중심 위치를 이동시키면서 이상의 작업을 루마 화소 영역 내에서 필터의 중심 위치가 될 수 있는 모든 지점을 탐색할 때까지 반복한다. That is, the derivation function generates an intensity histogram in the form of a list with a length equal to the number of preset directional mode candidates and then initializes it to 0. The derivation function positions the filter within the luma pixel area according to the size of the preset filter and derives the slope value and intensity of the pixel area whose positions overlap with the filter. The derivation function replaces the slope value with the directional mode index. The directional mode index is used as the position index in the histogram list to accumulate the derived intensity at that position. The derivation function moves the center position of the filter and repeats the above operation until all points that can be the center position of the filter within the luma pixel area are searched.
유도함수는 인텐시티 히스토그램으로부터 가장 큰 인텐시티 값을 갖는 위치 인덱스를 도출한 후, 위치 인덱스에 해당하는 방향성 모드 인덱스를 대표모드로 출력한다.The derivation function derives the position index with the largest intensity value from the intensity histogram, and then outputs the directional mode index corresponding to the position index as the representative mode.
이하, 실현예 1-3의 두 번째 방법에 따른 유도함수 getExtraIntraMode(x0, y0, width, height)의 동작을 기술한다.Hereinafter, the operation of the derived function getExtraIntraMode(x0, y0, width, height) according to the second method of Realization Example 1-3 will be described.
유도함수는 현재블록의 좌상단 화소의 좌표 (x0,y0), width 및 height를 기반으로 대응 루마 영역 내부 화소들 및 주변의 화소들로부터 대표모드를 도출할 루마 화소 영역을 설정하고 설정된 영역을 예측하기 위해 참조 화소들의 범위를 선정한다. The derivation function sets the luma pixel area to derive the representative mode from the pixels inside the corresponding luma area and the surrounding pixels based on the coordinates (x0,y0), width, and height of the upper left pixel of the current block and predicts the set area. Select the range of reference pixels for this purpose.
유도함수는 다음과 같이 왜곡 히스토그램을 생성한다. The derivation function creates a distortion histogram as follows.
즉, 유도함수는 사전에 설정된 예측모드 후보와 해당 모드의 왜곡을 페어 형태로 묶고, 이를 각 성분으로 하는 벡터 형태의 왜곡 히스토그램을 설정한 후, 모든 후보들의 왜곡을 0으로 초기화한다. 유도함수는 벡터 내 첫 번째 성분인 예측 모드 후보를 이용하여 참조 화소로들부터 루마 화소 영역의 예측자를 생성한다. 유도함수는 사전에 설정된 이미지 유사도 비교 측정 방법을 이용하여, 생성된 예측자와 루마 화소 영역의 기복원된 화소값들 간의 왜곡 값을 산정한다. 유도함수는 벡터 내 두 번째 성분을 도출한 왜곡 값으로 업데이트한다. 유도함수는 벡터 내 모든 예측모드 후보들에 대해 이상의 작업을 반복한다. In other words, the derivation function groups a preset prediction mode candidate and the distortion of that mode into a pair, sets up a vector-shaped distortion histogram with this as each component, and then initializes the distortion of all candidates to 0. The derivation function generates a predictor of the luma pixel area from reference pixels using the prediction mode candidate, which is the first component in the vector. The derivation function uses a preset image similarity comparison measurement method to calculate the distortion value between the generated predictor and the restored pixel values of the luma pixel area. The derivation function updates the second component in the vector with the derived distortion value. The derivation function repeats the above operation for all prediction mode candidates in the vector.
유도함수는 왜곡 히스토그램으로부터 가장 작은 왜곡 값과 페어를 이룬 예측모드를 대표모드로 출력한다.The derivation function outputs the prediction mode paired with the smallest distortion value from the distortion histogram as the representative mode.
두 종류의 대표모드 유도 방법에 대해 전술한 바와 같은 유도함수 getExtraIntraMode()의 동작은 하나의 대표모드를 생성하는 경우를 기술한다. 만약 복수의 대표모드를 생성하는 경우 대표모드의 개수 numExtraMode를 추가로 입력함으로써, 유도함수가 확장될 수 있다. The operation of the derivation function getExtraIntraMode() as described above regarding the two types of representative mode derivation methods describes the case of generating one representative mode. If multiple representative modes are created, the derived function can be expanded by additionally entering numExtraMode, the number of representative modes.
한편, getExtraIntraMode()에 의해 유추된 대표모드가 기존 예측자의 예측모드와 같은 종류의 예측모드이거나, 대표모드가 아예 유추되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 유추 과정에서 다음 우선순위에 있는 예측모드가 대표모드로 사용될 수 있다. 또는, 또다른 유추 방법을 이용하여 대표모드가 유추되거나 사전에 설정된 모드가 대표모드로 사용될 수 있다.Meanwhile, the representative mode inferred by getExtraIntraMode() may be the same type of prediction mode as the existing predictor's prediction mode, or the representative mode may not be inferred at all. In this case, the prediction mode with the next priority can be used as the representative mode in the inference process. Alternatively, the representative mode may be inferred using another inference method, or a preset mode may be used as the representative mode.
<실현예 1-4> 실현예 1-1 내지 실현예 1-3의 조합<Realization Example 1-4> Combination of Realization Examples 1-1 to 1-3
본 실현예에서, 수학식 3 또는 수학식 4에 따라, 영상 복호화 장치는 복수의 제2 예측자를 생성하는 경우, 각 제2 예측자를 생성하는 예측모드(이하, '대표모드'로 명칭함)를 유추하기 위해 실현예 1-1 내지 실현예 1-3에서 제시된 방법들 중 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 전술한 실현예들에는, 이미 각 실현예 내 하나의 특정한 방법으로 동시에 복수의 대표모드들을 유추하는 방법이 기술되어 있다. 본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 각 제2 예측자를 생성 시, 상이한 방법들을 이용하여 대표모드들을 유추할 수 있다.In this implementation, according to Equation 3 or Equation 4, when generating a plurality of second predictors, the video decoding device uses a prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') to generate each second predictor. For inference, one of the methods presented in Realization Example 1-1 to Realization Example 1-3 can be selected and used. In the above-described implementation examples, a method of simultaneously inferring a plurality of representative modes using one specific method within each implementation has already been described. In this implementation, the image decoding device may infer representative modes using different methods when generating each second predictor.
예를 들어, 2 개의 추가 예측자를 생성하는 경우, 영상 복호화 장치는 실현예 1-1을 이용하여 첫 번째 대표모드를 유추하고, 실현예 1-2를 이용하여 두 번째 대표모드를 유추할 수 있다. 또는, 첫 번째 대표모드는 실현예 1-2의 첫 번째 방법(가장 큰 인텐시티를 갖는 예측모드를 도출하는 방법)에 기초하여 유추되고, 두 번째 대표모드는 실현예 1-2에서 두 번째 방법(가장 작은 왜곡을 갖는 예측모드를 도출하는 방법)에 기초하여 유추될 수 있다. 다른 예들로서, 다양한 유추 방법의 조합들이 존재할 수 있으며, 추가 예측자들의 개수가 증가할수록 더 다양한 조합의 유추 방법이 사용될 수 있다.For example, when generating two additional predictors, the video decoding device can infer the first representative mode using Realization Example 1-1 and the second representative mode using Realization Example 1-2. . Alternatively, the first representative mode is inferred based on the first method (method of deriving the prediction mode with the largest intensity) in Realization Example 1-2, and the second representative mode is inferred based on the second method in Realization Example 1-2 ( It can be inferred based on the method of deriving the prediction mode with the smallest distortion. As other examples, combinations of various inference methods may exist, and as the number of additional predictors increases, more various combinations of inference methods may be used.
<실현예 2> 가중 결합을 위한 가중치를 설정하는 방법<Implementation Example 2> Method of setting weights for weighted combination
본 실현예에서는, 실현예 1에 따라 유추한 대표모드에 기초하여 생성한 제2 예측자, 및 기존 CCLM 예측에 따라 생성한 제1 예측자를, 수학식 3에 기초하여 가중 결합하는 방법이 기술된다. 영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치에 의해 명시적으로 가중치를 신호(signaling)받지 않고 특정 가중치를 고정한 채로 사용할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 주변 크로마 블록들의 너비/높이/넓이/종횡비/예측모드/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리, 주변 크로마 화소들의 값/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리, 대응 루마 영역에 포함된 블록 및 그 주변 블록들의 너비/높이/넓이/종횡비/예측모드/위치/개수, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 루마 화소들의 값/위치/개수 중 적어도 하나를 고려하여 가중치를 유추할 수 있다. In this implementation, a method of weightedly combining a second predictor generated based on the representative mode inferred according to Realization Example 1 and a first predictor generated according to existing CCLM prediction based on Equation 3 is described. . The video decoding device can be used with a specific weight fixed without being explicitly signaled by the video encoding device. In addition, the video decoding device determines the width/height/width/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma blocks of the current chroma block, and the value/position/number/up to the current chroma block of the surrounding chroma pixels. Consider at least one of the following: distance, width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number of blocks included in the corresponding luma area and its surrounding blocks, and value/position/number of luma pixels in and around the corresponding luma area. Thus, the weight can be inferred.
영상 복호화 장치는 수학식 3에서 w(i,j)를 적절히 설정함으로써, 다양한 가중 결합 방법들을 구현할 수 있다. 이하, 기본적으로 기존 CCLM 모드로 생성한 제1 예측자(대응 루마 영역의 정보(①)에 따른 예측자) 외에 1 개의 제2 예측자(동일 채널의 정보(②)에 따른 예측자)가 존재하는 경우에 대해 가중 결합 방법들이 기술되나, 복수의 추가 예측자들이 존재하는 경우에 대해서도 동일 방법들이 응용될 수 있다. The video decoding device can implement various weighted combining methods by appropriately setting w(i,j) in Equation 3. Hereinafter, basically, in addition to the first predictor (predictor based on information (①) of the corresponding luma area) generated in the existing CCLM mode, there is one second predictor (predictor based on information (②) of the same channel). Weighted combination methods are described for the case, but the same methods can also be applied to the case where a plurality of additional predictors exist.
이하, 실현예 2-1 내지 실현예 2-5는 예측자 내 화소 전체에 대해 동일한 가중치를 설정하는 방법들이다. 해당 실현예들에 대한 가중 결합 방법은 수학식 7에 나타낸 바와 같이, 예측자 내 화소 좌표 (i,j)의 영향을 고려하지 않은 채로 서술된다. Hereinafter, Realization Examples 2-1 to 2-5 are methods for setting the same weight for all pixels in the predictor. The weighted combining method for the corresponding implementations is described without considering the influence of pixel coordinates (i,j) in the predictor, as shown in Equation 7.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000009
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예측자 내 화소 좌표 (i,j)에 따라 가중치를 상이하게 설정하는 방법인 경우, 수학식 3의 표현을 사용하여 기술될 수 있다.In the case of a method of setting weights differently according to pixel coordinates (i,j) in the predictor, it can be described using the expression of Equation 3.
한편, 전술한 바는 수학식 4를 이용하는 실현예에도 동일하게 적용될 수 있다.Meanwhile, the above can be equally applied to the implementation example using Equation 4.
<실현예 2-1> 사전에 정의된 가중치를 사용<Implementation Example 2-1> Using predefined weights
본 실현예에서, 수학식 3 또는 수학식 4에 따라, 영상 복호화 장치는 사전에 정의된 가중치 wCCLM을 사용한다. 이때, 사전에 정의된 가중치로는 균등한 가중치, CCLM 예측에 더 높은 가중치(3:1, 7:1,...), 또는 CCLM 예측에 더 낮은 가중치(1:3, 1:7, ...)가 이용될 수 있다. In this implementation, according to Equation 3 or Equation 4, the image decoding device uses a predefined weight w CCLM . At this time, the predefined weights include equal weights, higher weights for CCLM predictions (3:1, 7:1,...), or lower weights for CCLM predictions (1:3, 1:7, . ..) can be used.
예컨대, 수학식 8에 나타낸 바와 같이, 영상 복호화 장치는 모든 예측자들에게 균등한 가중치를 설정할 수 있다.For example, as shown in Equation 8, an image decoding device can set equal weights for all predictors.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000010
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또는, 수학식 9에 나타낸 바와 같이, 영상 복호화 장치는 CCLM 예측에 따른 제1 예측자에게 더 높은 가중치를 설정할 수 있다.Alternatively, as shown in Equation 9, the image decoding device may set a higher weight to the first predictor according to CCLM prediction.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000011
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<실현예 2-2> 현재 크로마 블록의 주변 크로마 블록들의 정보를 사용<Implementation Example 2-2> Using information from chroma blocks surrounding the current chroma block
본 실현예에서, 수학식 3에 따라, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 주변 크로마 블록들의 너비/높이/면적/예측모드/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리 등의 정보를 사용하여 가중치를 설정한다. 일반적으로 현재 크로마 블록과 주변 크로마 블록들 간에는 연관성이 존재할 수 있다. 따라서, 제2 예측자(predintra) 생성을 위한 예측모드(이하, '대표모드'로 명칭함)를 사용하는 주변 크로마 블록들과 현재 크로마 블록 간의 연관성이 수치화될 수 있다. 이하, 수치화된 연관성을 주변화소 연관도 rC로 명칭한다. 영상 복호화 장치는 주변화소 연관도 rC를 이용하여 가중치 wCCLM의 값을 설정할 수 있다. In this implementation, according to Equation 3, the image decoding device sets the weight using information such as width/height/area/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of the surrounding chroma blocks of the current chroma block. Set it. In general, there may be a correlation between the current chroma block and surrounding chroma blocks. Accordingly, the correlation between the current chroma block and surrounding chroma blocks using a prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') for generating the second predictor (pred intra ) can be quantified. Hereinafter, the numerical correlation is referred to as peripheral pixel correlation r C. The video decoding device can set the value of the weight w CCLM using the neighboring pixel correlation r C .
본 실현예에서, 대표모드는 전술한 바와 같이, 도 3a에 예시된 67 개의 인트라 예측모드들 중 하나일 수 있다. 또는, 대표모드는 67 개의 인트라 예측모드들 전체를 통칭하는 인트라 예측모드일 수 있다. 대표모드가 전체 인트라 예측모드들인 경우, 대표모드가 아닌 예측모드는 MIP 모드, CCLM 모드 등을 포함할 수 있다. In this implementation, the representative mode may be one of the 67 intra prediction modes illustrated in FIG. 3A, as described above. Alternatively, the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes. If the representative mode is all intra prediction modes, prediction modes other than the representative mode may include MIP mode, CCLM mode, etc.
한편, 본 실현예가 수학식 4를 따르는 경우, 현재 크로마 블록의 예측자(predCCLM) 생성을 위한 예측모드(이하, '대표모드'로 명칭함), 및 현재 크로마 블록의 주변 블록들의 정보를 사용하여 예측자(predCCLM)의 주변화소 연관도 rC가 유추될 수 있다. 이후, 주변화소 연관도를 rC를 이용하여 가중치 wintra의 값이 설정될 수 있다.Meanwhile, when this implementation follows Equation 4, a prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') for generating a predictor (pred CCLM ) of the current chroma block, and information on neighboring blocks of the current chroma block are used. Thus, the correlation degree r C of the surrounding pixels of the predictor (pred CCLM ) can be inferred. Afterwards, the value of the weight w intra can be set using r C as the degree of correlation between the surrounding pixels.
영상 복호화 장치는 주변화소 연관도 rC의 유도 방법으로서 다음과 같은 세 가지 방법들 중 하나를 사용할 수 있다.The video decoding device can use one of the following three methods as a method of deriving the peripheral pixel correlation r C.
아래의 방법들의 예시에서 고려된 주변 크로마 블록들은 현재 크로마 블록에 인접한 블록들이나, 이 외에도 약간 떨어진 블록들을 포함하여 실시예에 따라 주변 크로마 블록들의 범위가 다양하게 설정될 수 있다. The surrounding chroma blocks considered in the examples of the methods below include blocks adjacent to the current chroma block or blocks that are slightly distant, and the range of the surrounding chroma blocks may be set in various ways depending on the embodiment.
첫 번째 방법으로서, 현재 크로마 블록의 주변 크로마 블록들 중 대표모드를 사용하는 주변 블록들의 비율을 블록 개수 기반으로 산정하여 rC가 유도될 수 있다. As a first method, r C can be derived by calculating the ratio of neighboring blocks that use the representative mode among neighboring chroma blocks of the current chroma block based on the number of blocks.
예를 들어, 현재 크로마 블록의 주변 블록들의 전체 개수 중 대표모드를 사용하는 주변 블록들의 개수의 비율을 산정한 후, 이 비율이 rC로 설정될 수 있다. 영상 복호화 장치는, 수학식 10에 나타낸 바와 같이 이 비율을 제2 예측자의 가중치로 이용하고, 1에서 해당 비율을 감산한 값을 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. For example, after calculating the ratio of the number of neighboring blocks using the representative mode among the total number of neighboring blocks of the current chroma block, this ratio may be set to r C. The video decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 10, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
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현재 크로마 블록의 주변 블록들과 예측모드들이 도 19의 예시와 같이 분포하는 경우를 가정한다. 도 19의 예시에서, 현재 크로마 블록의 주변 블록들은 총 5 개이고 이중 3 개의 주변 블록들이 대표모드인 Planar 모드를 사용한다. 따라서, 영상 복호화 장치는 수학식 10에 따라 3/5을 제2 예측자의 가중치로 설정하고 2/5를 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. 만약 복수의 추가 예측자를 가중 결합하는 경우, 각 추가 예측자의 가중치를 동일한 방법으로 계산한 후, 영상 복호화 장치는 1에서 추가 예측자의 가중치들의 합을 감산한 값을 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다.Assume that the neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block are distributed as shown in the example of FIG. 19. In the example of FIG. 19, there are a total of 5 neighboring blocks of the current chroma block, and 3 of these neighboring blocks use the representative mode, Planar mode. Therefore, the video decoding device may set 3/5 as the weight of the second predictor and 2/5 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 10. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
두 번째 방법으로서, 현재 크로마 블록의 주변 크로마 블록들 중 대표모드를 사용하는 주변 블록들의 비율을 블록 면적 기반으로 산정하여 rC가 유도될 수 있다. As a second method, r C can be derived by calculating the ratio of neighboring blocks that use the representative mode among neighboring chroma blocks of the current chroma block based on block area.
예를 들어, 현재 크로마 블록의 주변 블록들의 전체 면적 중 대표모드를 사용하는 주변 블록들의 면적의 비율을 산정한 후, 이 비율이 rC로 설정될 수 있다. 영상 복호화 장치는, 수학식 11에 나타낸 바와 같이 이 비율을 제2 예측자의 가중치로 이용하고, 1에서 해당 비율을 감산한 값을 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. For example, after calculating the ratio of the area of neighboring blocks using the representative mode to the total area of neighboring blocks of the current chroma block, this ratio may be set to r C. The image decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 11, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
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현재 크로마 블록의 주변 블록들과 예측모드들이 도 20의 예시와 같이 분포하는 경우를 가정한다. 도 20의 예시에서, 현재 크로마 블록의 주변 블록들의 전체 면적은 68이고 이중 대표모드인 Planar 모드를 사용하는 주변 블록들의 넓이는 28이다. 따라서, 영상 보호화 장치는 수학식 11에 따라 28/68를 제2 예측자의 가중치로 설정하고 40/68를 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. 만약 복수의 추가 예측자를 가중 결합하는 경우, 각 추가 예측자의 가중치를 동일한 방법으로 계산한 후, 영상 복호화 장치는 1에서 추가 예측자의 가중치들의 합을 감산한 값을 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다.Assume that the neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block are distributed as shown in the example of FIG. 20. In the example of FIG. 20, the total area of neighboring blocks of the current chroma block is 68, and the area of neighboring blocks using Planar mode, the representative mode, is 28. Therefore, the video protection device can set 28/68 as the weight of the second predictor and 40/68 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 11. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
세 번째 방법으로서, 현재 크로마 블록이 주변 크로마 블록들과 인접한 전체 변의 길이 중 대표모드를 사용하는 주변 블록들이 현재블록과 인접한 변의 길이의 비율에 기초하여 rC가 유도될 수 있다. As a third method, r C can be derived based on the ratio of the lengths of the sides adjacent to the current block of neighboring blocks using the representative mode among the lengths of all sides adjacent to the current chroma block and neighboring chroma blocks.
예를 들어, 현재 크로마 블록이 주변 크로마 블록들과 인접한 전체 변의 길이 중 대표모드를 사용하는 주변 블록들이 현재 크로마 블록에 인접한 변의 길이의 비율을 산정한 후, 이 비율이 rC로 설정될 수 있다. 영상 복호화 장치는, 수학식 12에 나타낸 바와 같이 이 비율을 제2 예측자의 가중치로 이용하고, 1에서 해당 비율을 감산한 값을 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다.For example, after calculating the ratio of the lengths of the sides of the current chroma block adjacent to the current chroma block among the lengths of the sides of the current chroma block adjacent to the surrounding chroma blocks, this ratio may be set to r C. . The video decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 12, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
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현재 크로마 블록의 주변 블록들과 예측모드들이 도 21의 예시와 같이 분포하는 경우를 가정한다. 도 21의 예시에서, 주변 블록들이 현재 크로마 블록과 인접한 전체 변의 길이는 16이고 이중 대표모드인 Planar 모드를 사용하는 주변 블록들이 현재 크로마 블록과 인접한 변의 길이는 10이다, 따라서, 영상 복호화 장치는 수학식 12에 따라 10/16를 제2 예측자의 가중치로 설정하고 6/16를 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. 만약 복수의 추가 예측자를 가중 결합하는 경우, 각 추가 예측자의 가중치를 동일한 방법으로 계산한 후, 영상 복호화 장치는 1에서 추가 예측자의 가중치들의 합을 감산한 값을 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다.Assume that the neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block are distributed as shown in the example of FIG. 21. In the example of FIG. 21, the total side length of the neighboring blocks adjacent to the current chroma block is 16, and the length of the adjacent blocks adjacent to the current chroma block of the neighboring blocks using Planar mode, which is a representative mode, is 10. Therefore, the image decoding device uses math According to Equation 12, 10/16 can be set as the weight of the second predictor and 6/16 can be set as the weight of the first predictor generated by CCLM mode. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
도 19 내지 도 21의 예시에서, 하나의 인트라 예측모드, 즉 Planar 모드가 대표모드로 사용되나, 전술한 바와 같이 대표모드는 67 개의 인트라 예측모드들 전체를 통칭하는 인트라 예측모드일 수 있다. In the examples of FIGS. 19 to 21, one intra prediction mode, that is, Planar mode, is used as the representative mode, but as described above, the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes.
본 실현예에서, 주변화소 연관도 rC를 산정하는 과정에서 전체 주변 블록들의 개수 또는 전체 주변 블록들의 면적이 2의 제곱수 형태가 아닌 경우, 이를 하드웨어 구현 시, 나눗셈 과정에서 계산 복잡도가 크게 증가될 수 있다. 따라서, 영상 복호와 장치는 주변화소 연관도를 도출하는 과정에서 각 분모와 분자에 대해 수학식 13에 나타낸 바와 같은 연산을 이용하여 2의 제곱수 형태로 근사화를 진행한 후, 수학식 10 내지 수학식 12를 이용하여 주변화소 연관도를 도출할 수 있다. In this implementation, in the process of calculating the neighboring pixel correlation r C , if the total number of neighboring blocks or the area of all neighboring blocks is not in the form of a power of 2, when implementing this in hardware, the calculation complexity will greatly increase during the division process. You can. Therefore, in the process of deriving the correlation between neighboring pixels, the image decoding device approximates each denominator and numerator in the form of a power of 2 using the operation shown in Equation 13, and then Equation 10 to Equation 10. 12 can be used to derive the relevance of surrounding pixels.
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또는, 주변화소 연관도 rC를 산정하는 과정에서 영상 복호화 장치는 기결정된 비중값 p를 추가로 곱하여 주변화소 연관도의 비중(importance)을 조절할 수 있다. 예를 들어, 비중값 p를 적용함에 따라 수학식 10의 주변화소 연관도는 수학식 14와 같이 표현될 수 있다.Alternatively, in the process of calculating the neighboring pixel relevance r C , the video decoding device may adjust the importance of the neighboring pixel relevance by additionally multiplying the predetermined importance value p. For example, by applying the specific gravity p, the degree of relevance of the surrounding pixels in Equation 10 can be expressed as Equation 14.
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또는, 영상 복호와 장치는 도출한 가중치를 1/2, 1/4, 1/8 등 가장 가까운 1/2의 제곱수로 근사화할 수 있다. 또는, 영상 복호화 장치는 0과 1 사이의 가중치 구간을 2등분, 4등분, 8등분 등과 같이 등분하거나 가변적 분할 길이를 이용하여 분할하고, 분할 위치의 값을 대표 가중치 값으로 선정한 후, 도출한 가중치를 가장 가까운 대표 가중치 값으로 근사화할 수 있다. 이 외에도 실시예에 따라 다양한 조건식 또는 계산식을 이용하여 가중치가 추가적으로 조정될 수 있다.Alternatively, the image decoder and device can approximate the derived weight to the nearest power of 1/2, such as 1/2, 1/4, or 1/8. Alternatively, the video decoding device divides the weight section between 0 and 1 into equal parts such as 2 parts, 4 parts, 8 parts, etc. or uses a variable partition length, selects the value of the split position as the representative weight value, and then uses the derived weight can be approximated with the closest representative weight value. In addition, depending on the embodiment, the weights may be additionally adjusted using various conditional expressions or calculation formulas.
<실현예 2-3> 대응 루마 영역에 포함된 블록들 및 그 주변 블록들의 정보를 사용<Implementation Example 2-3> Using information on blocks included in the corresponding luma area and their surrounding blocks
본 실현예에서, 수학식 3 에 따라, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 영역(이하, '대응 루마 영역')에 포함된 블록들 및 그 주변 블록들의 너비/높이/면적/예측모드/종횡비/위치/개수 등의 정보를 사용하여 가중치를 설정한다. 현재 크로마 블록과 대응 루마 영역 간에는 일정한 상관 관계가 존재할 수 있다. 따라서, 제2 예측자(predintra) 생성을 위한 예측모드(이하, '대표모드'로 명칭함)를 사용하는 영역 내 블록들과 현재 크로마 블록 간의 연관성이 수치화될 수 있다. 이하, 수치화된 연관성을 루마화소 연관도 rL로 명칭한다. 영상 복호화 장치는 루마화소 연관도 rL을 이용하여 가중치 wCCLM의 값을 설정할 수 있다. 다만, 본 실현예에서는 대응 루마 영역에 포함된 블록 및 주변 블록들의 정보만을 사용하므로, 주변 화소 정보에 기초하여 예측자를 생성하는 예측모드(예컨대, IPM)에 대해 대표모드의 가중치가 도출될 수 있다. In this implementation, according to Equation 3, the image decoding device determines the width/height/area/prediction mode of the blocks included in the luma area (hereinafter, 'corresponding luma area') corresponding to the current chroma block and the surrounding blocks. /Set the weight using information such as aspect ratio/position/number. There may be a certain correlation between the current chroma block and the corresponding luma area. Accordingly, the correlation between the blocks in the area using the prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') for generating the second predictor (pred intra ) and the current chroma block can be quantified. Hereinafter, the numerical correlation is referred to as luma pixel correlation r L. The video decoding device can set the value of the weight w CCLM using the luma pixel correlation r L. However, since this implementation uses only the information of the block included in the corresponding luma area and the surrounding blocks, the weight of the representative mode can be derived for the prediction mode (e.g., IPM) that generates the predictor based on the surrounding pixel information. .
본 실현예에서, 대표모드는 전술한 바와 같이, 도 3a에 예시된 67 개의 인트라 예측모드들 중 하나일 수 있다. 또는, 대표모드는 67 개의 인트라 예측모드들 전체를 통칭하는 인트라 예측모드일 수 있다. 대표모드가 전체 인트라 예측모드들인 경우, 대표모드가 아닌 예측모드는 MIP 모드, CCLM 모드 등을 포함할 수 있다. In this implementation, the representative mode may be one of the 67 intra prediction modes illustrated in FIG. 3A, as described above. Alternatively, the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes. If the representative mode is all intra prediction modes, prediction modes other than the representative mode may include MIP mode, CCLM mode, etc.
영상 복호화 장치는 루마화소 연관도 rL의 유도 방법으로서 다음과 같은 두 가지 방법들 중 하나를 사용할 수 있다.The video decoding device can use one of the following two methods as a method of deriving the luma pixel correlation r L.
아래의 방법들의 예시에서 고려된 블록들은 대응 루마 영역에 포함된 블록들이나, 이 외에도 대응 루마 영역의 주변 블록들을 포함하여 실시예에 따라 블록들의 범위가 다양하게 설정될 수 있다. The blocks considered in the examples of the methods below are blocks included in the corresponding luma area, but the range of blocks may be set in various ways depending on the embodiment, including blocks surrounding the corresponding luma area.
첫 번째 방법으로서, 대응 루마 영역에 포함된 블록들 중 대표모드를 사용하는 블록의 비율을 블록 면적 기반으로 산정하여 rL이 유도될 수 있다. As a first method, r L can be derived by calculating the ratio of blocks using the representative mode among blocks included in the corresponding luma area based on the block area.
예를 들어, 대응 루마 영역에 포함된 블록의 전체 개수 중 대표모드를 사용하는 블록의 개수의 비율을 산정한 후, 이 비율이 rL로 설정될 수 있다. 영상 복호화 장치는, 수학식 15에 나타낸 바와 같이 이 비율을 제2 예측자의 가중치로 이용하고, 1에서 해당 비율을 감산한 값을 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다.For example, after calculating the ratio of the number of blocks using the representative mode among the total number of blocks included in the corresponding luma area, this ratio may be set to r L . The image decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 15, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
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대응 루마 영역에 포함된 블록들과 예측모드들이 도 22의 예시와 같이 분포하는 경우를 가정한다. 도 22의 예시에서, 대응 루마 영역에 포함된 블록들은 총 5 개이고 이중 2 개의 블록들이 대표모드인 Planar 모드를 사용한다. 따라서, 영상 복호화 장치는 수학식 15에 따라 2/5를 제2 예측자의 가중치로 설정하고 3/5를 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. 만약 복수의 추가 예측자를 가중 결합하는 경우, 각 추가 예측자의 가중치를 동일한 방법으로 계산한 후, 영상 복호화 장치는 1에서 추가 예측자의 가중치들의 합을 감산한 값을 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다.Assume that the blocks and prediction modes included in the corresponding luma area are distributed as shown in the example of FIG. 22. In the example of FIG. 22, there are a total of 5 blocks included in the corresponding luma area, and 2 of these blocks use the representative mode, Planar mode. Therefore, the video decoding device may set 2/5 as the weight of the second predictor and 3/5 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 15. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
두 번째 방법으로서, 대응 루마 영역에 포함된 블록들 중 대표모드를 사용하는 블록의 비율을 블록 면적 기반으로 산정하여 rL이 유도될 수 있다. As a second method, r L can be derived by calculating the ratio of blocks using the representative mode among blocks included in the corresponding luma area based on the block area.
예를 들어, 대응 루마 영역의 면적 중 대표모드를 사용하는 블록들이 대응 루마 영역과 중첩되는 면적의 비율을 산정한 후, 이 비율이 rL로 설정될 수 있다. 영상 복호화 장치는, 수학식 16에 나타낸 바와 같이 이 비율을 제2 예측자의 가중치로 이용하고, 1에서 해당 비율을 감산한 값을 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. For example, after calculating the ratio of the area where blocks using the representative mode overlap with the corresponding luma area among the areas of the corresponding luma area, this ratio may be set to r L . The image decoding device can use this ratio as the weight of the second predictor, as shown in Equation 16, and set the value obtained by subtracting the ratio from 1 as the weight of the first predictor generated in CCLM mode.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000018
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대응 루마 영역에 포함된 블록들과 예측모드들이 도 23와 같이 분포하는 경우를 가정한다. 도 23의 예시에서, 대응 루마 영역의 전체 면적은 256이고 이중 대표모드인 Planar 모드를 사용하는 블록들이 대응 루마 영역과 중첩된 면적은 96이다. 따라서, 영상 복호화 장치는 수학식 16에 따라 96/256을 제2 예측자의 가중치로 설정하고 160/256을 CCLM 모드에 의해 생성된 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. 만약 복수의 추가 예측자를 가중 결합하는 경우, 각 추가 예측자의 가중치를 동일한 방법으로 계산한 후, 영상 복호화 장치는 1에서 추가 예측자의 가중치들의 합을 감산한 값을 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. Assume that the blocks and prediction modes included in the corresponding luma area are distributed as shown in FIG. 23. In the example of FIG. 23, the total area of the corresponding luma area is 256, and the area where blocks using Planar mode, a representative mode, overlap with the corresponding luma area is 96. Therefore, the video decoding device can set 96/256 as the weight of the second predictor and 160/256 as the weight of the first predictor generated by CCLM mode according to Equation 16. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
도 22 및 도 23의 예시에서, 하나의 인트라 예측모드, 즉 Planar 모드가 대표모드로 사용되나, 전술한 바와 같이 대표모드는 67 개의 인트라 예측모드들 전체를 통칭하는 인트라 예측모드일 수 있다. In the examples of FIGS. 22 and 23, one intra prediction mode, that is, Planar mode, is used as the representative mode, but as described above, the representative mode may be an intra prediction mode that collectively refers to all 67 intra prediction modes.
본 실현예에서, 루마화소 연관도 rL를 산정하는 과정에서 전체 대표모드를 사용하는 블록들의 개수 또는 전체 블록들과의 중첩 면적이 2의 제곱수 형태가 아닌 경우, 이를 하드웨어 구현 시, 나눗셈 과정에서 계산 복잡도가 크게 증가될 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치는 루마화소 연관도를 도출하는 과정에서 각 분모와 분자에 대해 수학식 13에 나타낸 바와 유사한 연산을 이용하여 2의 제곱수 형태로 근사화를 진행한 후, 수학식 15 및 수학식 16을 이용하여 루마화소 연관도를 도출할 수 있다. In this implementation, in the process of calculating the luma pixel correlation r L , if the number of blocks using all representative modes or the overlapping area with all blocks is not in the form of a power of 2, when implementing this in hardware, in the division process Computational complexity may increase significantly. Therefore, in the process of deriving the luma pixel correlation, the image decoding device approximates each denominator and numerator in the form of a power of 2 using an operation similar to that shown in Equation 13, and then Equation 15 and Equation 16 The luma pixel correlation can be derived using .
또는, 루마화소 연관도 rL를 산정하는 과정에서 영상 복호화 장치는 기결정된 비중값 p를 추가로 곱하여 루마화소 연관도 rL의 비중을 조절할 수 있다. 예를 들어, 비중값 p를 적용함에 따라 수학식 15의 루마화소 연관도는 수학식 17과 같이 표현될 수 있다.Alternatively, in the process of calculating the luma pixel correlation r L , the video decoding device may adjust the proportion of the luma pixel correlation r L by additionally multiplying the predetermined proportion value p. For example, by applying the specific gravity p, the luma pixel correlation in Equation 15 can be expressed as Equation 17.
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또는, 영상 복호화 장치는 도출한 가중치를 1/2, 1/4, 1/8 등 가장 가까운 1/2의 제곱수로 근사화할 수 있다. 또는, 영상 복호화 장치는 0과 1 사이의 가중치 구간을 2등분, 4등분, 8등분 등과 같이 등분하거나 가변적 분할 길이를 이용하여 분할하고, 분할 위치의 값을 대표 가중치 값으로 선정한 후, 도출한 가중치를 가장 가까운 대표 가중치 값으로 근사화할 수 있다. 이 외에도 실시예에 따라 다양한 조건식 또는 계산식을 이용하여 가중치가 추가적으로 조정될 수 있다.Alternatively, the video decoding device may approximate the derived weight to the nearest power of 1/2, such as 1/2, 1/4, or 1/8. Alternatively, the video decoding device divides the weight section between 0 and 1 into equal parts such as 2 parts, 4 parts, 8 parts, etc. or uses a variable partition length, selects the value of the split position as the representative weight value, and then uses the derived weight can be approximated with the closest representative weight value. In addition, depending on the embodiment, the weights may be additionally adjusted using various conditional expressions or calculation formulas.
<실현예 2-4> 현재 크로마 블록 주변의 기복원된 크로마 정보를 사용<Implementation Example 2-4> Using restored chroma information around the current chroma block
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록 주변의 기복원된 크로마 정보, 즉 현재 크로마 블록 주변 화소들의 값/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리 등의 정보를 사용하여 가중치를 설정한다. 현재 크로마 블록 주변의 기복원된 정보는 주변 크로마 블록들의 너비/높이/면적/종횡비/예측모드/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리 등도 포함할 수 있으나, 이들을 활용한 방법은 실현예 2-2에 의존한다. 따라서, 본 실현예에서는 주로 현재 크로마 블록의 주변 화소들의 값/위치/개수/현재 크로마 블록까지의 거리 등의 정보에 기초하는 방법이 기술된다. 전술한 바와 같이, 현재 크로마 블록의 주변 화소들이 포함된 영역을 주변 크로마 화소 영역으로 명칭한다. In this implementation, the image decoding device sets the weight using the restored chroma information around the current chroma block, that is, information such as value/position/number/distance to the current chroma block of pixels around the current chroma block. The restored information around the current chroma block may also include the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number/distance to the current chroma block of surrounding chroma blocks, etc., but the method using these is Realization Example 2- Depends on 2. Therefore, in this implementation, a method mainly based on information such as value/position/number/distance to the current chroma block of pixels surrounding the current chroma block is described. As described above, the area containing the surrounding pixels of the current chroma block is called the surrounding chroma pixel area.
한편, 본 실현예에 따른 가중치 설정 방법은, 제2 예측자가 predCCLM 또는 predintra인 경우에 적용될 수 있다. 이하, 제2 예측자가 predintra인 경우에 대해 가중치를 설정하는 방법이 기술된다. Meanwhile, the weight setting method according to this implementation example can be applied when the second predictor is pred CCLM or pred intra . Hereinafter, a method for setting weights for the case where the second predictor is pred intra is described.
영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록 주변의 기복원된 크로마 정보를 사용하여 가중치를 유도하기 위해 다음과 같은 방법들 중 하나를 사용할 수 있다. The video decoding device can use one of the following methods to derive weights using the restored chroma information around the current chroma block.
첫 번째 방법으로서, 영상 복호화 장치는 에지 검출 필터를 이용하여 현재 크로마 블록 주변 화소들의 값들로부터 도출된 예측모드들 및 인텐시티들을 산정한 후, 전체 인텐시티들 중 대표모드의 인텐시티가 차지하는 비율을 제2 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 DIMD 기술에서 예측모드를 유도할 때 사용하는 방법을 차용할 수 있다. 본 실현예는 실현예 1-2의 첫 번째 방법과 동작이 매우 유사하다. 전술한 바와 같이 에지 검출 필터를 이용하여 유추 가능한 예측모드는 방향성 예측모드로 제한되므로, 본 실현예는 수학식 3에 따른, 제2 예측자가 predintra인 경우로 한정될 수 있다.As a first method, the image decoding device calculates prediction modes and intensities derived from the values of pixels surrounding the current chroma block using an edge detection filter, and then makes a second prediction based on the ratio of the intensity of the representative mode among all intensities. It can be set to your own weight. For this purpose, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD technology. This implementation is very similar in operation to the first method of Realization Example 1-2. As described above, the prediction mode that can be inferred using the edge detection filter is limited to the directional prediction mode, so this implementation may be limited to the case where the second predictor is pred intra according to Equation 3.
설정된 대표모드가 방향성 모드인 경우, 실현예 1-2의 첫 번째 방법에 따라 도 24의 예시와 같이 방향성 모드들에 대해 인텐시티 히스토그램이 생성된 경우를 가정한다. 영상 복호화 장치는 인텐시티 히스토그램으로부터 대표모드의 인텐시티를 이용하여 가중치를 설정할 수 있다. 이하, 인텐시티 히스토그램을 이용한 가중치 설정을 위한 설명에서, 대표모드 M은 19번 모드로 가정한다.When the set representative mode is the directional mode, it is assumed that intensity histograms are generated for the directional modes as shown in the example of FIG. 24 according to the first method of Realization Example 1-2. The video decoding device can set weights using the intensity of the representative mode from the intensity histogram. Hereinafter, in the description for setting weights using the intensity histogram, representative mode M is assumed to be mode 19.
일 예로서, 수학식 18과 같이 인텐시티 히스토그램 내 인텐시티들의 총합 대비 대표모드의 인텐시티의 비율이 가중치로 설정될 수 있다.As an example, the ratio of the intensity of the representative mode to the total of the intensities in the intensity histogram can be set as the weight, as shown in Equation 18.
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따라서, 도 24에 예시된 인텐시티 히스토그램에서, 대표모드의 가중치는 25/95로 설정된다.Therefore, in the intensity histogram illustrated in Figure 24, the weight of the representative mode is set to 25/95.
다른 예로서, 수학식 19와 같이 인텐시티 히스토그램 내 n 개의 (n=2,3,4,..) 상위 인텐시티들의 총합 대비 대표모드의 인텐시티의 비율이 가중치로 설정될 수 있다. As another example, as shown in Equation 19, the ratio of the intensity of the representative mode to the total of n (n = 2, 3, 4,..) top intensities in the intensity histogram may be set as the weight.
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n이 3인 경우, 도 24에 예시된 인텐시티 히스토그램에서, 대표모드의 가중치는 25/65로 설정된다.When n is 3, in the intensity histogram illustrated in FIG. 24, the weight of the representative mode is set to 25/65.
또다른 예시로서, 현재 크로마 블록의 주변 블록들과 예측모드들이 도 25의 예시와 같이 분포하는 경우를 가정한다. 수학식 20과 같이, 대표모드와 현재 크로마 블록의 주변 블록들이 인텐시티 히스토그램에서 사용하고 있는 예측모드들 중 방향성 모드들에 대해, 이러한 방향성 모드들의 인텐시티들의 총합 대비 대표모드의 인텐시티의 비율이 가중치로 설정될 수 있다.As another example, assume that the neighboring blocks and prediction modes of the current chroma block are distributed as shown in the example of FIG. 25. As shown in Equation 20, for the directional modes among the prediction modes used in the intensity histogram by the representative mode and neighboring blocks of the current chroma block, the ratio of the intensity of the representative mode to the total of the intensities of these directional modes is set as the weight. It can be.
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따라서, 도 24에 예시된 인텐시티 히스토그램에서, 대표모드의 가중치는 25/56로 설정된다.Therefore, in the intensity histogram illustrated in Figure 24, the weight of the representative mode is set to 25/56.
이 외에도 다양한 방법에 따라 대표모드의 인텐시티를 이용하여 가중치가 설정될 수 있다. 만약 복수의 추가 예측자를 가중 결합하는 경우, 각 추가 예측자의 가중치를 동일한 방법으로 계산한 후, 영상 복호화 장치는 1에서 추가 예측자의 가중치들의 합을 감산한 값을 제1 예측자의 가중치로 설정할 수 있다.In addition, weights can be set using the intensity of the representative mode according to various methods. If a plurality of additional predictors are weighted and combined, after calculating the weight of each additional predictor in the same way, the video decoding device can set the value obtained by subtracting the sum of the weights of the additional predictors from 1 as the weight of the first predictor. .
두 번째 방법으로서, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 주변 화소들의 정보를 기반으로 각 예측모드의 왜곡을 산정한 후, 전체 왜곡 값들 중 대표모드의 왜곡이 차지하는 비율을 제2 예측자의 가중치 설정 시 이용할 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 TIMD 기술에서 예측모드를 유도할 때 사용하는 방법을 차용할 수 있다. 본 실현예는 실현예 1-2의 두 번째 방법과 동작이 매우 유사하다. 영상 복호화 장치는 실현예 1-2의 두 번째 방법에 따라 예측모드 후보들의 왜곡 값 D를 산정한 후, 각 예측모드 후보에 대해 수학식 21 또는 수학식 22에 따라 산정된 값을 실현예 1-2의 첫 번째 방법에서 사용하는 인텐시티 값으로 치환한다. As a second method, the image decoding device calculates the distortion of each prediction mode based on information on surrounding pixels of the current chroma block, and then uses the ratio of the distortion of the representative mode among the total distortion values when setting the weight of the second predictor. You can. For this purpose, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in TIMD technology. This implementation is very similar in operation to the second method of Realization Example 1-2. The video decoding device calculates the distortion value D of the prediction mode candidates according to the second method of Realization Example 1-2, and then calculates the value calculated according to Equation 21 or Equation 22 for each prediction mode candidate as Realization Example 1- Replace with the intensity value used in the first method of 2.
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이후, 영상 복호화 장치는 본 실현예의 첫 번째 방법과 동일하게 인텐시티 히스토그램을 생성한 후, 이를 이용하여 가중치를 설정할 수 있다. 각 예측모드의 인텐시티가 클수록 대표모드로 적합하고, 반대로 왜곡은 작아야 대표모드로 적합하므로, 인텐시티와 왜곡은 반비례의 관계를 갖는다. 따라서, 수학식 21 및 수학식 22 외에도 다양한 방법으로 왜곡이 인텐시티로 치환될 수 있다. 왜곡을 인텐시티로 치환하는 방법 외에도, 다양한 방법을 이용하여 예측모드 후보들의 왜곡 값들 중 대표모드의 왜곡이 차지하는 비율이 산정된 후, 이 비율을 이용하여 가중치가 설정될 수 있다.Afterwards, the video decoding device can generate an intensity histogram in the same manner as the first method of this implementation and then set weights using it. The larger the intensity of each prediction mode, the more suitable it is as a representative mode, and conversely, the smaller the distortion, the more suitable it is as a representative mode. Therefore, intensity and distortion have an inverse relationship. Therefore, distortion can be replaced with intensity in various ways in addition to Equation 21 and Equation 22. In addition to the method of replacing distortion with intensity, the ratio of the distortion of the representative mode among the distortion values of the prediction mode candidates is calculated using various methods, and then the weight can be set using this ratio.
현재 크로마 블록의 주변 화소들의 값들로부터 가중치를 설정하기 위해, 전술한 바와 같은 두 가지 예시 외에도 다양한 방법이 이용될 수 있다. To set a weight from the values of surrounding pixels of the current chroma block, various methods other than the two examples described above can be used.
<실현예 2-5> 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 기복원된 정보를 사용<Realization Example 2-5> Using the restored information in and around the corresponding luma area
본 실시예에서, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 영역(이하, '대응 루마 영역')의 내부 및 그 주변의 기복원된 정보, 즉, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 화소들의 값/위치/개수 등의 정보를 사용하여 제 2 예측자의 가중치를 설정한다. 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 기복원된 정보는 대응 루마 영역에 포함된 블록 및 그 주변 블록들의 너비/높이/면적/종횡비/예측모드/위치/개수 등도 포함할 수 있으나, 이들을 활용한 방법은 실현예 2-3에 의존한다. 따라서, 본 실현예에서는 주로 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 화소들의 값/위치/개수 등의 정보에 기초하는 방법이 기술된다. 다만, 본 실현예에서는 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 기복원된 정보만을 사용하므로, 대응 루마 영역의 정보를 사용하여 크로마 예측자를 생성하는 예측모드(즉, CCLM 모드)가 유추될 수 없다. 전술한 바와 같이, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 화소들이 포함된 영역을 루마 화소 영역으로 명칭한다. In this embodiment, the image decoding device stores the reconstructed information inside and around the luma area (hereinafter, 'corresponding luma area') corresponding to the current chroma block, that is, the values of pixels inside and around the corresponding luma area. Set the weight of the second predictor using information such as /position/number. The restored information in and around the corresponding luma area may also include the width/height/area/aspect ratio/prediction mode/position/number of blocks included in the corresponding luma area and the blocks surrounding them, but the method of utilizing these is It depends on Realization Example 2-3. Therefore, in this implementation, a method mainly based on information such as value/position/number of pixels in and around the corresponding luma area is described. However, since this implementation only uses the reconstructed information in and around the corresponding luma area, the prediction mode (i.e., CCLM mode) that generates the chroma predictor using the information in the corresponding luma area cannot be inferred. As described above, an area containing pixels within and around the corresponding luma area is called a luma pixel area.
영상 복호화 장치는 대응 루마 영역 내부 및 그 주변의 기복원된 정보를 사용하여 가중치를 유도하기 위해 다음과 같은 방법들 중 하나를 사용할 수 있다. The image decoding device may use one of the following methods to derive weights using the reconstructed information in and around the corresponding luma area.
첫 번째 방법으로서, 영상 복호화 장치는 에지 검출 필터를 이용하여 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 화소들의 값들로부터 도출된 예측모드들 및 인텐시티들을 산정한 후, 전체 인텐시티들 중 대표모드의 인텐시티가 차지하는 비율을 제2 예측자의 가중치로 설정할 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 DIMD 기술에서 예측모드를 유도할 때 사용하는 방법을 차용할 수 있다. 본 실현예는 실현예 1-3의 첫 번째 방법과 동작이 매우 유사하다. As a first method, the image decoding device calculates prediction modes and intensities derived from the values of pixels in and around the corresponding luma area using an edge detection filter, and then calculates the ratio of the intensity of the representative mode among all intensities. It can be set to the weight of the second predictor. For this purpose, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in DIMD technology. This implementation is very similar in operation to the first method of Realization Example 1-3.
설정된 대표모드가 방향성 모드인 경우, 실현예 1-3의 첫 번째 방법에 따라 도 24의 예시와 같이 방향성 모드들에 대해 인텐시티 히스토그램이 생성된 경우를 가정한다. 영상 복호화 장치는 인텐시티 히스토그램으로부터 대표모드의 인텐시티를 이용하여 가중치를 설정할 수 있다. 이후, 실현예 2-4의 첫 번째 방법과 동일하게 영상 복호화 장치는 인텐시티를 이용하여 가중치를 설정할 수 있다.When the set representative mode is the directional mode, it is assumed that intensity histograms are generated for the directional modes as shown in the example of FIG. 24 according to the first method of Realization Example 1-3. The video decoding device can set weights using the intensity of the representative mode from the intensity histogram. Thereafter, in the same manner as the first method of Realization Example 2-4, the video decoding device can set the weight using the intensity.
두 번째 방법으로서, 영상 복호화 장치는 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 화소들의 정보를 기반으로 각 예측모드의 왜곡을 산정한 후, 전체 왜곡 값들 중 대표모드의 왜곡이 차지하는 비율을 제2 예측자의 가중치 설정 시 이용할 수 있다. 이를 위해, 영상 복호화 장치는 TIMD 기술에서 예측모드를 유도할 때 사용하는 방법을 차용할 수 있다. 본 실현예는 실현예 1-3의 두 번째 방법과 동작이 매우 유사하다. 영상 복호화 장치는 실현예 1-3의 두 번째 방법에 따라 예측모드 후보들의 왜곡 값 D를 산정한 후, 실현예 2-4의 두 번째 방법과 동일하게 치환된 인텐시티를 이용하여 가중치를 설정할 수 있다.As a second method, the image decoding device calculates the distortion of each prediction mode based on information on pixels in and around the corresponding luma area, and then sets the weight of the second predictor based on the ratio of the distortion of the representative mode among the total distortion values. It is available at the time. For this purpose, the video decoding device can borrow the method used to derive the prediction mode in TIMD technology. This implementation is very similar in operation to the second method of Realization Examples 1-3. The image decoding device may calculate the distortion value D of the prediction mode candidates according to the second method of Realization Example 1-3, and then set the weight using the same permuted intensity as the second method of Realization Example 2-4. .
한편, 대응 루마 영역 내부 및 그 주변 화소들의 값들로부터 가중치를 설정하기 위해, 전술한 바와 같은 두 가지 예시 외에도 다양한 방법이 이용될 수 있다. Meanwhile, in order to set the weight from the values of pixels in and around the corresponding luma area, various methods other than the two examples described above can be used.
<실현예 3> 제2 예측자의 예측모드 및 가중치를 신호하는 방법<Realization Example 3> Method of signaling prediction mode and weight of second predictor
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 인트라 예측을 위한 정보를 유추하지 않고, 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 정보를 사용한다. 즉, 제2 예측자의 예측모드 관련 정보, 가중결합 관련 정보 등이 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 전송된다. 또한, 본 실시예의 적용 여부도 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 신호될 수 있다. In this implementation, the video decoding device does not infer information for intra prediction of the current chroma block, but uses information signaled from the video encoding device. That is, information related to the prediction mode of the second predictor, information related to weighted combination, etc. are transmitted from the video encoding device to the video decoding device. Additionally, whether or not this embodiment is applied can be signaled from the video encoding device to the video decoding device.
<실현예 3-1> 예측모드 관련 정보를 신호하는 방법<Implementation Example 3-1> Method of signaling information related to prediction mode
본 실현예에서, 제2 예측자 생성을 위한 예측모드(이하, '대표모드'로 명칭함) 관련 정보가 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 직접 신호된다. 이때, 관련 정보는 대표모드 개수, 대표모드 유도 방법, 대표모드 인덱스 등을 포함한다. In this implementation, information related to the prediction mode (hereinafter referred to as 'representative mode') for generating the second predictor is directly signaled from the video encoding device to the video decoding device. At this time, related information includes the number of representative modes, representative mode derivation method, representative mode index, etc.
첫 번째 방법으로서, 대표모드 개수는 다음과 같이 신호될 수 있다. 일 예로서, SPS(Sequence Parameter Set)/VPS(Video Parameter Set)/PPS(Picture Parameter Set)/SH(Slice Header)/CTU(Coding Tree Unit) 등과 같은 CU보다 상위 레벨에 대표모드 개수가 사전에 설정될 수 있다. 예컨대, 표 3과 같이, SPS 상에 대표모드 개수 sps_ccip_extra_mode_num가 사전에 정의될 수 있다. As a first method, the representative mode number can be signaled as follows. As an example, the number of representative modes is preset at a level higher than CU, such as SPS (Sequence Parameter Set)/VPS (Video Parameter Set)/PPS (Picture Parameter Set)/SH (Slice Header)/CTU (Coding Tree Unit), etc. can be set. For example, as shown in Table 3, the number of representative modes sps_ccip_extra_mode_num on the SPS may be defined in advance.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000025
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여기서, 변수명 내의 ccip는 Cross 'CCLM Intra Prediction'의 약자이다. 이하, 본 실시예와 관련된 신호의 변수명에는 ccip가 삽입된다. Here, ccip in the variable name is an abbreviation for Cross 'CCLM Intra Prediction'. Hereinafter, ccip is inserted into the variable name of the signal related to this embodiment.
영상 부호화 장치는 사전에 설정된 대표모드 개수를 부호화한 후 비트스트림에 포함시켜 영상 복호화 장치로 신호한다. 영상 복호화 장치는 비트스트림 내의 sps_ccip_extra_mode_num을 파싱한다. 이후, sps_ccip_extra_mode_num의 값에 따라 예측 수행 시 도출할 대표모드의 개수가 결정된다.The video encoding device encodes a preset number of representative modes, includes them in the bitstream, and signals them to the video decoding device. The video decoding device parses sps_ccip_extra_mode_num in the bitstream. Afterwards, the number of representative modes to be derived when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_extra_mode_num.
다른 예로서, 대표모드 개수가 CU 레벨에서 예측 수행 시마다 신호될 수 있다. 표 2에 전술된 크로마 채널의 인트라 예측모드 파싱 과정은 표 4 내지 표 6의 예시와 같이 변경될 수 있다. 표 4 또는 표 5에 따르면, 예측모드의 종류에 따라 ccip_extra_mode_num을 추가로 파싱함으로써, 각 블록 예측 시에 필요한 대표모드의 개수가 신호될 수 있다. As another example, the number of representative modes may be signaled each time prediction is performed at the CU level. The intra prediction mode parsing process of the chroma channel described above in Table 2 may be changed as shown in the examples in Tables 4 to 6. According to Table 4 or Table 5, the number of representative modes required when predicting each block can be signaled by additionally parsing ccip_extra_mode_num according to the type of prediction mode.
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Figure PCTKR2022019676-appb-img-000027
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또는, 표 6과 같이, 예측모드의 종류에 상관 없이 ccip_extra_mode_num가 추가로 파싱될 수 있다. Alternatively, as shown in Table 6, ccip_extra_mode_num can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000028
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두 번째 방법으로서, 대표모드 유도 방법은 다음과 같이 신호될 수 있다. 먼저, 실현예 1에서 제시된 대표모드 유도 방법들은 표 7에 예시된 바와 같이 인덱스로 구분될 수 있다. As a second method, the representative mode derivation method can be signaled as follows. First, the representative mode derivation methods presented in Realization Example 1 can be classified by index as illustrated in Table 7.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000029
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일 예로서, SPS/VPS/PPS/SH/CTU 등과 같은 CU보다 상위 레벨에 대표모드 유도 방법이 사전에 설정될 수 있다. 예컨대, 표 8과 같이, SPS 상에 대표모드 유도 방법의 인덱스 sps_ccip_mode_infer_idx가 사전에 정의될 수 있다.As an example, a representative mode derivation method may be set in advance at a level higher than CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU. For example, as shown in Table 8, the index sps_ccip_mode_infer_idx of the representative mode induction method on SPS may be defined in advance.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000030
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영상 부호화 장치는 사전에 정의된 대표모드 유도 방법의 인덱스를 부호화한 후 비트스트림에 포함시켜 영상 복호화 장치로 신호한다. 영상 복호화 장치는 비트스트림 내의 sps_ccip_mode_infer_idx를 파싱한다. 이후, sps_ccip_mode_infer_idx의 값에 따라 예측 수행 시에 사용할 대표모드 유도 방법이 결정된다. The video encoding device encodes the index of the predefined representative mode derivation method and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device. The video decoding device parses sps_ccip_mode_infer_idx in the bitstream. Afterwards, the representative mode derivation method to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_mode_infer_idx.
다른 예로서, 대표모드 유도 방법이 CU 레벨에서 예측 수행 시마다 신호될 수 있다. 크로마 채널의 인트라 예측모드 파싱 과정에서, 표 9 또는 표 10과 같이, 예측모드의 종류에 따라 ccip_mode_infer_idx을 추가로 파싱함으로써, 각 블록 예측 시에 필요한 대표모드 유도 방법이 신호될 수 있다. As another example, the representative mode derivation method may be signaled each time prediction is performed at the CU level. In the intra prediction mode parsing process of the chroma channel, the representative mode derivation method required for predicting each block can be signaled by additionally parsing ccip_mode_infer_idx according to the type of prediction mode, as shown in Table 9 or Table 10.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000031
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또는, 표 11과 같이, 예측모드의 종류에 상관 없이 ccip_mode_infer_idx가 추가로 파싱될 수 있다. Alternatively, as shown in Table 11, ccip_mode_infer_idx can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
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세 번째 방법으로서, 대표모드 인덱스는 다음과 같이 신호될 수 있다. 일 예로서, SPS/VPS/PPS/SH/CTU 등과 같은 CU보다 상위 레벨에 대표모드 인덱스가 사전에 설정될 수 있다. 예컨대, 표 12과 같이, SPS 상에 대표모드 인덱스 sps_ccip_extra_mode_idx가 사전에 정의될 수 있다.As a third way, the representative mode index can be signaled as follows. As an example, a representative mode index may be set in advance at a level higher than CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU. For example, as shown in Table 12, the representative mode index sps_ccip_extra_mode_idx may be defined in advance on the SPS.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000034
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영상 부호화 장치는 사전에 정의된 대표모드 인덱스를 부호화한 후 비트스트림에 포함시켜 영상 복호화 장치로 신호한다. 영상 복호화 장치는 비트스트림 내의 sps_ccip_extra_mode_idx를 파싱한다. 이후, sps_ccip_extra_mode_idx의 값에 따라 예측 수행 시에 사용할 대표모드가 결정된다. The video encoding device encodes a predefined representative mode index, includes it in the bitstream, and signals it to the video decoding device. The video decoding device parses sps_ccip_extra_mode_idx in the bitstream. Afterwards, the representative mode to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_extra_mode_idx.
다른 예로서, 대표모드 인덱스가 CU 레벨에서 예측 수행 시마다 신호될 수 있다. 크로마 채널의 인트라 예측모드 파싱 과정에서, 표 13 또는 표 14와 같이, 예측모드의 종류에 따라 ccip_extra_mode_idx을 추가로 파싱함으로써, 각 블록 예측 시에 필요한 대표모드 인덱스가 신호될 수 있다. As another example, the representative mode index may be signaled each time prediction is performed at the CU level. In the intra prediction mode parsing process of the chroma channel, the representative mode index required for prediction of each block can be signaled by additionally parsing ccip_extra_mode_idx according to the type of prediction mode, as shown in Table 13 or Table 14.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000035
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Figure PCTKR2022019676-appb-img-000036
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또는, 표 15와 같이, 예측모드의 종류에 상관 없이 ccip_extra_mode_idx가 추가로 파싱될 수 있다. Alternatively, as shown in Table 15, ccip_extra_mode_idx can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000037
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이때, ccip_extra_mode_idx는, 대표모드 개수가 1 개인 경우 1 개의 인덱스를 표시한다. 또한, ccip_extra_mode_idx는, 복수의 대표모드가 사용되는 경우 여러 대표모드 인덱스들의 리스트가 될 수 있다. At this time, ccip_extra_mode_idx displays 1 index when the number of representative modes is 1. Additionally, ccip_extra_mode_idx can be a list of multiple representative mode indices when multiple representative modes are used.
본 실현예의 일 예로서, 대표모드 개수 정보가 신호되면서 대표모드 유도 방법이 신호될 수 있다. 또는, 대표모드 개수 정보를 신호하지 않은 채로 기설정된 개수가 사용되고, 대표모드 유도 방법의 정보 대신 대표모드의 인덱스가 신호될 수 있다. 이 외에도 신호할 관련 정보와 신호하지 않을 관련 정보를 다양한 조합으로 선택함으로써, 다양한 예측 방식들이 생성될 수 있다. As an example of this implementation, a representative mode derivation method may be signaled while information on the number of representative modes is signaled. Alternatively, a preset number may be used without signaling representative mode number information, and the index of the representative mode may be signaled instead of information on the representative mode derivation method. In addition, various prediction methods can be created by selecting various combinations of relevant information to be signaled and related information not to be signaled.
<실현예 3-2> 가중결합 관련 정보를 신호하는 방법<Implementation Example 3-2> Method of signaling information related to weighted combination
본 실현예에서, 가중결합 관련 정보가 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 이때, 가중결합 관련 정보는 가중결합 방법, 가중결합 가중치, 비중값 등을 포함한다. 여기서, 비중값은 실현예 2-2 및 실현예 2-3에서 주변화소 연관도 및 루마화소 연관도 계산 과정에 곱해지는 값이다. In this implementation, weighted combining related information is signaled from the video encoding device to the video decoding device. At this time, information related to weighted combination includes weighted combination method, weighted combination weight, specific gravity value, etc. Here, the specific gravity value is a value multiplied in the process of calculating the peripheral pixel correlation and the luma pixel correlation in Realization Examples 2-2 and 2-3.
첫 번째 방법으로서, 가중결합 방법은 다음과 같이 신호될 수 있다. 먼저, 실현예 2에서 제시된 가중 결합 방법들은 표 16에 예시된 바와 같이 인덱스로 구분될 수 있다. As a first method, the weighted combination method can be signaled as follows. First, the weighted combination methods presented in Realization Example 2 can be classified by index as illustrated in Table 16.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000038
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일 예로서, SPS/VPS/PPS/SH/CTU 등과 같은 CU보다 상위 레벨에 가중결합 방법이 사전에 설정될 수 있다. 예컨대, 표 17과 같이, SPS 상에 가중결합 방법의 인덱스 sps_ccip_weight_calc_mode_idx가 사전에 정의될 수 있다. As an example, a weighted combination method may be set in advance at a level higher than CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU. For example, as shown in Table 17, the index sps_ccip_weight_calc_mode_idx of the weighted combination method on SPS may be defined in advance.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000039
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000039
영상 부호화 장치는 사전에 정의된 가중결합 방법의 인덱스를 부호화한 후 비트스트림에 포함시켜 영상 복호화 장치로 신호한다. 영상 복호화 장치는 비트스트림 내의 sps_ccip_weight_calc_mode_idx를 파싱한다. 이후, sps_ccip_weight_calc_mode_idx의 값에 따라 예측 수행 시에 사용할 가중 결합 방법을 결정한다.The video encoding device encodes the index of a predefined weighted combination method and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device. The video decoding device parses sps_ccip_weight_calc_mode_idx in the bitstream. Afterwards, the weighted combination method to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_weight_calc_mode_idx.
다른 예로서, 가중결합 방법이 CU 레벨에서 예측 수행 시마다 신호될 수 있다. 크로마 채널의 인트라 예측모드 파싱 과정에서, 표 18 또는 표 19과 같이, 예측모드의 종류에 따라 ccip_weight_calc_mode_idx를 추가로 파싱함으로써, 각 블록 예측 시에 사용할 가중결합 방법이 신호될 수 있다.As another example, the weighted combination method may be signaled each time prediction is performed at the CU level. In the intra prediction mode parsing process of the chroma channel, the weighted combination method to be used when predicting each block can be signaled by additionally parsing ccip_weight_calc_mode_idx according to the type of prediction mode, as shown in Table 18 or Table 19.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000040
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Figure PCTKR2022019676-appb-img-000041
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000041
또는, 표 20과 같이, 예측모드의 종류에 상관 없이 ccip_weight_calc_mode_idx가 추가로 파싱될 수 있다. Alternatively, as shown in Table 20, ccip_weight_calc_mode_idx can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
Figure PCTKR2022019676-appb-img-000042
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두 번째 방법으로서, 가중결합의 가중치가 다음과 같이 신호될 수 있다. 일 예로서, SPS/VPS/PPS/SH/CTU 등과 같은 CU보다 상위 레벨에 가중결합의 가중치가 사전에 설정될 수 있다. 예컨대, 표 21과 같이, SPS 상에 가중결합의 가중치 sps_ccip_pred_weight가 사전에 정의될 수 있다.As a second way, the weights of the weighted combination can be signaled as follows. As an example, the weight of the weighted combination may be set in advance at a level higher than the CU, such as SPS/VPS/PPS/SH/CTU. For example, as shown in Table 21, the weight sps_ccip_pred_weight of the weighted combination may be defined in advance on the SPS.
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영상 부호화 장치는 사전에 정의된 가중결합의 가중치를 부호화한 후 비트스트림에 포함시켜 영상 복호화 장치로 신호한다. 영상 복호화 장치는 비트스트림 내의 sps_ccip_pred_weight를 파싱한다. 이후, sps_ccip_pred_weight의 값에 따라 예측 수행 시에 사용할 가중 결합 방법을 결정한다.The video encoding device encodes the weight of the predefined weighted combination and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device. The video decoding device parses sps_ccip_pred_weight in the bitstream. Afterwards, the weighted combination method to be used when performing prediction is determined according to the value of sps_ccip_pred_weight.
다른 예로서, 가중결합의 가중치가 CU 레벨에서 예측 수행 시마다 신호될 수 있다. 크로마 채널의 인트라 예측모드 파싱 과정에서, 표 22 또는 표 23과 같이, 예측모드의 종류에 따라 ccip_pred_weight을 추가로 파싱함으로써, 각 블록 예측 시에 필요한 블록 내 화소들의 그룹화 방법이 신호될 수 있다.As another example, the weight of the weighted combination may be signaled each time prediction is performed at the CU level. In the intra prediction mode parsing process of the chroma channel, by additionally parsing ccip_pred_weight according to the type of prediction mode, as shown in Table 22 or Table 23, the grouping method of pixels in the block required for prediction of each block can be signaled.
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또는, 표 24와 같이, 예측모드의 종류에 상관 없이 ccip_pred_weight가 추가로 파싱될 수 있다.Alternatively, as shown in Table 24, ccip_pred_weight can be additionally parsed regardless of the type of prediction mode.
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이때 ccip_pred_weight는, 대표모드 개수가 1 개인 경우 제1 예측자(또는, 제2 예측자)에 대해 1 개의 가중치를 표현한다. 또한 ccip_pred_weight는, 복수의 대표모드를 사용하는 경우, 리스트를 구성하는 가중치의 개수가 대표모드의 개수에 따라 증가될 수 있다. At this time, ccip_pred_weight represents one weight for the first predictor (or second predictor) when the number of representative modes is one. Additionally, when ccip_pred_weight uses multiple representative modes, the number of weights constituting the list may increase depending on the number of representative modes.
이 외에도 실현예 2-2 및 실현예 2-3에서 주변화소 연관도 및 루마화소 연관도 계산 과정에 곱해지는 비중값도 가중결합 가중치와 동일한 방식으로 신호될 수 있다. 이때, 표 21 내지 표 24에서 ccip_pred_weight를 ccip_relativity_importance로 변경하여 비중값이 신호될 수 있다. In addition, in Realization Examples 2-2 and 2-3, the weight value multiplied in the calculation process of peripheral pixel correlation and luma pixel correlation can also be signaled in the same manner as the weighted combination weight. At this time, the specific gravity value can be signaled by changing ccip_pred_weight to ccip_relativity_importance in Tables 21 to 24.
<실현예 3-3> 본 발명의 적용 여부를 신호하는 방법<Implementation Example 3-3> Method of signaling whether the present invention is applied or not
본 발명의 적용 여부는 다음과 같이 신호될 수 있다. 일 예로서, 기존의 예측자에 대해 본 발명의 실현예들의 조합에 따른 개선된 예측자(즉, 수학식 3 및 수학식 4에 예시된 예측자 predC)의 사용을 지시하기 위해, SPS/VPS/PPS/SH/CTU 등과 같은 CU보다 상위 레벨에 플래그가 사전에 설정될 수 있다. 예컨대, 표 25과 같이, SPS 상에 개선된 예측자의 사용을 지시하는 플래그 sps_ccip_mode_flag가 사전에 정의될 수 있다. Whether or not the present invention is applied can be signaled as follows. As an example, to direct the use of an improved predictor (i.e., the predictor pred C illustrated in Equations 3 and 4) according to a combination of embodiments of the present invention with respect to an existing predictor, SPS/ Flags may be set in advance at a level higher than CU, such as VPS/PPS/SH/CTU. For example, as shown in Table 25, a flag sps_ccip_mode_flag indicating use of an improved predictor on SPS may be defined in advance.
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영상 부호화 장치는 사전에 정의된 개선된 예측자의 사용을 지시하는 플래그를 부호화한 후 비트스트림에 포함시켜 영상 복호화 장치로 신호한다. 영상 복호화 장치는 비트스트림 내의 sps_ccip_mode_flag를 파싱한다. 영상 복호화 장치는, sps_ccip_mode_flag=0인 경우 본 발명을 적용하지 않고, sps_ccip_mode_flag=1인 경우 개선된 CCLM 모드를 사용하여 예측자를 생성할 수 있다. The video encoding device encodes a flag indicating the use of a predefined improved predictor and then includes it in the bitstream and signals it to the video decoding device. The video decoding device parses sps_ccip_mode_flag in the bitstream. If sps_ccip_mode_flag = 0, the video decoding device does not apply the present invention, and if sps_ccip_mode_flag = 1, the video decoding device may generate a predictor using the improved CCLM mode.
본 발명의 일 예로서. 실현예 3-1과 실현예 3-2의 결합이 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 적용 여부를 신호하여 본 발명이 적용되는 것으로 결정되면, 이후 실현예 3-1과 실현예 3-2의 방법들이 적용될 수 있다.As an example of the present invention. A combination of Realization Example 3-1 and Realization Example 3-2 is possible. For example, if it is determined that the present invention is applied by signaling whether the present invention is applied, the methods of Realization Example 3-1 and Realization Example 3-2 can then be applied.
다른 예로서, 본 발명의 적용 여부는 하위 레벨에서 신호될 수도 있다. 즉, CU 레벨에서 ccip_mode_flag를 이용하여 본 발명의 적용 여부가 결정될 수 있다. 영상 복호화 장치는, ccip_mode_flag가 0인 경우 본 발명을 적용하지 않고, ccip_mode_flag가 1인 경우 제1 예측자 및 제2 예측자를 가중결합하여 최종 예측자를 생성할 수 있다.As another example, whether or not the present invention is applicable may be signaled at a low level. That is, application of the present invention can be determined using ccip_mode_flag at the CU level. If ccip_mode_flag is 0, the video decoding device does not apply the present invention, and if ccip_mode_flag is 1, the video decoding device may generate a final predictor by weightedly combining the first predictor and the second predictor.
영상 복호화 장치는, 예측모드의 종류에 따라, 표 26 및 표 27와 같이 ccip_mode_flag를 파싱할 수 있다. The video decoding device can parse ccip_mode_flag as shown in Tables 26 and 27, depending on the type of prediction mode.
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또는, 표 28과 같이 예측모드의 종류에 상관 없이 ccip_mode_flag가 파싱될 수도 있다. Alternatively, as shown in Table 28, ccip_mode_flag may be parsed regardless of the type of prediction mode.
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한편, 예측모드가 CCLM 모드 중 하나이고 ccip_mode_flag가 1인 경우, 본 발명에 따른 대표모드는 동일 채널의 정보(②)를 사용하여 예측자를 생성하는 동일채널 예측모드일 수 있다. 반면, 예측모드가 동일 채널 정보를 이용하는 예측모드 중 하나이고 ccip_mode_flag가 1인 경우, 본 발명에 따른 대표모드는 대응 루마 영역의 정보(①)를 사용하여 예측자를 생성하는 크로스 컴포넌트 예측모드일 수 있다.Meanwhile, if the prediction mode is one of the CCLM modes and ccip_mode_flag is 1, the representative mode according to the present invention may be a co-channel prediction mode that generates a predictor using information (②) of the same channel. On the other hand, if the prediction mode is one of the prediction modes using the same channel information and ccip_mode_flag is 1, the representative mode according to the present invention may be a cross-component prediction mode that generates a predictor using information (①) of the corresponding luma area. .
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.In the flowchart/timing diagram of this specification, each process is described as being executed sequentially, but this is merely an illustrative explanation of the technical idea of an embodiment of the present disclosure. In other words, a person skilled in the art to which an embodiment of the present disclosure pertains may change the order described in the flowchart/timing diagram and execute one of the processes without departing from the essential characteristics of the embodiment of the present disclosure. Since the above processes can be applied in various modifications and variations by executing them in parallel, the flowchart/timing diagram is not limited to a time series order.
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. It should be understood from the above description that the example embodiments may be implemented in many different ways. The functions or methods described in one or more examples may be implemented in hardware, software, firmware, or any combination thereof. It should be understood that the functional components described herein are labeled as "...units" to particularly emphasize their implementation independence.
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.Meanwhile, various functions or methods described in this embodiment may be implemented with instructions stored in a non-transitory recording medium that can be read and executed by one or more processors. Non-transitory recording media include, for example, all types of recording devices that store data in a form readable by a computer system. For example, 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).
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.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these examples. The scope of protection of this embodiment should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this embodiment.
(부호의 설명)(Explanation of symbols)
122: 인트라 예측부122: Intra prediction unit
542: 인트라 예측부542: Intra prediction unit
802: 입력기802: input device
804: 제1 예측자 생성기804: First predictor generator
806: 제2 예측자 생성기806: Second predictor generator
808: 가중합기808: Weighted Hapki
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
2022년 9월 26일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2022-0121555호, 2022년 12월 5일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2022-0167522 호에 대해 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. Priority is claimed for Patent Application No. 10-2022-0121555 filed in Korea on September 26, 2022 and Patent Application No. 10-2022-0167522 filed in Korea on December 5, 2022, and all of them. The contents are incorporated into this patent application by reference.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측방법에 있어서, In the intra prediction method of the current chroma block performed by the video decoding device,
    상기 현재 크로마 블록에 대해 크로스 컴포넌트(cross-component) 예측을 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 복호화하는 단계, 여기서, 상기 크로스 컴포넌트 예측은, 상기 현재 크로마 블록 및 대응 루마 영역에 대해 상기 대응 루마 영역의 화소들을 이용하여 상기 현재 크로마 블록을 예측함;Decoding a cross-component prediction mode for cross-component prediction for the current chroma block, wherein the cross-component prediction involves pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area. predicting the current chroma block using;
    상기 크로스 컴포넌트 예측모드에 기초하여 상기 크로스 컴포넌트 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하는 단계;generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode;
    주변 크로마 화소 영역의 기복원된 정보로부터 대표모드(representative mode)를 유추하는 단계, 여기서, 상기 주변 크로마 화소 영역은, 상기 현재 크로마 블록의 주변의 화소들을 포함하고, 상기 기복원된 정보는, 상기 주변 크로마 화소 영역의 화소들의 값, 상기 화소들의 위치, 및 상기 화소들의 개수를 포함함; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels;
    상기 대표모드에 기초하여 상기 현재 크로마 블록의 주변 화소들을 이용하는 인트라 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 생성하는 단계; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on the representative mode;
    상기 제1 예측자 및 상기 제2 예측자에 대해 가중치를 유도하는 단계; 및deriving weights for the first predictor and the second predictor; and
    상기 가중치를 이용하여 상기 제1 예측자와 상기 제2 예측자를 가중합하여, 상기 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 생성하는 단계Generating an intra predictor of the current chroma block by weighting the first predictor and the second predictor using the weight.
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인트라 예측방법. An intra prediction method comprising:
  2. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 대표모드를 유추하는 단계는,The step of inferring the representative mode is,
    상기 주변 크로마 화소 영역을 설정하는 단계;setting the peripheral chroma pixel area;
    상기 주변 크로마 화소 영역에 상기 에지 검출 필터를 적용하여 방향성 모드들 및 대응하는 인텐시티들을 생성하고, 상기 인텐시티들을 이용하여 인텐시티 히스토그램을 생성하는 단계; 및applying the edge detection filter to the surrounding chroma pixel area to generate directional modes and corresponding intensities, and generating an intensity histogram using the intensities; and
    상기 인텐시티 히스토그램에서 가장 큰 인텐시티 값을 갖는 방향성 모드를 상기 대표모드로 설정하는 단계Setting the directional mode with the largest intensity value in the intensity histogram as the representative mode.
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. A method comprising:
  3. 제2항에 있어서, According to paragraph 2,
    상기 인텐시티 히스토그램을 생성하는 단계는, The step of generating the intensity histogram is,
    상기 주변 크로마 화소 영역 내 각 화소에 상기 에지 검출 필터를 적용하여 기울기 및 상기 기울기의 크기를 산정한 후, 상기 기울기를 해당되는 방향성 모드로 치환하고, 상기 기울기의 크기를 이용하여 상기 방향성 모드의 인텐시티를 도출하며, 상기 방향성 모드별 인텐시티를 누적하여 상기 인텐시티 히스토그램을 생성하는 것을 특징으로 하는, 방법. After applying the edge detection filter to each pixel in the surrounding chroma pixel area to calculate the slope and the size of the slope, the slope is replaced with the corresponding directional mode, and the intensity of the directional mode is calculated using the size of the slope. , and generating the intensity histogram by accumulating the intensities for each directional mode.
  4. 제2항에 있어서,According to paragraph 2,
    상기 대표모드를 유추하는 단계는,The step of inferring the representative mode is,
    복수의 대표모드들을 유추하는 경우, 상기 인텐시티 히스토그램에서 상기 인텐시티들의 크기 순으로 상기 복수의 대표모드들을 유추하는 것을 특징으로 하는, 방법.When inferring a plurality of representative modes, the method is characterized in that the plurality of representative modes are inferred in order of size of the intensities in the intensity histogram.
  5. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 대표모드를 유추하는 단계는,The step of inferring the representative mode is,
    복수의 대표모드들을 유추하는 경우,When inferring multiple representative modes,
    상기 주변 크로마 화소 영역을 상단 영역 및 좌측 영역으로 분할하는 단계;dividing the peripheral chroma pixel area into an upper area and a left area;
    상기 상단 영역 및 좌측 영역에 상기 에지 검출 필터를 적용하여 방향성 모드들 및 대응하는 인텐시티들을 생성하고, 상기 인텐시티들을 이용하여 상기 상단 영역 및 좌측 영역의 인텐시티 히스토그램들을 생성하는 단계; 및applying the edge detection filter to the top area and the left area to generate directional modes and corresponding intensities, and generating intensity histograms of the top area and the left area using the intensities; and
    상기 상단 영역의 인텐시티 히스토그램에서 가장 큰 인텐시티 값을 갖는 방향성 모드, 및 상기 좌측 영역의 인텐시티 히스토그램에서 가장 큰 인텐시티 값을 갖는 방향성 모드를 상기 복수의 대표모드들로 설정하는 단계Setting the directional mode with the largest intensity value in the intensity histogram of the upper area and the directional mode with the largest intensity value in the intensity histogram of the left area as the plurality of representative modes.
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. A method comprising:
  6. 제2항에 있어서, According to paragraph 2,
    상기 대표모드를 유추하는 단계는,The step of inferring the representative mode is,
    상기 인텐시티들이 동일한 방향성 모드들이 존재하는 경우, 기설정된 우선순위를 이용하여 상기 방향성 모드들로부터 상기 대표모드를 설정하는 것을 특징으로 하는, 방법.When there are directional modes with the same intensities, the representative mode is set from the directional modes using a preset priority.
  7. 제1항에 있어서,According to paragraph 1,
    상기 대표모드를 유추하는 단계는,The step of inferring the representative mode is,
    상기 주변 크로마 화소 영역을 설정하는 단계;setting the peripheral chroma pixel area;
    상기 주변 크로마 화소 영역의 좌측 및 상단의 주변 화소들을 이용하여 전체 예측모드들 중 각 예측모드의 왜곡(distortion)을 생성하는 단계, 여기서, 상기 각 예측모드는 상기 주변 크로마 화소 영역의 주변 화소들에 기초하여 상기 주변 크로마 화소 영역의 예측자를 생성함; 및Generating distortion of each prediction mode among all prediction modes using peripheral pixels on the left and top of the peripheral chroma pixel area, wherein each prediction mode is applied to peripheral pixels of the peripheral chroma pixel area. generating a predictor of the surrounding chroma pixel area based on it; and
    상기 전체 예측모드들 중 가장 작은 왜곡을 갖는 예측모드를 상기 대표모드로 설정하는 단계Setting the prediction mode with the smallest distortion among all prediction modes as the representative mode.
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.A method comprising:
  8. 제7항에 있어서, In clause 7,
    상기 왜곡을 생성하는 단계는, The step of generating the distortion is,
    상기 주변 크로마 화소 영역의 좌측 및 상단의 주변 화소들을 이용하여 상기 각 예측모드의 예측자를 생성한 후, 상기 예측자와 상기 주변 크로마 화소 영역의 기복원된 화소값들 간의 유사도 차이를 산정하여 상기 왜곡을 생성하는 것을 특징으로 하는, 방법.After generating a predictor for each prediction mode using the surrounding pixels on the left and top of the surrounding chroma pixel area, the similarity difference between the predictor and the restored pixel values of the surrounding chroma pixel area is calculated to determine the distortion. A method, characterized in that generating.
  9. 제2항에 있어서, According to paragraph 2,
    상기 가중치를 유도하는 단계는, The step of deriving the weights is,
    상기 인텐시티들의 전부 또는 상위 일부의 총합 대비 상기 대표모드의 인텐시티의 비율을 상기 제2 예측자의 가중치로 설정하는 것을 특징으로 하는, 방법.A method characterized in that setting the ratio of the intensity of the representative mode to the sum of all or the upper part of the intensities as the weight of the second predictor.
  10. 제2항에 있어서,According to paragraph 2,
    상기 가중치를 유도하는 단계는,The step of deriving the weights is,
    상기 대표모드와 상기 현재 크로마 블록의 주변 블록들이 상기 인텐시티 히스토그램에서 사용하고 있는 예측모드들 중 방향성 모드들과 관련하여, 상기 방향성 모드들의 인텐시티들의 총합 대비 상기 대표모드의 인텐시티의 비율을 상기 제2 예측자의 가중치로 설정하는 것을 특징으로 하는, 방법.In relation to the directional modes among the prediction modes used by the representative mode and neighboring blocks of the current chroma block in the intensity histogram, the ratio of the intensity of the representative mode to the total intensities of the directional modes is used for the second prediction. A method characterized by setting the weight of the ruler.
  11. 제7항에 있어서, In clause 7,
    상기 가중치를 유도하는 단계는,The step of deriving the weights is,
    상기 왜곡과 인텐시티 간의 반비례 관례에 기초하여, 상기 각 예측모드의 왜곡을 상기 인텐시티로 변환하는 것을 특징으로 하는, 방법.Characterized in that, based on the inverse proportionality convention between the distortion and the intensity, the distortion of each prediction mode is converted to the intensity.
  12. 제11항에 있어서, According to clause 11,
    상기 가중치를 유도하는 단계는, The step of deriving the weights is,
    상기 전체 예측모드들의 인텐시티들의 전부 또는 상위 일부의 총합 대비 상기 대표모드의 인텐시티의 비율을 상기 제2 예측자의 가중치로 설정하는 것을 특징으로 하는, 방법.A method characterized in that setting the ratio of the intensity of the representative mode to the sum of all or the upper portion of the intensities of all prediction modes as the weight of the second predictor.
  13. 영상 부호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측방법에 있어서, In the intra prediction method of the current chroma block performed by the video encoding device,
    상기 현재 크로마 블록에 대해 크로스 컴포넌트(cross-component) 예측을 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 결정하는 단계, 여기서, 상기 크로스 컴포넌트 예측은, 상기 현재 크로마 블록 및 대응 루마 영역에 대해 상기 대응 루마 영역의 화소들을 이용하여 상기 현재 크로마 블록을 예측함;Determining a cross-component prediction mode for cross-component prediction for the current chroma block, wherein the cross-component prediction involves pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area. predicting the current chroma block using;
    상기 크로스 컴포넌트 예측모드에 기초하여 상기 크로스 컴포넌트 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하는 단계;generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode;
    주변 크로마 화소 영역의 기복원된 정보로부터 대표모드(representative mode)를 유추하는 단계, 여기서, 상기 주변 크로마 화소 영역은, 상기 현재 크로마 블록의 주변의 화소들을 포함하고, 상기 기복원된 정보는, 상기 주변 크로마 화소 영역의 화소들의 값, 상기 화소들의 위치, 및 상기 화소들의 개수를 포함함; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels;
    상기 대표모드에 기초하여 상기 현재 크로마 블록의 주변 화소들을 이용하는 인트라 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 생성하는 단계; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on the representative mode;
    상기 제1 예측자 및 상기 제2 예측자에 대해 가중치를 유도하는 단계; 및deriving weights for the first predictor and the second predictor; and
    상기 가중치를 이용하여 상기 제1 예측자와 상기 제2 예측자를 가중합하여, 상기 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 생성하는 단계Generating an intra predictor of the current chroma block by weighting the first predictor and the second predictor using the weight.
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인트라 예측방법. An intra prediction method comprising:
  14. 제13항에 있어서, According to clause 13,
    상기 크로스 컴포넌트 예측모드를 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법. Characterized in that it further comprises the step of encoding the cross-component prediction mode.
  15. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은,A computer-readable recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method, the image encoding method comprising:
    현재 크로마 블록에 대해 크로스 컴포넌트(cross-component) 예측을 위한 크로스 컴포넌트 예측모드를 결정하는 단계, 여기서, 상기 크로스 컴포넌트 예측은, 상기 현재 크로마 블록 및 대응 루마 영역에 대해 상기 대응 루마 영역의 화소들을 이용하여 상기 현재 크로마 블록을 예측함;Determining a cross-component prediction mode for cross-component prediction for a current chroma block, wherein the cross-component prediction uses pixels of the corresponding luma area for the current chroma block and the corresponding luma area. predict the current chroma block;
    상기 크로스 컴포넌트 예측모드에 기초하여 상기 크로스 컴포넌트 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제1 예측자를 생성하는 단계;generating a first predictor of the current chroma block by performing the cross-component prediction based on the cross-component prediction mode;
    주변 크로마 화소 영역의 기복원된 정보로부터 대표모드(representative mode)를 유추하는 단계, 여기서, 상기 주변 크로마 화소 영역은, 상기 현재 크로마 블록의 주변의 화소들을 포함하고, 상기 기복원된 정보는, 상기 주변 크로마 화소 영역의 화소들의 값, 상기 화소들의 위치, 및 상기 화소들의 개수를 포함함; Inferring a representative mode from the reconstructed information of a peripheral chroma pixel area, wherein the peripheral chroma pixel area includes pixels surrounding the current chroma block, and the reconstructed information includes the Contains the values of pixels in the surrounding chroma pixel area, the positions of the pixels, and the number of pixels;
    상기 대표모드에 기초하여 상기 현재 크로마 블록의 주변 화소들을 이용하는 인트라 예측을 수행함으로써, 상기 현재 크로마 블록의 제2 예측자를 생성하는 단계; generating a second predictor of the current chroma block by performing intra prediction using neighboring pixels of the current chroma block based on the representative mode;
    상기 제1 예측자 및 상기 제2 예측자에 대해 가중치를 유도하는 단계; 및deriving weights for the first predictor and the second predictor; and
    상기 가중치를 이용하여 상기 제1 예측자와 상기 제2 예측자를 가중합하여, 상기 현재 크로마 블록의 인트라 예측자를 생성하는 단계Generating an intra predictor of the current chroma block by weighting the first predictor and the second predictor using the weight.
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록매체. A recording medium comprising:
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