WO2020184966A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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WO2020184966A1
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method, an apparatus, and a method of transmitting a bitstream, and more particularly, a method of encoding/decoding an image by applying Intra Subblock-Partitions (ISP) to images of various chroma formats , An apparatus, and an image encoding method/method of transmitting a bitstream generated by the apparatus of the present disclosure.
  • ISP Intra Subblock-Partitions
  • An object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for encoding/decoding an image by applying an ISP to images of various chroma formats.
  • an object of the present disclosure is to provide a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream that is received and decoded by an image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • the step of determining whether ISP (Intra Sub-Partitions) is available for the current block, and if the ISP is available for the current block, the ISP indicating whether the ISP is applied to the current block Decoding an application indicator, and when it is determined that the ISP is applied to the current block based on the ISP application indicator, applying the ISP to the current block to generate a prediction block for the current block It may include.
  • ISP Intra Sub-Partitions
  • the step of determining whether the ISP is available for the current block may be performed based on a comparison between a size of a luma component block of the current block and a predetermined threshold.
  • the predetermined threshold value may be a maximum transform size.
  • the ISP may determine that the current block is available.
  • the step of generating a prediction block for the current block by applying an ISP to the current block comprises: applying an ISP to a luma component block of the current block to apply an ISP to the luma component block. Generating a prediction block, determining whether an ISP is applied to the chroma component block of the current block, and when it is determined that the ISP is applied to the chroma component block of the current block, the chroma component block And generating a prediction block for the chroma component block by applying the ISP to the block.
  • the determining whether an ISP is applied to a chroma component block of the current block may be performed based on at least one of a size of the chroma component block or a chroma format of the current block. I can.
  • a chroma format of the current block is 4:2:2 or 4:4:4, and at least one of a width or height of the chroma component block is greater than a maximum transform size, the current It can be determined that the ISP is applied to the block's chroma component block.
  • the division direction of the chroma component block and the number of subpartitions are determined based on the division direction of the luma component block and the number of subpartitions. I can.
  • the division direction of the chroma component block and the number of subpartitions may be the same as the division direction of the luma component block and the number of subpartitions, respectively.
  • the step of generating a prediction block for the current block by applying an ISP to the current block comprises: applying an ISP to a luma component block of the current block to apply an ISP to the luma component block.
  • the method may include generating a prediction block, and generating a prediction block for the chroma component block by applying an ISP to the chroma component block of the current block.
  • the division direction of the chroma component block and the number of subpartitions may be determined based on the division direction of the luma component block and the number of subpartitions.
  • the division direction of the chroma component block and the number of subpartitions may be the same as the division direction of the luma component block and (number of subpartitions/2).
  • An image decoding apparatus includes a memory and at least one processor, wherein the at least one processor includes, based on information on a prediction mode of a current block, a prediction mode of the current block being an intra prediction mode It determines whether or not, and when the prediction mode of the current block is the intra prediction mode, it determines whether the ISP is available for the current block, and when the ISP is available for the current block, the ISP for the current block
  • the ISP application indicator indicating whether is applied is decoded, and when it is determined that the ISP is applied to the current block based on the ISP application indicator, the ISP is applied to the current block and Can generate prediction blocks.
  • the method may include generating a prediction block for the current block by applying, and encoding information about a prediction mode of the current block and information about whether an ISP is applied to the current block.
  • a transmission method may transmit a bitstream generated by the image encoding apparatus or image encoding method of the present disclosure.
  • a computer-readable recording medium may store a bitstream generated by the image encoding method or image encoding apparatus of the present disclosure.
  • a computer-readable recording medium is a computer-readable recording medium storing a bitstream received and decoded by an image decoding apparatus and used to restore an image, wherein the bitstream is a prediction of a current block. It includes information on a mode and an ISP application indicator indicating whether the ISP is applied to the current block, and the information on the prediction mode of the current block determines whether the prediction mode of the current block is an intra prediction mode.
  • the prediction mode of the current block is an intra prediction mode, and when it is determined that the ISP is available for the current block, the ISP application indicator is used to determine whether the ISP is applied to the current block, When it is determined that the ISP is applied to the current block, the ISP may be performed on the current block to generate a prediction block of the current block.
  • an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • a method and apparatus for encoding/decoding an image by applying an ISP to images of various chroma formats may be provided.
  • a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium may be provided that stores a bitstream that is received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a video/video encoding method based on intra prediction.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an intra prediction unit 185 according to the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/video decoding method based on intra prediction.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an intra prediction unit 265 according to the present disclosure.
  • FIGS. 8A and 8B are diagrams illustrating intra prediction directions according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a conventional method of encoding/decoding a current block according to an ISP mode.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of division of an ISP for current blocks of various sizes.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a relationship between a luma component block (a luma component array) and a chroma component block (a chroma component array) according to a chroma format.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the size of a chroma component block according to a chroma format when the luma component block is a 64x128 block.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of applying an ISP according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of dividing a chroma component block according to the ISP application method of FIG. 13.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of applying an ISP according to another embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a diagram illustrating an example of dividing a chroma component block according to the ISP application method of FIG. 15.
  • 17 is a diagram illustrating a structure of a bitstream reflecting a modified ISP availability condition.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating another example of a structure of a bitstream reflecting a modified ISP availability condition.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • first and second are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of the components unless otherwise stated. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment is a first component in another embodiment. It can also be called.
  • components that are distinguished from each other are intended to clearly describe each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to be formed in one hardware or software unit, or one component may be distributed in a plurality of hardware or software units. Therefore, even if not stated otherwise, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
  • components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment consisting of a subset of components described in an embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other elements in addition to the elements described in the various embodiments are included in the scope of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to encoding and decoding of an image, and terms used in the present disclosure may have a common meaning commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless newly defined in the present disclosure.
  • a “picture” generally refers to a unit representing one image in a specific time period
  • a slice/tile is a coding unit constituting a part of a picture
  • one picture is one It may be composed of more than one slice/tile.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTU).
  • pixel or "pel” may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or may represent only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific area of a picture and information related to the corresponding area.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as “sample array”, “block”, or “area” depending on the case.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) consisting of M columns and N rows, or a set (or array) of transform coefficients.
  • current block may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “coding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • current block may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transformation inverse transformation
  • quantization inverse quantization
  • current block may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering is performed, “current block” may mean “block to be filtered”.
  • FIG. 1 shows a video coding system according to this disclosure.
  • a video coding system may include an encoding device 10 and a decoding device 20.
  • the encoding device 10 may transmit the encoded video and/or image information or data in a file or streaming format to the decoding device 20 through a digital storage medium or a network.
  • the encoding apparatus 10 may include a video source generator 11, an encoder 12, and a transmission unit 13.
  • the decoding apparatus 20 may include a receiving unit 21, a decoding unit 22, and a rendering unit 23.
  • the encoder 12 may be referred to as a video/image encoder, and the decoder 22 may be referred to as a video/image decoder.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding unit 12.
  • the receiving unit 21 may be included in the decoding unit 22.
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source generator 11 may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • the video source generator 11 may include a video/image capturing device and/or a video/image generating device.
  • the video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive including previously captured video/images, and the like.
  • the video/image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smartphone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capturing process may be substituted as a process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode an input video/image.
  • the encoder 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (coded video/image information) in a bitstream format.
  • the transmission unit 13 may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream to the receiving unit 21 of the decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit 13 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiving unit 21 may extract/receive the bitstream from the storage medium or network and transmit it to the decoding unit 22.
  • the decoder 22 may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoder 12.
  • the rendering unit 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image segmentation unit 110, a subtraction unit 115, a transform unit 120, a quantization unit 130, an inverse quantization unit 140, and an inverse transform unit ( 150), an addition unit 155, a filtering unit 160, a memory 170, an inter prediction unit 180, an intra prediction unit 185, and an entropy encoding unit 190.
  • the inter prediction unit 180 and the intra prediction unit 185 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in a residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtraction unit 115.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be implemented by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image dividing unit 110 may divide an input image (or picture, frame) input to the image encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) recursively according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure ( It can be obtained by dividing recursively.
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or a ternary tree structure may be applied later.
  • the coding procedure according to the present disclosure may be performed based on the final coding unit that is no longer divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, or a coding unit of a lower depth obtained by dividing the largest coding unit may be used as the final cornet unit.
  • the coding procedure may include a procedure such as prediction, transformation, and/or restoration described later.
  • the processing unit of the coding procedure may be a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • Each of the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the final coding unit.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for inducing a transform coefficient and/or a unit for inducing a residual signal from the transform coefficient.
  • the prediction unit (inter prediction unit 180 or intra prediction unit 185) performs prediction on a block to be processed (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block. Can be generated.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of the current block or CU.
  • the prediction unit may generate various information on prediction of the current block and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the information on prediction may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 185 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in a neighborhood of the current block or may be located away from each other according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique.
  • the intra prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes, depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on a correlation between motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different from each other.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), or the like.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • motion vector prediction (MVP) mode motion vectors of neighboring blocks are used as motion vector predictors, and indicators for motion vector difference and motion vector predictors ( indicator) to signal the motion vector of the current block.
  • the motion vector difference may mean a difference between a motion vector of a current block and a motion vector predictor.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods and/or prediction techniques to be described later.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of the current block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction.
  • a prediction method in which intra prediction and inter prediction are applied simultaneously for prediction of a current block may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for prediction of the current block.
  • the intra block copy may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block by using a reference block in a current picture at a distance from the current block by a predetermined distance. When IBC is applied, the position of the reference block in the current picture may be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the subtraction unit 115 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit from the input image signal (original block, original sample array), and subtracts a residual signal (remaining block, residual sample array). ) Can be created.
  • the generated residual signal may be transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique uses at least one of DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Kerhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT refers to the transformation obtained from this graph when the relationship information between pixels is expressed in a graph.
  • CNT refers to a transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a block of pixels having the same size of a square, or may be applied to a block of a variable size other than a square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantization to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 may encode a quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output it as a bitstream.
  • the information on the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients in the form of the one-dimensional vector It is also possible to generate information about transform coefficients.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode together or separately information necessary for video/image restoration (eg, values of syntax elements) in addition to quantized transform coefficients.
  • the encoded information (eg, encoded video/video information) may be transmitted or stored in a bitstream format in units of network abstraction layer (NAL) units.
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through a network or may be stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and/or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • a transmission unit (not shown) for transmitting the signal output from the entropy encoding unit 190 and/or a storage unit (not shown) for storing may be provided as an inner/outer element of the image encoding apparatus 100, or transmission The unit may be provided as a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a residual signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • inverse quantization and inverse transform residual transforms
  • the addition unit 155 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 to obtain a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array). Can be generated.
  • a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array).
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the addition unit 155 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 160 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate a variety of filtering information and transmit it to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the image encoding apparatus 100 may avoid prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a reconstructed picture modified to be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 to be used as motion information of spatial neighboring blocks or motion information of temporal neighboring blocks.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 185.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, and a memory 250. ), an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265 may be included.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be included in the residual processing unit.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a DPB and may be implemented by a digital storage medium.
  • the image decoding apparatus 200 having received a bitstream including video/image information may reconstruct an image by performing a process corresponding to the process performed by the image encoding apparatus 100 of FIG. 2.
  • the image decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the image encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit.
  • the coding unit may be a coding tree unit or may be obtained by dividing the largest coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the image decoding apparatus 200 may be reproduced through a reproduction device (not shown).
  • the image decoding apparatus 200 may receive a signal output from the image encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream.
  • the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/video information) necessary for image restoration (or picture restoration).
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the image decoding apparatus may additionally use information on the parameter set and/or the general restriction information to decode an image.
  • the signaling information, received information and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and a value of a syntax element required for image restoration, a quantized value of a transform coefficient related to a residual. Can be printed.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and includes information on the syntax element to be decoded, information on decoding information of a neighboring block and a block to be decoded, or information on a symbol/bin decoded in a previous step
  • the context model is determined by using and, according to the determined context model, the probability of occurrence of bins is predicted to perform arithmetic decoding of bins to generate symbols corresponding to the values of each syntax element. I can.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after the context model is determined.
  • the entropy decoding unit 210 Among the information decoded by the entropy decoding unit 210, information on prediction is provided to the prediction unit (inter prediction unit 260 and intra prediction unit 265), and the register on which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210 Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220. In addition, information about filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an inner/outer element of the image decoding device 200, or the receiving unit is provided as a component of the entropy decoding unit 210 It could be.
  • the video decoding apparatus may include an information decoder (video/video/picture information decoder) and/or a sample decoder (video/video/picture sample decoder).
  • the information decoder may include an entropy decoding unit 210, and the sample decoder includes an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, a memory 250, It may include at least one of the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients into a two-dimensional block shape. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scan order performed by the image encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 may inversely transform transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the prediction information output from the entropy decoding unit 210, and determine a specific intra/inter prediction mode (prediction technique). I can.
  • the prediction unit can generate the prediction signal based on various prediction methods (techniques) described later.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra prediction unit 185 may be equally applied to the intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on a correlation between motion information between a neighboring block and a current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes (techniques), and the information about the prediction may include information indicating a mode (technique) of inter prediction for the current block.
  • the addition unit 235 is reconstructed by adding the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 260 and/or the intra prediction unit 265). Signals (restored pictures, reconstructed blocks, reconstructed sample arrays) can be generated. The description of the addition unit 155 may be equally applied to the addition unit 235.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 240 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 250, specifically the DPB of the memory 250. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 260.
  • the memory 250 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 250 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 265.
  • embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the image encoding apparatus 100 are respectively the filtering unit 240 of the image decoding apparatus 200, The same or corresponding to the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be applied.
  • Intra prediction may indicate prediction of generating prediction samples for a current block based on reference samples in a picture (hereinafter, referred to as a current picture) to which the current block belongs.
  • a current picture a picture to which the current block belongs.
  • surrounding reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block are a sample adjacent to the left boundary of the current block of size nWxnH, a total of 2xnH samples adjacent to the bottom-left, and a sample adjacent to the top boundary of the current block And a total of 2xnW samples adjacent to the top-right side and one sample adjacent to the top-left side of the current block.
  • the peripheral reference samples of the current block may include a plurality of columns of upper peripheral samples and a plurality of rows of left peripheral samples.
  • the neighboring reference samples of the current block are a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block of size nWxnH, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block. It may include one sample adjacent to (bottom-right).
  • the decoder may construct neighboring reference samples to be used for prediction by substituting samples that are not available with available samples.
  • surrounding reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • a prediction sample can be derived based on an average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) neighboring reference samples of the current block Among them, the prediction sample may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample.
  • it may be called a non-directional mode or a non-angular mode
  • it may be called a directional mode or an angular mode.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • chroma prediction samples may be generated based on luma samples using a linear model. This case may be referred to as LM (Linear Model) mode.
  • LM Linear Model
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered surrounding reference samples, and at least one of the existing surrounding reference samples, that is, unfiltered surrounding reference samples, derived according to the intra prediction mode.
  • a prediction sample of the current block may be derived by weighted sum of a reference sample and the temporary prediction sample. This case may be called PDPC (Position dependent intra prediction).
  • a reference sample line having the highest prediction accuracy among the neighboring multi-reference sample lines of the current block may be selected, and a prediction sample may be derived using a reference sample positioned in the prediction direction from the corresponding line.
  • information on the used reference sample line eg, intra_luma_ref_idx
  • MRL multi-reference line intra prediction
  • the current block may be divided into vertical or horizontal subpartitions, and intra prediction may be performed for each subpartition based on the same intra prediction mode.
  • neighboring reference samples of intra prediction may be derived for each subpartition. That is, the reconstructed sample of the previous sub-partition in the encoding/decoding order may be used as a neighboring reference sample of the current sub-partition.
  • the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, but by deriving and using neighboring reference samples in units of the subpartitions, intra prediction performance may be improved in some cases.
  • This prediction method may be referred to as intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction.
  • intra prediction techniques may be referred to in various terms such as an intra prediction type or an additional intra prediction mode in distinction from a directional or non-directional intra prediction mode.
  • the intra prediction technique may include at least one of the aforementioned LIP, LM, PDPC, MRL, and ISP.
  • post-processing filtering may be performed on the derived prediction samples as necessary.
  • the intra prediction procedure may include determining an intra prediction mode/type, deriving a neighboring reference sample, and deriving an intra prediction mode/type based prediction sample. Also, a post-filtering step may be performed on the derived prediction samples as necessary.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a video/video encoding method based on intra prediction.
  • the encoding method of FIG. 4 may be performed by the video encoding apparatus of FIG. 2. Specifically, step S410 may be performed by the intra prediction unit 185, and step S420 may be performed by the residual processing unit. Specifically, step S420 may be performed by the subtraction unit 115. Step S430 may be performed by the entropy encoding unit 190.
  • the prediction information of step S430 may be derived by the intra prediction unit 185, and the residual information of step S430 may be derived by the residual processing unit.
  • the residual information is information on the residual samples.
  • the residual information may include information on quantized transform coefficients for the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the image encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit 130.
  • Information about the quantized transform coefficients may be encoded by the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the image encoding apparatus may perform intra prediction on the current block (S410).
  • the video encoding apparatus determines an intra prediction mode/type for the current block, derives neighboring reference samples of the current block, and then generates prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples. can do.
  • the procedure of determining the intra prediction mode/type, deriving neighboring reference samples, and generating prediction samples may be simultaneously performed, or one procedure may be performed before the other procedure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an intra prediction unit 185 according to the present disclosure.
  • the intra prediction unit 185 of the video encoding apparatus may include an intra prediction mode/type determination unit 186, a reference sample derivation unit 187, and/or a prediction sample derivation unit 188.
  • the intra prediction mode/type determiner 186 may determine an intra prediction mode/type for the current block.
  • the reference sample derivation unit 187 may derive neighboring reference samples of the current block.
  • the prediction sample derivation unit 188 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 185 may further include a prediction sample filter unit (not shown).
  • the image encoding apparatus may determine a mode/type applied to the current block from among a plurality of intra prediction modes/types.
  • the video encoding apparatus may compare RD costs for the intra prediction modes/types and determine an optimal intra prediction mode/type for the current block.
  • the image encoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure.
  • Predictive sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the apparatus for encoding an image may generate residual samples for the current block based on prediction samples or filtered prediction samples (S420).
  • the image encoding apparatus may derive the residual samples by subtracting the prediction samples from original samples of the current block. That is, the image encoding apparatus may derive the residual sample value by subtracting the corresponding predicted sample value from the original sample value.
  • the image encoding apparatus may encode image information including information about the intra prediction (prediction information) and residual information about the residual samples (S430).
  • the prediction information may include the intra prediction mode information and/or the intra prediction technique information.
  • the image encoding apparatus may output the encoded image information in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be delivered to an image decoding apparatus through a storage medium or a network.
  • the residual information may include a residual coding syntax to be described later.
  • the image encoding apparatus may transform/quantize the residual samples to derive quantized transform coefficients.
  • the residual information may include information on the quantized transform coefficients.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block). To this end, the image encoding apparatus may perform inverse quantization/inverse transformation on the quantized transform coefficients again to derive (modified) residual samples. The reason why the residual samples are transformed/quantized and then inverse quantized/inverse transformed is performed to derive residual samples identical to the residual samples derived from the image decoding apparatus.
  • the image encoding apparatus may generate a reconstructed block including reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the (modified) residual samples. A reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block. As described above, an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/video decoding method based on intra prediction.
  • the image decoding apparatus may perform an operation corresponding to an operation performed by the image encoding apparatus.
  • the decoding method of FIG. 6 may be performed by the video decoding apparatus of FIG. 3.
  • Dean systems S610 to S630 may be performed by the intra prediction unit 265, and the prediction information of step S610 and the residual information of step S640 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210.
  • the residual processing unit of the image decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information (S640).
  • the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit derives transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information
  • the inverse transform unit of the residual processing unit ( 230) may derive residual samples for the current block by performing inverse transform on the transform coefficients.
  • Step S650 may be performed by the addition unit 235 or the restoration unit.
  • the image decoding apparatus may derive an intra prediction mode/type for the current block based on the received prediction information (intra prediction mode/type information) (S610). Also, the image decoding apparatus may derive neighboring reference samples of the current block (S620). The image decoding apparatus may generate prediction samples in the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples (S630). In this case, the image decoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure. Predictive sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the image decoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S640).
  • the image decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and derive a reconstructed block including the reconstructed samples (S650).
  • a reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • an in-loop filtering procedure or the like may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an exemplary configuration of an intra prediction unit 265 according to the present disclosure.
  • the intra prediction unit 265 of the image decoding apparatus may include an intra prediction mode/type determination unit 266, a reference sample derivation unit 267, and a prediction sample derivation unit 268. .
  • the intra prediction mode/type determiner 266 determines an intra prediction mode/type for the current block based on intra prediction mode/type information generated and signaled by the intra prediction mode/type determiner 186 of the image encoding apparatus.
  • the reference sample deriving unit 266 may derive neighboring reference samples of the current block from the reconstructed reference region in the current picture.
  • the prediction sample derivation unit 268 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 265 may further include a prediction sample filter unit (not shown).
  • the intra prediction mode information may include, for example, flag information (ex. intra_luma_mpm_flag) indicating whether a most probable mode (MPM) is applied to the current block or a remaining mode is applied, and the When MPM is applied to the current block, the intra prediction mode information may further include index information (ex. intra_luma_mpm_idx) indicating one of the intra prediction mode candidates (MPM candidates).
  • the intra prediction mode candidates (MPM candidates) may be composed of an MPM candidate list or an MPM list.
  • the intra prediction mode information includes remaining mode information (ex. intra_luma_mpm_remainder) indicating one of the remaining intra prediction modes excluding the intra prediction mode candidates (MPM candidates).
  • the image decoding apparatus may determine an intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode information.
  • the MPM candidate modes may include an intra prediction mode and additional candidate modes of a neighboring block (eg, a left neighboring block and an upper neighboring block) of the current block.
  • the intra prediction mode includes two non-directional intra prediction modes and 65 directional intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode (planar mode) and a DC intra prediction mode (DC mode), and the directional intra prediction modes include 2 to 66 intra prediction modes. I can.
  • the intra prediction mode may further include a cross-component linear model (CCLM) mode for chroma samples in addition to the aforementioned intra prediction modes.
  • CCLM cross-component linear model
  • the CCLM mode can be divided into L_CCLM, T_CCLM, and LT_CCLM, depending on whether left samples are considered, upper samples are considered, or both for LM parameter derivation, and can be applied only to a chroma component.
  • the intra prediction mode may be indexed, for example, as shown in the following table.
  • an intra prediction mode in order to capture an arbitrary edge direction presented in a natural video, includes 93 directions along with two non-directional intra prediction modes. It may include an intra prediction mode. Non-directional intra prediction modes may include planar mode and DC mode. The directional intra prediction mode may include an intra prediction mode composed of times 2 to 80 and -1 to -14 as indicated by an arrow in FIG. 8B.
  • the planner mode may be indicated as INTRA_PLANAR, and the DC mode may be indicated as INTRA_DC.
  • the directional intra prediction mode may be expressed as INTRA_ANGULAR-14 to INTRA_ANGULAR-1 and INTRA_ANGULAR2 to INTRA_ANGULAR80.
  • the intra prediction technique information may be implemented in various forms.
  • the intra prediction technique information may include intra prediction technique index information indicating one of the intra prediction techniques.
  • the intra prediction method information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether the MRL is applied to the current block and, if applied, a reference sample line (eg, intra_luma_ref_idx), and the ISP is the current block. ISP flag information indicating whether it is applied to (ex.
  • intra_subpartitions_mode_flag ISP type information indicating the split type of subpartitions when the ISP is applied (ex. intra_subpartitions_split_flag), flag information indicating whether or not PDPC is applied, or LIP application It may include at least one of flag information indicating whether or not.
  • the ISP flag information may be referred to as an ISP application indicator.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction technique information may be encoded/decoded through the coding method described in this disclosure.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction method information may be encoded/decoded through entropy coding (ex. CABAC, CAVLC) based on a truncated (rice) binary code.
  • the encoding parameter may include a size (width and/or height) of the current block, a location of the current block, a color component of the current block, or whether or not other intra prediction techniques are applied.
  • the determination of whether the corresponding intra prediction technique is available for the current block may be performed based on information signaled at a higher level of the current block such as a sequence, picture, slice, and CTU. For example, when information transmitted at the sequence level indicates that a predetermined intra prediction technique is not available, it may be determined that the corresponding intra prediction technique is not available for blocks belonging to the corresponding sequence.
  • the video encoding apparatus may determine whether the corresponding intra prediction technique is applied to the current block using various methods. For example, the image encoding apparatus may determine whether to apply a corresponding intra prediction technique based on RDO.
  • the image encoding apparatus may signal the intra prediction scheme information by encoding information on the bitstream.
  • Intra prediction technique information may be encoded in various forms according to a corresponding intra prediction technique.
  • the intra prediction technique information may be an index (eg, intra_luma_ref_idx) indicating a reference line used for prediction of a current block among multiple reference lines.
  • the intra prediction technique information may be flag information (eg, intra_subpartitions_mode_flag) indicating whether the ISP is applied to the current block.
  • the intra prediction technique information may additionally include information about the splitting direction (eg, intra_subpartitions_split_flag).
  • the intra prediction method information may include flag information indicating whether PDPC is applied, flag information indicating whether LIP is applied, flag information indicating whether the LM mode is applied, and the like.
  • the video decoding apparatus may determine whether to apply the corresponding intra prediction technique to the current block based on the signaled intra prediction technique information.
  • whether to apply a predetermined intra prediction technique to the current block may be implicitly derived from the video encoding apparatus and the video decoding apparatus based on the encoding parameter for the current block in addition to the explicitly signaled intra prediction technique information.
  • the encoding parameter may include the size (width and/or height) of the current block, the location of the current block, a color component of the current block, or whether or not other intra prediction techniques are applied.
  • the current block may include a luma component block (array) and a chroma component block (array) corresponding thereto.
  • “current block” or “luma component block” means “the luma component block of the current block”
  • “chroma component block” or “corresponding chroma component block” means “the chroma component block of the current block” can do.
  • the “luma component block” may be referred to as “luma block”, “luminance component block”, “luminance block”, and the like
  • chroma component block” refers to “chroma block”, “color difference component block”, and It may be referred to as a term such as "color difference block”.
  • the current encoding/decoding target block (current block) is regarded as one unit and encoding/decoding is performed without division.
  • intra prediction encoding/decoding is performed by dividing the current block in a horizontal direction or a vertical direction.
  • a reconstructed sub-partition is generated by encoding/decoding in units of divided sub-partitions, and the reconstructed sub-partition is used as a reference block of the next divided sub-partition.
  • Whether the ISP is available for the current block can be determined based on the conditions in Table 2 below.
  • the following conditions may be determined based on the luma component block of the current block. That is, under the following conditions, the width, height, and position of the current block may mean the width, height, and position of the luma component block of the current block, respectively.
  • ISP availability condition (x0, y0) is a coordinate indicating the location of the upper left sample of the current block. to be.
  • intra_luma_ref_idx[x0][y0] is information indicating a reference line used for prediction of the current block.
  • the ISP for the current block is determined to be available. Can be. If the reference line used for prediction of the current block is a line other than line 0, it may be determined that the ISP is not available for the current block.
  • cbWidth and cbHeight correspond to the width and height of the current block, respectively.
  • MaxTbSizeY and MinTbSizeY represent the maximum and minimum transform sizes for the current block, respectively.
  • residual processing may include transformation or inverse transformation.
  • the size of a transform block for which transform or inverse transform is available may be predefined or may be signaled through a bitstream. That is, the maximum transform size means the maximum size of a transform block in which transform or inverse transform can be performed.
  • the minimum transform size means the minimum size of a transform block in which transform or inverse transform can be performed.
  • the current block when the size of the current block is larger than the maximum transform size, the current block may be divided into two or more transform blocks. Also, the current block cannot be divided into transform blocks having a size smaller than the minimum transform size.
  • the maximum transform size and/or the minimum transform size may be predefined in the image encoding apparatus and the image decoding apparatus, or may be derived based on information signaled at a higher level of the block.
  • the ISP availability condition it may be determined that the ISP is available for the current block only when at least one of cbWidth or cbHeight is less than MaxTbSizeY. That is, when both cbWidth and cbHeight are greater than MaxTbSizeY, it may be determined that the ISP is not available for the current block.
  • the ISP division direction may be determined in a vertical direction as described later.
  • the ISP division direction may be determined in a horizontal direction as described later.
  • cbWidth * cbHeight may mean the area of the current block or the number of samples included in the current block. For example, when MinTbSizeY is 4, the ISP may determine that the current block is available only when the number of samples included in the current block is more than 16 (4 * 4).
  • FIG. 9 is a diagram for describing a conventional method of encoding/decoding a current block according to an ISP mode.
  • step S920 may include determining whether the ISP is available for the current block and/or determining whether the ISP is applied to the current block. The determination of whether the ISP is available for the current block may be performed based on the above-described ISP availability condition. If the ISP is available, the video encoding apparatus may determine whether the ISP is applied to the current block based on various methods as described above, and the determination result may be encoded in the bitstream as intra prediction method information. If the ISP is available, the video decoding apparatus may determine whether the ISP is applied to the current block based on the signaled intra prediction technique information.
  • TU tiling may be performed on the current block (S930).
  • TU tiling refers to a process of dividing the current block into a plurality of transform blocks so that the width and height of the current block are less than or equal to the maximum transform size, which is a size capable of transformation.
  • processing of the residual signal includes transform
  • the maximum transform size means the maximum size of a transform block in which the transform process can be performed. Therefore, when the width or height of the current block is larger than the maximum transform size, the current block is divided through TU tiling, so that both the width and height of the divided block are less than the maximum transform size.
  • the current block may be divided into four 64x64 blocks.
  • the maximum transform size is 64 samples and the current block has a 64x128 or 128x64 size
  • the current block may be divided into two 64x64 blocks.
  • TU tiling may not be performed.
  • encoding/decoding may be performed on the current block or each of the blocks divided through the TU tiling step (S960).
  • the encoding of step S960 may include intra prediction, residual processing, and/or encoding of prediction information and residual information.
  • the decoding in step S960 may include intra prediction, deriving residual samples, and/or generating a reconstructed block.
  • step S920 when the ISP is applied to the current block, the direction of division and the number of divisions (the number of sub-partitions) may be determined (S940).
  • the division direction may be derived based on information signaled through the bitstream (eg, intra_subpartitions_split_flag).
  • the direction of division may be implicitly derived based on the size of the current block. For example, as described above, when the width of the current block is larger than the maximum transform size, the division direction of the ISP may be derived in the vertical direction. In addition, when the height of the current block is larger than the maximum transform size, the direction of division of the ISP may be derived in the horizontal direction. In addition, when both the width and height of the current block are larger than the maximum transform size, the ISP may be restricted so that the current block is not available.
  • the maximum transform size is 64 samples and the current block to which the ISP is applied is a 128x64 block, the ISP division direction is derived in the vertical direction, and both the width (128/4) and the height (64) of the subpartition are maximum. It is determined to be less than or equal to the transform size 64.
  • the maximum transform size is 64 samples and the current block to which the ISP is applied is a 64x128 block, the ISP division direction is derived in the horizontal direction, and the width (64) and height (128/4) of the subpartition are both maximum. It is determined to be less than or equal to the transform size 64.
  • the current block is divided so that both widths and heights of subpartitions become less than the maximum transform size. For this reason, it is not necessary to perform TU tiling of step S930 for the current block to which the ISP is applied.
  • step S940 the number of divisions may be implicitly derived based on the size of the current block.
  • the current block may be divided as shown in Table 3 according to the size of the current block.
  • FIG. 10A shows an example of division of an ISP for a 4x8 block or an 8x4 block.
  • a 4x8 block or an 8x4 block may be divided into two subpartitions.
  • the current block When the current block is a 4x8 block and is divided in a horizontal direction, the current block may be divided into two 4x4 subpartitions.
  • the current block When the current block is a 4x8 block and is divided in a vertical direction, the current block may be divided into two 2x8 subpartitions.
  • the current block is an 8x4 block and is divided in a horizontal direction, the current block may be divided into two 8x2 subpartitions.
  • the current block When the current block is an 8x4 block and is divided in a vertical direction, the current block may be divided into two 4x4 subpartitions.
  • 10B shows an example of segmentation of an ISP for blocks having a size of 8x8 or more.
  • a block having a size of 8x8 or more may be divided into four subpartitions.
  • the current block When the current block is a WxH block, and both W and H are 8 or more, and is divided in a horizontal direction, the current block may be divided into four Wx(H/4) subpartitions.
  • the current block When the current block is a WxH block, both W and H are 8 or more, and are divided in the vertical direction, the current block may be divided into four (W/4)xH subpartitions.
  • division of the luma component block of the current block may be performed based on this (S950).
  • encoding/decoding may be performed on each of the divided subpartitions (S960).
  • the encoding of step S960 may include intra prediction, residual processing, and/or encoding of prediction information and residual information.
  • the decoding of step S960 may include intra prediction, derivation of residual samples, and/or generation of a reconstructed block.
  • the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, and the intra prediction performance can be improved by deriving and using neighboring reference samples in units of the subpartitions. That is, when the ISP is applied, the residual sample processing procedure is performed in units of sub-partitions.
  • intra prediction samples are derived for each subpartition, and a residual signal (residual samples) for the corresponding subpartition is added thereto to obtain reconstructed samples.
  • the residual signal may be derived through an inverse quantization/inverse transform procedure, or the like, based on residual information (quantized transform coefficient information or residual coding syntax) in the aforementioned bitstream. That is, prediction samples for the first sub-partition and residual samples are derived, and reconstructed samples for the first sub-partition may be derived based on this.
  • some of the reconstructed samples in the first subpartition are in the second subpartition. It can be used as peripheral reference samples for.
  • prediction samples for the second subpartition and residual samples are derived, and reconstructed samples for the second subpartition may be derived based on this.
  • some of the reconstructed samples in the second subpartition are the third subpartition. May be used as peripheral reference samples for.
  • some of the reconstructed samples in the third sub-partition may be used as peripheral reference samples for the fourth sub-partition.
  • the encoding/decoding order between the plurality of subpartitions is from top to bottom when the division direction is in the horizontal direction, and is from left to right when the division direction is in the vertical direction.
  • each of the subpartitions from the uppermost subpartition to the lowermost subpartition may be sequentially encoded/decoded.
  • each subpartition from the leftmost subpartition to the rightmost subpartition may be sequentially encoded/decoded.
  • an MPM list is generated according to each segmentation method (horizontal segmentation and vertical segmentation) to reduce coding complexity, and a suitable prediction mode among the prediction modes in the generated MPM list is selected by rate distortion optimization. , RDO) to generate the optimal mode by comparison.
  • RDO rate distortion optimization.
  • the above-described PDPC may be restricted so that it is not used. That is, when the ISP is applied, the PDPC may not be used.
  • intra prediction technique information information indicating whether the ISP is applied (intra_subpartitions_mode_flag) is transmitted in units of the current block, and if the current block uses the ISP (e.g., when intra_subpartitions_mode_flag is 1), the division method ( Information (intra_subpartitions_split_flag) on horizontal division or vertical division) may be transmitted.
  • the luma component block of the current block and the chroma component block of the current block are divided into the same tree structure
  • the luma component block is divided into a plurality of subpartitions, but the ISP is not applied to the chroma component block.
  • the width or height of the chroma component block is larger than the maximum transform size, so that transformation or inverse transformation of the chroma component block is impossible.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a relationship between a luma component block (a luma component array) and a chroma component block (a chroma component array) according to a chroma format.
  • the source or coded picture/video may include a luma component (Y) block and two chroma component (cb, cr) blocks. That is, one pixel of a picture/image may include a luma sample and two chroma samples cb and cr.
  • the color format may represent a configuration format of luma samples and chroma samples (cb, cr), and may also be called a chroma format.
  • the chroma format may be predetermined or may be signaled adaptively. For example, the chroma format may be signaled based on at least one of chroma_format_idc and separate_colour_plane_flag as shown in Table 4.
  • chroma_format_idc separate_colour_plane_flag ChromaArrayType Chroma format SubWidthC SubHeightC 0 0 0 Monochrome One One One One 0 One 4:2:0 2 2 2 0 2 4:2:2 2 One 3 0 3 4:4:4 One One 3 One 0 4:4:4 One One
  • chroma_format_idc is information indicating a format of a luma sample and a chroma sample corresponding thereto, and separate_colour_plane_flag indicates whether three color components (Y, cb, cr) are separately encoded in a 4:4:4 chroma format.
  • chroma_format_idc when chroma_format_idc is 0, the chroma format corresponds to monochrome, and the current block does not include a chroma component block and includes only a luma component block.
  • chroma_format_idc when chroma_format_idc is 1, the chroma format corresponds to a 4:2:0 chroma format, and the width and height of the chroma component block correspond to half of the width and height of the luma component block, respectively.
  • 11A is a diagram showing a positional relationship between a luma sample and a chroma sample in a 4:2:0 chroma format.
  • the chroma format corresponds to the 4:2:2 chroma format
  • the width of the chroma component block is half the width of the luma component block
  • the height of the chroma component block is the luma component block. Is equal to the height of 11B is a diagram showing a positional relationship between a luma sample and a chroma sample in a 4:2:2 chroma format.
  • FIG. 11C is a diagram illustrating a positional relationship between a luma sample and a chroma sample in a 4:4:4 chroma format.
  • SubWidthC and SubHeightC represent the ratio between the luma sample and the chroma sample.
  • the width and height of the luma component block are CbWidth and CbHeight, respectively
  • the width and height of the corresponding chroma component block may be derived as (CbWidth/SubwidthC) and (CbHeight/SubHeightC), respectively.
  • the size of the chroma component block corresponding to the luma component block of the current block may be different.
  • a chroma component block corresponding to a 64x128 luma component block is a 32x64 block in a 4:2:0 chroma format, a 32x128 block in a 4:2:2 chroma format, and a 64x128 block in a 4:4:4 chroma format. It can be a block.
  • the luma component block is divided into a plurality of subpartitions, but the chroma component block is not divided.
  • the luma component block of the current block to which the ISP is applied is a 64x128 block
  • the luma component block is divided into four 64x32 subpartitions, and each width 64 and All of the heights 32 are less than or equal to the maximum transform size 64.
  • the chroma component block is a 32x64 block in a 4:2:0 chroma format, a 32x128 block in a 4:2:2 chroma format, or a 64x128 block in a 4:4:4 chroma format, for example, 4 In the :2:2 chroma format and the 4:4:4 chroma format, since the height 128 of the chroma component block is larger than the maximum transform size 64, it is impossible to transform or inverse the chroma component block.
  • Embodiment #1 of the present disclosure adaptively applies the ISP to the chroma component block based on the chroma format and/or the size of the chroma component block when the ISP is applied to the current block in order to solve the conventional problem. do.
  • Embodiment #1 of the present disclosure for example, when an ISP is applied to a chroma component block, the division direction and the number of divisions determined for the luma component block are equally applied to the chroma component block.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of applying an ISP according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of dividing a chroma component block according to the ISP application method of FIG. 13.
  • step S1320 may include determining whether the ISP is available for the current block and/or whether the ISP is applied to the current block. The determination of whether the ISP is available for the current block may be performed based on the above-described ISP availability condition. If the ISP is available, the video encoding apparatus may determine whether the ISP is applied to the current block based on various methods as described above, and the determination result may be encoded in the bitstream as intra prediction method information. If the ISP is available, the video decoding apparatus may determine whether the ISP is applied to the current block based on the signaled intra prediction technique information.
  • TU tiling may be performed (S1330). Thereafter, encoding/decoding may be performed on the current block or each of the blocks divided through the TU tiling step (S1390). Steps S1330 and S1390 are the same as steps S930 and S960 of FIG. 9, so a detailed description thereof will be omitted.
  • step S1320 when the ISP is applied to the current block, the direction of division and the number of divisions (the number of sub-partitions) may be determined (S1340).
  • the direction of division and the number of divisions (the number of sub-partitions) may be determined (S1340).
  • a description of the determination of the direction of division and the number of divisions is the same as described with reference to FIG. 9, and thus will be omitted below.
  • division of the luma component block of the current block may be performed based on this (S1350).
  • step S1360 it may be determined whether to apply the ISP to the chroma component block corresponding to the luma component block (S1360).
  • the determination of step S1360 may be performed by comparing the chroma format and/or the width and height of the corresponding chroma component block with the maximum transform size.
  • the width and height of the chroma component block are less than or equal to the maximum transform size. Accordingly, in the case of the 4:2:0 chroma format, it may be determined that the ISP is not applied to the chroma component block without needing to compare the width and height of the chroma component block with the maximum transform size.
  • the width or height of the chroma component block may be larger than the maximum transform size. Therefore, in the case of 4:2:2 chroma format or 4:4:4 chroma format, compare the width and height of the chroma component block with the maximum transform size, and if the width or height of the chroma component block is greater than the maximum transform size, It can be determined that ISP is applied to the chroma component block.
  • the corresponding chroma component block is a 32x64 block in a 4:2:0 chroma format, a 32x128 block in a 4:2:2 chroma format or a 4:4:4 It is a 64x128 block in chroma format.
  • both the width 32 and the height 64 of the chroma component block in the 4:2:0 chroma format are less than or equal to the maximum transform size 64. Therefore, in the case of the 4:2:0 chroma format, it may be determined that the ISP is not applied to the 32x64 chroma component block without additional size comparison.
  • the width 128 of a 32x128 chroma component block in 4:2:2 chroma format and a width 128 of a 64x128 chroma component block in 4:4:4 chroma format are the maximum transform size (64). Since it is greater than, it can be determined that ISP is applied to the corresponding chroma component block.
  • Embodiment #1 regardless of the chroma format, it may be determined whether to apply the ISP to the chroma component block based on whether the width and the height of the chroma component block are both less than or equal to the maximum transform size. For example, if both the width and height of the chroma component block are less than the maximum transform size, it may be determined that the ISP is not applied to the corresponding chroma component block. In addition, when the width or height of the chroma component block is larger than the maximum transform size, it may be determined that the ISP is applied to the corresponding chroma component block.
  • division of the chroma component block may be performed (S1370).
  • the division of the chroma component block may be performed based on the division direction and the number of divisions determined in step S1340. Specifically, the division direction and the number of divisions for the chroma component block may be determined equal to the division direction and the number of divisions for the luma component block.
  • the luma component block is divided into four subpartitions in the horizontal direction.
  • a 32x128 chroma component block of a 4:2:2 chroma format and a 64x128 chroma component block of a 4:4:4 chroma format may be divided into four subpartitions in the horizontal direction in the same manner as the luma component block.
  • encoding/decoding may be performed on each of the divided subpartitions (S1390).
  • encoding/decoding in step S1390 may be performed for each of the subpartitions of the luma component block and each of the subpartitions of the chroma component block.
  • Step S1390 is the same as step S960, so a detailed description thereof will be omitted.
  • step S1360 If it is determined in step S1360 that the ISP is not applied to the chroma component block, the division of the chroma component block is not performed (S1380), and encoding of each of the subpartitions of the luma component block and the non-divided chroma component block /Decryption may be performed (S1390).
  • Step S1390 is the same as step S960, so a detailed description thereof will be omitted.
  • a 32x64 chroma component block of a 4:2:0 chroma format may not be divided.
  • Embodiment #1 of the present disclosure when the width or height of the chroma component block of the current block to which the ISP is applied is larger than the maximum transform size, by applying the ISP to the chroma component block, transformation or inverse transformation of the chroma component block is performed. The problem of becoming impossible can be solved.
  • Embodiment #1 of the present disclosure when the chroma format of the current block to which the ISP is applied is 4:2:0, or the width and height of the chroma component block of the current block to which the ISP is applied are all less than the maximum transform size, the chroma component Since the ISP is not applied to the block, it is possible to avoid the case where the ISP is unnecessarily applied to the chroma component block, so that the amount of coding/decoding operation can be reduced.
  • the ISP division direction and the number of divisions for the chroma component block are determined to be the same as the ISP division direction and the number of divisions for the luma component block, the ISP for the chroma component block There is no need to separately signal or induce the division direction and the number of divisions.
  • Embodiment #2 of the present disclosure applies the ISP to the chroma component block when the ISP is applied to the current block in order to solve the conventional problem.
  • the division direction and the number of divisions of the chroma component block may be determined based on the division direction and the number of divisions determined for the luma component block.
  • 15 is a flowchart illustrating a method of applying an ISP according to another embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a diagram illustrating an example of dividing a chroma component block according to the ISP application method of FIG. 15.
  • step S1520 may include determining whether the ISP is available for the current block and/or determining whether the ISP is applied to the current block. The determination of whether the ISP is available for the current block may be performed based on the above-described ISP availability condition. If the ISP is available, the video encoding apparatus may determine whether the ISP is applied to the current block based on various methods as described above, and the determination result may be encoded in the bitstream as intra prediction method information. If the ISP is available, the video decoding apparatus may determine whether the ISP is applied to the current block based on the signaled intra prediction technique information.
  • TU tiling may be performed (S1530). Thereafter, encoding/decoding may be performed on the current block or each of the blocks divided through the TU tiling step (S1570). Steps S1530 and S1570 are the same as steps S930 and S960 of FIG. 9, so a detailed description thereof will be omitted.
  • step S1520 when the ISP is applied to the current block, the direction of division and the number of divisions (the number of sub-partitions) may be determined (S1540).
  • the direction of division and the number of divisions (the number of sub-partitions) may be determined (S1540).
  • a description of the determination of the direction of division and the number of divisions is the same as described with reference to FIG. 9, and thus will be omitted below.
  • the luma component block of the current block may be divided based on the division direction and the number of divisions determined in step S1540 (S1550).
  • the chroma component block of the current block may be divided based on the division direction and the number of divisions determined in step S1540 (S1560).
  • the division direction for the chroma component block may be determined in the same manner as the division direction for the luma component block.
  • the number of divisions for the chroma component block may be determined based on the number of divisions for the luma component block. For example, when the number of divisions for the luma component block is N, the number of divisions for the chroma component block may be determined as N/n.
  • n may be 2, but is not limited thereto, and n may be an arbitrary integer.
  • the 16x16 luma component block is divided into four subpartitions in the horizontal direction.
  • the division direction of the corresponding chroma component block is a horizontal direction, and the number of divisions may be determined as two. That is, the corresponding chroma component block may be divided into two subpartitions in the horizontal direction regardless of the chroma format and/or the size of the chroma component block.
  • the 4x8 luma component block is divided into two subpartitions in the vertical direction.
  • the division direction of the corresponding chroma component block is a vertical direction, and the number of divisions may be determined as one.
  • the chroma component block is not substantially divided, it can be seen that the ISP is not applied to the chroma component block.
  • encoding/decoding may be performed on each of the subpartitions or a chroma component block that is not divided (S1570).
  • encoding/decoding in step S1570 may be performed on each of the subpartitions of the luma component block and each of the chroma component block or subpartition of the chroma component block. Since step S1570 is the same as step S960, a detailed description will be omitted.
  • Embodiment #2 of the present disclosure when the size of the maximum coding unit is 128x128, the maximum transform size is 64, which is half the width and height of the maximum coding unit, and both the width and height of the current block are larger than the maximum transform size, the current This is an embodiment focused on the point that the ISP is not available for the block. According to Embodiment #2 of the present disclosure, since the width and height of the chroma component block of the current block to which the ISP is applied or the subpartition of the chroma component block is always less than the maximum transform size, transformation or inverse transformation of the chroma component block becomes impossible. Can be resolved.
  • Embodiment #2 of the present disclosure since it is not necessary to determine whether to apply the ISP to the chroma component block of the current block (for example, determination of S1360), the amount of coding/decoding computation can be reduced. . In addition, according to Embodiment #2 of the present disclosure, since the number of subpartitions of the chroma component block is determined as two or one, it is possible to simplify the encoding/decoding process of the chroma component block.
  • the chroma component block since the ISP division direction and the number of divisions for the chroma component block are determined to be the same as the ISP division direction and (number of divisions/2) for the luma component block, the chroma component block There is no need to separately signal or induce the division direction and the number of divisions of the ISP for.
  • Embodiment #3 of the present disclosure allows the width and height of the chroma component block to be less than or equal to the maximum transform size by changing the ISP availability condition in order to solve the conventional problem.
  • Embodiment #3 of the present disclosure modifies the above-described ISP availability conditions as shown in Table 5 below.
  • the ISP for the current block may be determined to be available only when both cbWidth and cbHeight of the current block are equal to or less than MaxTbSizeY.
  • the ISP determines that the current block is available only when both the width and the height of the current block are less than the maximum conversion size, and whether the ISP is applied. Intra_subpartitions_mode_flag indicating may be transmitted.
  • Embodiment #3 of the present disclosure since both the width and height of the current block are less than or equal to the maximum transform size, the width and/or height of the chroma sample block corresponding to the luma sample block of the current block is always the maximum transform regardless of the chroma format. Be less than size. Therefore, by applying the modified ISP availability condition, the problem of the conventional ISP method described with reference to FIG. 9 can be solved.
  • the method according to Embodiment #3 of the present disclosure may be implemented by modifying only the ISP availability condition in the conventional method. Accordingly, the method according to the embodiment #3 of the present disclosure only differs in the condition of determining whether the ISP is available in step S920, and may be performed in the same manner as in the flowchart shown in FIG. 9.
  • 17 is a diagram illustrating a structure of a bitstream reflecting a modified ISP availability condition.
  • the rectangular box portion of FIG. 17 is related to signaling of ISP information among intra prediction technique information of a current coding unit.
  • intra_subpartitions_mode_flag regarding whether to apply the ISP may be transmitted.
  • the intra_subpartitions_mode_flag is information indicating whether the ISP is applied to the current coding unit. If the ISP availability condition is not satisfied, intra_subpartitions_mode_flag is not transmitted, and it may be determined that the ISP is not applied to the current coding unit.
  • the modified ISP availability condition may include one or more conditions, and one or more conditions included in the modified ISP availability condition are not limited to the above example. That is, within the scope of the technical idea according to the present disclosure, some conditions may be omitted or other conditions may be additionally included.
  • intra_subpartitions_mode_flag when an ISP is applied to a current block, that is, when intra_subpartitions_mode_flag is 1, information indicating a division direction (intra_subpartitions_split_flag) may be transmitted.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating another example of a structure of a bitstream reflecting a modified ISP availability condition.
  • the rectangular box portion of FIG. 18 is related to signaling of information about an ISP among intra prediction technique information of a current coding unit.
  • intra_subpartitions_mode_flag is signaled when the above-described modified ISP availability condition is satisfied
  • intra_sinpartitions_split_flag may be signaled when the condition of intra_subpartitions_mode_flag is 1.
  • the width and height of the current block to which the ISP is applied are both less than or equal to the maximum transform size. Accordingly, regardless of the chroma format, since both the width and the height of the chroma component block of the current block are equal to or less than the maximum transform size, a problem in which transformation or inverse transformation of the chroma component block is impossible can be solved.
  • Embodiment #3 of the present disclosure since it is not necessary to perform a process of determining whether to apply an ISP to a chroma component block of the current block (e.g., determination of S1360) and performing an ISP for the chroma component block, encoding/ The amount of decryption operation can be reduced.
  • the conventional encoding/decoding process since the conventional encoding/decoding process is not significantly changed, the conventional problem can be solved without significantly increasing the complexity of encoding/decoding.
  • Exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of explanation, but this is not intended to limit the order in which steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order if necessary.
  • the illustrative steps may include additional steps, other steps may be included excluding some steps, or may include additional other steps excluding some steps.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus performing a predetermined operation may perform an operation (step) of confirming an execution condition or situation of the operation (step). For example, when it is described that a predetermined operation is performed when a predetermined condition is satisfied, the video encoding apparatus or the video decoding apparatus performs an operation to check whether the predetermined condition is satisfied, and then performs the predetermined operation. I can.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • general purpose It may be implemented by a processor (general processor), a controller, a microcontroller, a microprocessor, or the like.
  • the image decoding device and the image encoding device to which the embodiment of the present disclosure is applied include a multimedia broadcasting transmission/reception device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, and a real-time communication device such as video communication.
  • Mobile streaming devices storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providers, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providers, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical use. It may be included in a video device or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • an OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • DVR digital video recorder
  • FIG. 19 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage device, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server serves to generate a bitstream by compressing content input from multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. into digital data, and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. directly generate bitstreams
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an image encoding method and/or an image encoding apparatus to which an embodiment of the present disclosure is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in a process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server may transmit multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server may serve as an intermediary for notifying the user of a service.
  • the web server transmits the request to the streaming server, and the streaming server may transmit multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server may play a role of controlling a command/response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, and Tablet PC, ultrabook, wearable device, for example, smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • HMD head mounted display
  • TV desktop
  • desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributedly processed.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause an operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium (non-transitory computer-readable medium) which stores instructions and the like and is executable on a device or a computer.
  • a non-transitory computer-readable medium non-transitory computer-readable medium
  • An embodiment according to the present disclosure may be used to encode/decode an image.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP(Intra Sub-Partitions)가 가용한지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 지시하는 ISP 적용 지시자를 복호화하는 단계, 및 상기 ISP 적용 지시자에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다양한 크로마 포맷의 영상에 대해 ISP(Intra Subblock-Partitions)를 적용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 다양한 크로마 포맷의 영상에 대해 ISP를 적용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP(Intra Sub-Partitions)가 가용한지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 지시하는 ISP 적용 지시자를 복호화하는 단계, 및 상기 ISP 적용 지시자에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부를 판단하는 단계는, 상기 현재 블록의 루마 성분 블록의 크기와 소정의 임계값의 비교에 기반하여 수행될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 소정의 임계값은 최대 변환 크기일 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 루마 성분 블록의 너비 및 높이가 모두 소정의 임계값 이하인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계는, 상기 현재 블록의 루마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 루마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 크로마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단하는 단계는, 상기 크로마 성분 블록의 크기 또는 상기 현재 블록의 크로마 포맷 중 적어도 하나에 기반하여 수행될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 크로마 포맷이 4:2:2 또는 4:4:4이고, 상기 크로마 성분 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하는 경우, 상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수와 각각 동일할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계는, 상기 현재 블록의 루마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 루마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 크로마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 (서브파티션의 개수/2)와 각각 동일할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하고, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부를 판단하고, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 지시하는 ISP 적용 지시자를 복호화하고, 상기 ISP 적용 지시자에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보 및 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지에 관한 정보를 부호화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상을 복원하는데 이용되는 비트스트림을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로서, 상기 비트스트림은 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보 및 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 지시하는 ISP 적용 지시자를 포함하고, 상기 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보는 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는데 이용되고, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드이고, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단된 경우, 상기 ISP 적용 지시자는 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단하는데 이용되고, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 수행되어 상기 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 다양한 크로마 포맷의 영상에 대해 ISP를 적용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시의 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 9는 ISP 모드에 따라 현재 블록의 부호화/복호화를 수행하는 종래의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 다양한 크기의 현재 블록에 대한 ISP의 분할 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 크로마 포맷에 따른 루마 성분 블록(루마 성분 어레이)과 크로마 성분 블록(크로마 성분 어레이)의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 루마 성분 블록이 64x128 블록인 경우, 크로마 포맷에 따른 크로마 성분 블록의 크기를 도시한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 ISP 적용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 도 13의 ISP 적용 방법에 따라 크로마 성분 블록을 분할한 예를 도시한 도면이다.
도 15는 본 개시의 다른 실시예에 따른 ISP 적용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 도 15의 ISP 적용 방법에 따라 크로마 성분 블록을 분할한 예를 도시한 도면이다.
도 17은 수정된 ISP 가용 조건을 반영한 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
도 18은 수정된 ISP 가용 조건을 반영한 비트스트림의 구조의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 19는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 인코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
인트라 예측의 개요
이하, 본 개시에 따른 인트라 예측에 대해 설명한다.
인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 대상 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 위치하는 제1 주변 샘플과 그 반대 방향에 위치하는 제2 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다.
또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM(Linear Model) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 이 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 이 때, 사용된 참조 샘플 라인에 관한 정보(예컨대, intra_luma_ref_idx)는 비트스트림에 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이 경우는 multi-reference line intra prediction (MRL) 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 분할하고, 각 서브파티션에 대해 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 인트라 예측의 주변 참조 샘플들은 각 서브파티션 단위로 도출될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 순서 상 이전 서브파티션의 복원된 샘플이 현재 서브파티션의 주변 참조 샘플로서 이용될 수 있다. 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
전술한 인트라 예측 기법들은 방향성 또는 비방향성의 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 기법(인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
도 4는 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S410은 인트라 예측부(185)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S420은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S420은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S430은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S430의 예측 정보는 인트라 예측부(185)에 의하여 도출되고, 단계 S430의 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 영상 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S410). 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출한 후, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다.
도 5는 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(185)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(186), 참조 샘플 도출부(187) 및/또는 예측 샘플 도출부(188)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다. 참조 샘플 도출부(187)는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(188)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 율왜곡 비용(RD cost)을 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 영상 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
다시 도 4를 참조하여, 영상 부호화 장치는 예측 샘플들 또는 필터링된 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S420). 영상 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들로부터 상기 예측 샘플들을 감산하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 즉, 영상 부호화 장치는 원본 샘플값으로부터 대응하는 예측 샘플값을 감산함으로써, 레지듀얼 샘플값을 도출할 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보(예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S430). 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장 매체 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 영상 부호화 장치는 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 영상 복호화 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
도 6의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 딘계 S610 내지 S630은 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S610의 예측 정보 및 단계 S640의 레지듀얼 정보는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 영상 복호화 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S640). 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 단계 S650은 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보(인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S610). 또한, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S620). 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S630). 이 경우 영상 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S640). 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다(S650). 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(265)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(266), 참조 샘플 도출부(267), 예측 샘플 도출부(268)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(266)는 영상 부호화 장치의 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)에서 생성되어 시그널링된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(266)는 현재 픽처 내 복원된 참조 영역으로부터 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(268)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 전술한 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(265)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)가 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. MPM 후보 모드들은 현재 블록의 주변 블록(예컨대, 좌측 주변 블록 및 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 포함할 수 있다.
도 8a는 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 도 8a에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 인트라 예측 모드(플래너 모드) 및 DC 인트라 예측 모드(DC 모드)를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 모드는 전술한 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 LM 파라미터 도출을 위하여 좌측 샘플들을 고려하는지, 상측 샘플들을 고려하는지, 둘 다를 고려하는지에 따라 L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM으로 나누어질 수 있으며, 크로마 성분에 대하여만 적용될 수 있다.
인트라 예측 모드는 예를 들어 다음 표와 같이 인덱싱될 수 있다.
Intra prediction mode Associated name
0 INTRA_PLANAR
1 INTRA_DC
2..66 INTRA_ANGULAR2..INTRA_ANGULAR66
81..83 INTRA_LT_CCLM, INTRA_L_CCLM, INTRA_T_CCLM
도 8b는 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 도 8b에서, 점선 방향은 정사각형이 아닌 블록에만 적용되는 광각(wide angle) 모드를 도시한다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드와 함께 93개의 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있다. 방향성 인트라 예측 모드는 도 8b의 화살표로 나타낸 바와 같이 2번 내지 80번과 -1번 내지 -14번으로 구성되는 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 플래너 모드는 INTRA_PLANAR로 표기될 수 있고, DC 모드는 INTRA_DC로 표기될 수 있다. 그리고 방향성 인트라 예측 모드는 INTRA_ANGULAR-14 내지 INTRA_ANGULAR-1 및 INTRA_ANGULAR2 내지 INTRA_ANGULAR80과 같이 표기될 수 있다.또한, 상기 인트라 예측 기법 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 인트라 예측 기법들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 기법 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에서 ISP 플래그 정보는 ISP 적용 지시자로 불릴 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 본 개시에서 설명된 코딩 방법을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC)을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
소정의 인트라 예측 기법이 현재 블록에 대해 적용되는지 여부를 결정하기 전에, 해당 인트라 예측 기법이 현재 블록에 대해 가용한지 여부가 먼저 판단될 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 대한 부호화 파라미터에 기반하여 현재 블록에 대해 해당 인트라 예측 기법이 가용한지 여부가 판단될 수 있다. 이때, 부호화 파라미터는 현재 블록의 크기(너비 및/또는 높이), 현재 블록의 위치, 현재 블록의 색 성분 또는 다른 인트라 예측 기법의 적용 여부 등을 포함할 수 있다.
또한, 해당 인트라 예측 기법이 현재 블록에 대해 가용한지 여부의 판단은 시퀀스, 픽처, 슬라이스, CTU 등 현재 블록의 상위 레벨에서 시그널링되는 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 예컨대, 시퀀스 레벨에서 전송되는 정보가 소정의 인트라 예측 기법이 가용하지 않음을 나타낼 때, 해당 시퀀스에 속한 블록들에 대해서는 해당 인트라 예측 기법이 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
현재 블록에 대해 소정의 인트라 예측 기법이 가용한 것으로 판단된 경우, 영상 부호화 장치는 다양한 방법을 이용하여 현재 블록에 대해 해당 인트라 예측 기법이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 RDO 기반으로 해당 인트라 예측 기법의 적용 여부를 결정할 수 있다.
영상 부호화 장치는 인트라 예측 기법 정보를 비트스트림에 부호화하여 시그널링할 수 있다. 인트라 예측 기법 정보는 해당 인트라 예측 기법에 따라 다양한 형태로 부호화될 수 있다. 예컨대, 인트라 예측 기법이 MRL인 경우, 인트라 예측 기법 정보는 다중 참조 라인 중 현재 블록의 예측에 이용된 참조 라인을 나타내는 인덱스(예컨대, intra_luma_ref_idx)일 수 있다. 인트라 예측 기법이 ISP인 경우, 인트라 예측 기법 정보는 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(예컨대, intra_subpartitions_mode_flag)일 수 있다. 또한, ISP가 적용되는 경우, 인트라 예측 기법 정보는 분할 방향에 관한 정보(예컨대, intra_subpartitions_split_flag)를 추가적으로 포함할 수 있다. 그 밖에 인트라 예측 기법 정보는 PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보, LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보, LM 모드의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 등을 포함할 수 있다.
현재 블록에 대해 소정의 인트라 예측 기법이 가용한 것으로 판단된 경우, 영상 복호화 장치는 시그널링된 인트라 예측 기법 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 해당 인트라 예측 기법을 적용할지 여부를 결정할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록에 대해 소정의 인트라 예측 기법을 적용할지 여부는 명시적으로 시그널링되는 인트라 예측 기법 정보 이외에, 현재 블록에 대한 부호화 파라미터에 기반하여 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에서 암묵적으로 유도될 수도 있다. 이때, 부호화 파라미터는 현재 블록의 크기(너비 및/또는 높이), 현재 블록의 위치, 현재 블록의 색 성분 또는 다른 인트라 예측 기법의 적용 여부 등을 포함할 수 있다.
이하, 본 개시에 따른 ISP 모드에 대해 구체적으로 설명한다.
현재 블록은 루마 성분 블록(어레이)과 이에 대응하는 크로마 성분 블록(어레이)을 포함할 수 있다. 본 개시에서 "현재 블록" 또는 "루마 성분 블록"은 "현재 블록의 루마 성분 블록"을 의미하며, "크로마 성분 블록" 또는 "대응하는 크로마 성분 블록"은 "현재 블록의 크로마 성분 블록"을 의미할 수 있다. 또한, "루마 성분 블록"은 "루마 블록", "휘도 성분 블록", "휘도 블록" 등의 용어로 호칭될 수 있고, "크로마 성분 블록"은 "크로마 블록", "색차 성분 블록", "색차 블록" 등의 용어로 호칭될 수 있다.
종래의 인트라 예측은 현재 부호화/복호화 대상 블록(현재 블록)을 하나의 단위로 간주하여 분할없이 부호화/복호화를 수행한다. 그러나 ISP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록을 수평 방향 혹은 수직 방향으로 분할하여 인트라 예측 부호화/복호화를 수행한다. 이 때, 분할된 서브파티션 단위로 부호화/복호화를 수행하여 복원된 서브파티션을 생성하고, 복원된 서브파티션은 다음 분할된 서브파티션의 참조 블록으로 사용된다.
현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부는 아래의 표 2의 조건에 기반하여 판단될 수 있다. 아래의 조건은 현재 블록의 루마 성분 블록을 기준으로 판단될 수 있다. 즉, 아래의 조건에서 현재 블록의 너비, 높이 및 위치는 각각 현재 블록의 루마 성분 블록의 너비, 높이 및 위치를 의미할 수 있다.
<ISP 가용 조건>- intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] =　= 0 - cbWidth <= MaxTbSizeY || cbHeight <= MaxTbSizeY - cbWidth　*　cbHeight > MinTbSizeY　*　MinTbSizeY
예컨대, 현재 블록에 대한 상기 조건들이 모두 만족될 때, 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단된 후, 현재 블록에 대해 ISP를 적용할 지 여부가 판단될 수 있다.상기 ISP 가용 조건에서 (x0, y0)는 현재 블록의 좌상단 샘플의 위치를 나타내는 좌표이다. 또한, intra_luma_ref_idx[x0][y0]는 현재 블록의 예측에 사용된 참조 라인을 나타내는 정보이다. 상기 ISP 가용 조건에 따르면, intra_luma_ref_idx가 0일 때, 즉, 현재 블록의 예측에 사용된 참조 라인이 0번 라인(현재 블록에 바로 인접한 참조 라인)인 경우에 현재 블록에 대한 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. 현재 블록의 예측에 사용된 참조 라인이 0번 라인 이외의 라인인 경우, 현재 블록에 대해 ISP가 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
상기 ISP 가용 조건에서, cbWidth와 cbHeight는 각각 현재 블록의 너비와 높이에 해당한다. 또한, MaxTbSizeY와 MinTbSizeY는 각각 현재 블록에 대한 최대 변환 크기와 최소 변환 크기를 나타낸다. 전술한 바와 같이 레지듀얼 처리는 변환 또는 역변환을 포함할 수 있다. 이때, 변환 또는 역변환이 가용한 변환 블록의 크기는 기정의되거나 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 즉, 최대 변환 크기는 변환 또는 역변환이 수행될 수 있는 변환 블록의 최대 크기를 의미한다. 또한, 최소 변환 크기는 변환 또는 역변환이 수행될 수 있는 변환 블록의 최소 크기를 의미한다. 예컨대, 현재 블록의 크기가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 둘 이상의 변환 블록들로 분할될 수 있다. 또한, 현재 블록은 최소 변환 크기보다 작은 크기의 변환 블록들로 분할될 수 없다. 최대 변환 크기 및/또는 최소 변환 크기는 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 기정의되거나, 블록의 상위 레벨에서 시그널링되는 정보에 기반하여 유도될 수 있다.
상기 ISP 가용 조건에 따르면, cbWidth 또는 cbHeight 중 적어도 하나가 MaxTbSizeY 이하일 경우에만 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. 즉, cbWidth와 cbHeight가 모두 MaxTbSizeY 보다 큰 경우, 현재 블록에 대해 ISP가 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다. cbWidth가 MaxTbSizeY 보다 크고 cbHeight가 MaxTbSizeY 이하이며 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, ISP 분할 방향은 후술하는 바와 같이 수직 방향으로 결정될 수 있다. cbHeight가 MaxTbSizeY 보다 크고 cbWidth가 MaxTbSizeY 이하이며 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, ISP 분할 방향은 후술하는 바와 같이 수평 방향으로 결정될 수 있다.
상기 ISP 가용 조건에 따르면, cbWidth　*　cbHeight가 MinTbSizeY　*　MinTbSizeY 보다 클 때, 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다. cbWidth　*　cbHeight는 현재 블록의 면적 또는 현재 블록에 포함된 샘플의 개수를 의미할 수 있다. 예컨대, MinTbSizeY가 4일 경우, 현재 블록에 포함된 샘플의 개수가 16(4 * 4)개 보다 많은 경우에만 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다.
도 9는 ISP 모드에 따라 현재 블록의 부호화/복호화를 수행하는 종래의 방법을 설명하기 위한 도면이다.
부호화/복호화의 대상이 되는 현재 블록이 입력되면(S910), 현재 블록에 대해 ISP를 적용할지 여부가 판단될 수 있다(S920). 단계 S920의 판단은, 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부의 판단 및/또는 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부의 판단을 포함할 수 있다. 현재 블록에 대해 ISP 가용한지 여부의 판단은 전술한 ISP 가용 조건에 기반하여 수행될 수 있다. ISP가 가용한 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 바와 같이 다양한 방법에 기반하여 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과는 인트라 예측 기법 정보로서 비트스트림에 부호화될 수 있다. ISP가 가용한 경우, 영상 복호화 장치는 시그널링된 인트라 예측 기법 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단할 수 있다.
현재 블록에 대해 ISP가 적용되지 않는 경우, 현재 블록에 대해 TU 타일링(tiling)이 수행될 수 있다(S930). TU 타일링이란, 현재 블록의 너비 및 높이가 변환이 가능한 크기인 최대 변환 크기 이하가 되도록 현재 블록을 복수의 변환 블록으로 분할하는 과정을 의미한다. 전술한 바와 같이, 레지듀얼 신호의 처리는 변환을 포함하며, 최대 변환 크기는 변환 과정이 수행될 수 있는 변환 블록의 최대 크기를 의미한다. 따라서, 현재 블록의 너비 또는 높이가 최대 변환 크기보다 큰 경우에는 TU 타일링을 통해 현재 블록을 분할함으로써, 분할된 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기 이하가 되도록 할 수 있다. 예컨대, 최대 변환 크기가 64 샘플 사이즈이고, 현재 블록이 128x128 크기를 갖는 경우, 현재 블록은 4개의 64x64 블록으로 분할될 수 있다. 또는, 최대 변환 크기가 64 샘플 사이즈이고, 현재 블록이 64x128 또는 128x64크기를 갖는 경우, 현재 블록은 2개의 64x64 블록으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 최대 변환 크기가 64 샘플 사이즈이고, 현재 블록이 64x64 이하인 경우, TU 타일링은 수행되지 않을 수 있다.
이후, 현재 블록 또는 TU 타일링 단계를 통해 분할된 블록들의 각각에 대해 부호화/복호화가 수행될 수 있다(S960). 단계 S960의 부호화는 인트라 예측, 레지듀얼 처리 및/또는 예측 정보와 레지듀얼 정보의 인코딩을 포함할 수 있다. 단계 S960의 복호화는 인트라 예측, 레지듀얼 샘플들 도출 및/또는 복원 블록 생성을 포함할 수 있다.
단계 S920에서, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 분할 방향 및 분할 개수(서브파티션의 개수)가 결정될 수 있다(S940).
단계 S920에서, 분할 방향은 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보(예컨대, intra_subpartitions_split_flag)에 기반하여 유도될 수 있다. 또는 분할 방향은 현재 블록의 크기에 기반하여 암묵적으로 유도될 수도 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 현재 블록의 너비가 최대 변환 크기보다 큰 경우, ISP의 분할 방향은 수직 방향으로 유도될 수 있다. 또한, 현재 블록의 높이가 최대 변환 크기보다 큰 경우, ISP의 분할 방향은 수평 방향으로 유도될 수 있다. 또한, 현재 블록의 너비와 높이가 모두 최대 변환 크기보다 큰 경우에는 현재 블록에 대해 ISP가 가용하지 않도록 제한될 수 있다. 예컨대, 최대 변환 크기가 64 샘플 사이즈이고, ISP가 적용되는 현재 블록이 128x64 블록인 경우, ISP 분할 방향은 수직 방향으로 유도되고, 서브파티션의 너비(128/4)와 높이(64)는 모두 최대 변환 크기(64) 이하로 결정된다. 마찬가지로, 최대 변환 크기가 64 샘플 사이즈이고, ISP가 적용되는 현재 블록이 64x128 블록인 경우, ISP 분할 방향은 수평 방향으로 유도되고, 서브파티션의 너비(64)와 높이(128/4)는 모두 최대 변환 크기(64) 이하로 결정된다. 전술한 바와 같이, 현재 블록에 ISP가 적용되는 경우, 서브파티션들의 너비와 높이가 모두 최대 변환 크기 이하가 되도록 현재 블록이 분할된다. 이런 이유로 ISP가 적용되는 현재 블록에 대해서는 단계 S930의 TU 타일링이 수행될 필요가 없다.
단계 S940에서, 분할 개수는 현재 블록의 크기에 기반하여 암묵적으로 유도될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록은 현재 블록의 크기에 따라, 표 3과 같이 분할될 수 있다.
블록 크기 분할 수
4x4 분할하지 않음
4x8, 8x4 2
모든 다른 경우 4
도 10a는 4x8 블록 또는 8x4 블록에 대한 ISP의 분할 예를 나타낸다.도 10a에 도시된 바와 같이, 4x8 블록 또는 8x4 블륵은 2개의 서브파티션으로 분할될 수 있다. 현재 블록이 4x8 블록이고, 수평 방향으로 분할되는 경우, 현재 블록은 2개의 4x4 서브파티션으로 분할될 수 있다. 현재 블록이 4x8 블록이고, 수직 방향으로 분할되는 경우, 현재 블록은 2개의 2x8 서브파티션으로 분할될 수 있다. 현재 블록이 8x4 블록이고, 수평 방향으로 분할되는 경우, 현재 블록은 2개의 8x2 서브파티션으로 분할될 수 있다. 현재 블록이 8x4 블록이고, 수직 방향으로 분할되는 경우, 현재 블록은 2개의 4x4 서브파티션으로 분할될 수 있다.
도 10b는 8x8 이상의 크기를 갖는 블록에 대한 ISP의 분할 예를 나타낸다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 8x8 이상의 크기를 갖는 블록은 4개의 서브파티션으로 분할될 수 있다. 현재 블록이 WxH 블록이고, W와 H가 모두 8 이상이고, 수평 방향으로 분할되는 경우, 현재 블록은 4개의 Wx(H/4) 서브파티션으로 분할될 수 있다. 현재 블록이 WxH 블록이고, W와 H가 모두 8 이상이고, 수직 방향으로 분할되는 경우, 현재 블록은 4개의 (W/4)xH 서브파티션으로 분할될 수 있다.
다시 도 9를 참조하여, 단계 S940에서 분할 방향 및 분할 개수가 결정되면, 이에 기반하여 현재 블록의 루마 성분 블록에 대한 분할이 수행될 수 있다(S950).
이후, 분할된 서브파티션의 각각에 대해 부호화/복호화가 수행될 수 있다(S960). 전술한 바와 같이, 단계 S960의 부호화는 인트라 예측, 레지듀얼 처리 및/또는 예측 정보와 레지듀얼 정보의 인코딩을 포함할 수 있다. 또한, 단계 S960의 복호화는 인트라 예측, 레지듀얼 샘플들 도출 및/또는 복원 블록 생성을 포함할 수 있다. 구체적으로, ISP가 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되며, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 즉, ISP가 적용되는 경우 서브파티션 단위로 레지듀얼 샘플 처리 절차가 수행된다. 다시 말하면, 각 서브파티션에 대하여 인트라 예측 샘플들이 도출되고, 여기에 해당 서브파티션에 대한 레지듀얼 신호(레지듀얼 샘플들)가 더해져서 복원 샘플들이 획득된다. 상기 레지듀얼 신호(레지듀얼 샘플들)는 전술한 비트스트림 내 레지듀얼 정보(양자화된 변환 계수 정보 또는 레지듀얼 코딩 신택스)를 기반으로 역양자화/역변환 절차 등을 통하여 도출될 수 있다. 즉, 제1 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제1 서브파티션에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우 제2 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제1 서브파티션 내의 복원 샘플들 중 일부(예컨대, 상기 제2 서브파티션의 좌측 또는 상측에 인접한 복원 샘플들)가 상기 제2 서브파티션에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 마찬가지로 제2 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제2 서브파티션에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우, 제3 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제2 서브파티션 내의 복원 샘플들 중 일부(예컨대, 상기 제3 서브파티션의 좌측 또는 상측에 인접한 복원 샘플들)가 상기 제3 서브파티션에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 마찬가지로, 제4 서브파티션에 대한 주변 참조 샘플들로서, 제3 서브파티션 내의 복원 샘플들 중 일부가 이용될 수 있다.
복수의 서브파티션들간의 부호화/복호화 순서는 분할 방향이 수평 방향인 경우, 상단에서 하단의 순서이고, 분할 방향이 수직 방향인 경우, 좌측에서 우측의 순서이다. 예컨대, 도 10b에서 분할 방향이 수평 방향인 경우, 가장 상단의 서브파티션부터 가장 하단의 서브파티션까지 각각의 서브파티션들이 순차적으로 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 분할 방향이 수직 방향인 경우, 가장 좌측의 서브파티션부터 가장 우측의 서브파티션까지 각각의 서브파티션들이 순차적으로 부호화/복호화될 수 있다.
현재 블록에 ISP가 적용되는 경우, 부호화 복잡도를 줄이기 위해 각 분할 방법(수평 분할과 수직 분할)에 따라 MPM 리스트를 생성하고 생성된 MPM 리스트 내의 예측 모드 중 적합한 예측 모드를 비트율-왜곡 (rate distortion optimizaton, RDO) 관점에서 비교하여 최적의 모드를 생성한다. 또한, 다중 참조 라인 (MRL) 인트라 예측이 사용되는 경우에는 전술한 ISP를 사용할 수 없도록 제한될 수 있다. 즉, 0 번째 참조 라인을 사용하는 경우(예컨대, intra_luma_ref_idx==0)에서만 ISP가 적용될 수 있다. 또한, ISP가 적용되는 경우에는 전술한 PDPC가 사용될 없도록 제한될 수 있다. 즉, ISP가 적용되는 경우에는 PDPC가 사용되지 않을 수 있다.
ISP가 적용되는 경우, 인트라 예측 기법 정보로서, ISP 적용 여부를 나타내는 정보(intra_subpartitions_mode_flag)가 현재 블록 단위로 전송되고, 만약 현재 블록이 ISP를 사용하면(예컨대, intra_subpartitions_mode_flag가 1일 때), 분할 방법(수평 분할 또는 수직 분할)에 대한 정보(intra_subpartitions_split_flag)가 전송될 수 있다.
도 9를 참조하여 설명한 종래의 방법에 따르면, 현재 블록의 루마 성분 블록과 현재 블록의 크로마 성분 블록이 동일한 트리 구조로 분할되는 싱글 트리(single tree) 구조에 있어서, 현재 블록에 ISP가 적용되는 경우, 루마 성분 블록은 복수의 서브파티션들로 분할이 되나, 크로마 성분 블록에 대해서는 ISP가 적용되지 않는다. 이 경우, 크로마 포맷에 따라 크로마 성분 블록의 너비 또는 높이가 최대 변환 크기보다 크게 되어 크로마 성분 블록에 대한 변환 또는 역변환이 불가능해지는 문제가 있다.
이하, 크로마 포맷에 따른 루마 성분 블록의 크기와 크로마 성분 블록의 크기의 관계를 설명한다.
도 11은 크로마 포맷에 따른 루마 성분 블록(루마 성분 어레이)과 크로마 성분 블록(크로마 성분 어레이)의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
소스 또는 코딩된 픽처/영상은 루마 성분(Y) 블록과 두 개의 크로마 성분(cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 즉, 픽처/영상의 하나의 픽셀은 루마 샘플 및 두 개의 크로마 샘플(cb, cr)을 포함할 수 있다. 컬러 포맷은 루마 샘플과 크로마 샘플(cb, cr)의 구성 포맷을 나타낼 수 있으며, 크로마 포맷이라고 불릴 수도 있다. 크로마 포맷은 미리 정해질 수도 있고, 또는 적응적으로 시그널링될 수도 있다. 예를 들어 상기 크로마 포맷은 표 4와 같이 chroma_format_idc 및 separate_colour_plane_flag 중 적어도 하나를 기반으로 시그널링될 수 있다.
chroma_format_idc separate_colour_plane_flag ChromaArrayType Chroma format SubWidthC SubHeightC
0 0 0 Monochrome 1 1
1 0 1 4:2:0 2 2
2 0 2 4:2:2 2 1
3 0 3 4:4:4 1 1
3 1 0 4:4:4 1 1
상기 표 4에서, chroma_format_idc는 루마 샘플과 이에 대응하는 크로마 샘플의 포맷을 지시하는 정보이고, separate_colour_plane_flag는 4:4:4 크로마 포맷에서 3개의 색 성분(Y, cb, cr)이 별도로 부호화되는지 여부를 나타내는 정보이다.상기 표 4에서, chroma_format_idc가 0인 경우, 크로마 포맷은 모노크롬(monochrome)에 해당하며, 현재 블록은 크로마 성분 블록을 포함하지 않고 루마 성분 블록만을 포함한다.
상기 표 4에서, chroma_format_idc가 1인 경우, 크로마 포맷은 4:2:0 크로마 포맷에 해당하며, 크로마 성분 블록의 너비 및 높이는 루마 성분 블록의 너비 및 높이의 절반에 각각 해당한다. 도 11a는 4:2:0 크로마 포맷에서의 루마 샘플과 크로마 샘플의 위치 관계를 도시한 도면이다.
상기 표 4에서, chroma_format_idc가 2인 경우, 크로마 포맷은 4:2:2 크로마 포맷에 해당하며, 크로마 성분 블록의 너비는 루마 성분 블록의 너비의 절반에 해당하고, 크로마 성분 블록의 높이는 루마 성분 블록의 높이와 동일하다. 도 11b는 4:2:2 크로마 포맷에서의 루마 샘플과 크로마 샘플의 위치 관계를 도시한 도면이다.
상기 표 4에서, chroma_format_idc가 3인 경우, 크로마 포맷은 4:4:4 크로마 포맷에 해당하며, 크로마 성분 블록의 너비 및 높이는 루마 성분 블록의 너비 및 높이와 각각 동일하다. 도 11c는 4:4:4 크로마 포맷에서의 루마 샘플과 크로마 샘플의 위치 관계를 도시한 도면이다.
상기 표 4에서, SubWidthC와 SubHeightC는 루마 샘플과 크로마 샘플 사이의 비율을 나타낸다. 예컨대, 루마 성분 블록의 너비 및 높이가 각각 CbWidth 및 CbHeight일 때, 대응하는 크로마 성분 블록의 너비 및 높이는 각각 (CbWidth/SubwidthC) 및 (CbHeight/SubHeightC)로 유도될 수 있다.
도 11을 참조하여 설명한 바와 같이, 크로마 포맷에 따라, 현재 블록의 루마 성분 블록에 대응하는 크로마 성분 블록의 크기가 상이할 수 있다.
도 12는 루마 성분 블록이 64x128 블록인 경우, 크로마 포맷에 따른 크로마 성분 블록의 크기를 도시한 도면이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 64x128 루마 성분 블록에 대응하는 크로마 성분 블록은 4:2:0 크로마 포맷에서 32x64 블록, 4:2:2 크로마 포맷에서 32x128 블록, 4:4:4 크로마 포맷에서 64x128 블록일 수 있다.
전술한 바와 같이, 도 9를 참조하여 설명한 종래의 방법에 따르면, 루마 성분 블록과 크로마 성분 블록이 동일한 트리 구조로 분할되는 싱글 트리(single tree) 구조에 있어서, 현재 블록에 ISP가 적용되는 경우, 루마 성분 블록은 복수의 서브파티션들로 분할되나, 크로마 성분 블록은 분할되지 않는다. 예컨대, ISP가 적용되는 현재 블록의 루마 성분 블록이 64x128 블록인 경우, 분할 방향은 수평 방향으로 결정되므로, 루마 성분 블록은 4개의 64x32 서브파티션으로 분할되고, 서브파티션의 각각의 너비(64) 및 높이(32)는 모두 최대 변환 크기(64) 이하가 된다. 따라서, 루마 성분 블록의 서브파티션들의 각각에 대한 변환 또는 역변환은 수행이 가능하게 된다. 그러나, 크로마 성분 블록은 도 12에 도시된 바와 같이, 4:2:0 크로마 포맷에서 32x64, 4:2:2 크로마 포맷에서 32x128 또는 4:4:4 크로마 포맷에서 64x128 블록이 되며, 예컨대, 4:2:2 크로마 포맷 및 4:4:4 크로마 포맷에서는 크로마 성분 블록의 높이(128)가 최대 변환 크기(64)보다 크게 되므로 크로마 성분 블록에 대한 변환 또는 역변환이 불가능하게 된다.
이하에서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 개시에 따른 다양한 실시예를 구체적으로 설명한다.
실시예 #1
본 개시의 실시예 #1은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해, 현재 블록에 ISP가 적용되는 경우, 크로마 포맷 및/또는 크로마 성분 블록의 크기에 기반하여 크로마 성분 블록에 대해서도 적응적으로 ISP를 적용한다. 본 개시의 실시예 #1에 따르면, 예를 들어 크로마 성분 블록에 ISP를 적용하는 경우, 루마 성분 블록에 대해 결정된 분할 방향 및 분할 개수가 크로마 성분 블록에 대해서도 동일하게 적용된다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 ISP 적용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 14는 도 13의 ISP 적용 방법에 따라 크로마 성분 블록을 분할한 예를 도시한 도면이다.
부호화/복호화의 대상이 되는 현재 블록이 입력되면(S1310), 현재 블록에 대해 ISP를 적용할지 여부가 판단될 수 있다(S1320). 단계 S1320의 판단은, 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부의 판단 및/또는 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부의 판단을 포함할 수 있다. 현재 블록에 대해 ISP 가용한지 여부의 판단은 전술한 ISP 가용 조건에 기반하여 수행될 수 있다. ISP가 가용한 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 바와 같이 다양한 방법에 기반하여 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과는 인트라 예측 기법 정보로서 비트스트림에 부호화될 수 있다. ISP가 가용한 경우, 영상 복호화 장치는 시그널링된 인트라 예측 기법 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단할 수 있다.
현재 블록에 대해 ISP가 적용되지 않는 경우, TU 타일링(tiling)이 수행될 수 있다(S1330). 이후, 현재 블록 또는 TU 타일링 단계를 통해 분할된 블록들의 각각에 대해 부호화/복호화가 수행될 수 있다(S1390). 단계 S1330 및 단계 S1390은 도 9의 단계 S930 및 S960과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
단계 S1320에서, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 분할 방향 및 분할 개수(서브파티션의 개수)가 결정될 수 있다(S1340). 분할 방향 및 분할 개수의 결정에 관한 설명은 도 9를 참조하여 설명된 바와 동일하므로, 이하 생략한다.
단계 S1340에서 분할 방향 및 분할 개수가 결정되면, 이에 기반하여 현재 블록의 루마 성분 블록에 대한 분할이 수행될 수 있다(S1350).
이후, 루마 성분 블록에 대응하는 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용할지 여부가 판단될 수 있다(S1360). 단계 S1360의 판단은 크로마 포맷 및/또는 대응하는 크로마 성분 블록의 너비 및 높이와 최대 변환 크기를 비교함으로써 수행될 수 있다.
4:2:0 크로마 포맷의 경우, 후술하는 바와 같이, 크로마 성분 블록의 너비 및 높이는 최대 변환 크기 이하가 된다. 따라서, 4:2:0 크로마 포맷의 경우, 크로마 성분 블록의 너비 및 높이와 최대 변환 크기를 비교할 필요없이 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되지 않는 것으로 판단할 수 있다.
4:2:2 크로마 포맷 또는 4:4:4 크로마 포맷의 경우, 후술하는 바와 같이, 크로마 성분 블록의 너비 또는 높이는 최대 변환 크기보다 클 수 있다. 따라서, 4:2:2 크로마 포맷 또는 4:4:4 크로마 포맷의 경우, 크로마 성분 블록의 너비 및 높이와 최대 변환 크기를 비교하고, 크로마 성분 블록의 너비 또는 높이가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하는 것으로 판단할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 루마 성분 블록이 64x128 블록일 때, 대응하는 크로마 성분 블록은 4:2:0 크로마 포맷에서 32x64 블록, 4:2:2 크로마 포맷에서 32x128 블록 또는 4:4:4 크로마 포맷에서 64x128 블록이다.
도 14에 도시된 예에서, 4:2:0 크로마 포맷의 크로마 성분 블록의 너비(32)와 높이(64)는 모두 최대 변환 크기(64) 이하가 됨을 알 수 있다. 따라서, 4:2:0 크로마 포맷의 경우, 추가적인 크기 비교 없이 32x64 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
반면, 4:2:2 크로마 포맷 또는 4:4:4 크로마 포맷의 경우, 추가적으로 크로마 성분 블록의 너비 및 높이와 최대 변환 크기를 비교할 수 있다. 도 14에 도시된 예에서, 4:2:2 크로마 포맷의 32x128 크로마 성분 블록의 너비(128) 및 4:4:4 크로마 포맷의 64x128 크로마 성분 블록의 너비(128)는 최대 변환 크기(64)보다 크므로, 해당 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하는 것으로 판단할 수 있다.
실시예 #1의 변형예로서, 크로마 포맷과는 무관하게, 크로마 성분 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기 이하인지에 기반하여 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용할지 여부를 판단할 수도 있다. 예컨대, 크로마 성분 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기 이하인 경우, 해당 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하지 않는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 크로마 성분 블록의 너비 또는 높이가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 해당 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하는 것으로 판단할 수 있다.
크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단되는 경우, 크로마 성분 블록에 대한 분할이 수행될 수 있다(S1370). 크로마 성분 블록에 대한 분할은 단계 S1340에서 결정된 분할 방향 및 분할 개수에 기반하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 크로마 성분 블록에 대한 분할 방향 및 분할 개수는 루마 성분 블록에 대한 분할 방향 및 분할 개수와 동일하게 결정될 수 있다. 본 개시의 실시예 #1에 따르면, 도 14에 도시된 예에서, 루마 성분 블록은 수평 방향으로 4개의 서브파티션들로 분할된다. 따라서, 4:2:2 크로마 포맷의 32x128 크로마 성분 블록 및 4:4:4 크로마 포맷의 64x128 크로마 성분 블록도 루마 성분 블록과 동일하게 수평 방향으로 4개의 서브파티션들로 분할될 수 있다.
이후, 분할된 서브파티션의 각각에 대해 부호화/복호화가 수행될 수 있다(S1390). 이 경우, 단계 S1390의 부호화/복호화는 루마 성분 블록의 서브파티션의 각각과 크로마 성분 블록의 서브파티션의 각각에 대해 수행될 수 있다. 단계 S1390은 단계 S960과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
단계 S1360에서 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되지 않는 것으로 판단되는 경우, 크로마 성분 블록에 대한 분할은 수행되지 않고(S1380), 루마 성분 블록의 서브파티션의 각각과 분할되지 않은 크로마 성분 블록에 대한 부호화/복호화가 수행될 수 있다(S1390). 단계 S1390은 단계 S960과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다. 본 개시의 실시예 #1에 따르면, 도 14에 도시된 예에서, 4:2:0 크로마 포맷의 32x64 크로마 성분 블록은 분할되지 않을 수 있다.
본 개시의 실시예 #1에 따르면, ISP가 적용된 현재 블록의 크로마 성분 블록의 너비 또는 높이가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 크로마 성분 블록에 대해서도 ISP를 적용함으로써, 크로마 성분 블록에 대한 변환 또는 역변환이 불가능해지는 문제가 해결될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예 #1에 따르면, ISP가 적용된 현재 블록의 크로마 포맷이 4:2:0이거나 ISP가 적용된 현재 블록의 크로마 성분 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기 이하인 경우, 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하지 않게 되어, 크로마 성분 블록에 대해 불필요하게 ISP가 적용되는 경우를 회피할 수 있으므로, 부호화/복호화의 연산량이 저감될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예 #1에 따르면, 크로마 성분 블록에 대한 ISP의 분할 방향 및 분할 개수는 루마 성분 블록에 대한 ISP의 분할 방향 및 분할 개수와 동일하게 결정되므로, 크로마 성분 블록에 대한 ISP의 분할 방향 및 분할 개수를 별도로 시그널링하거나 유도할 필요가 없다.
실시예 #2
본 개시의 실시예 #2는 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해, 현재 블록에 ISP가 적용되는 경우, 크로마 성분 블록에 대해서도 ISP를 적용한다. 본 개시의 실시예 #2에 따르면, 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 분할 개수는 루마 성분 블록에 대해 결정된 분할 방향 및 분할 개수에 기반하여 결정될 수 있다.
도 15는 본 개시의 다른 실시예에 따른 ISP 적용 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 16은 도 15의 ISP 적용 방법에 따라 크로마 성분 블록을 분할한 예를 도시한 도면이다.
부호화/복호화의 대상이 되는 현재 블록이 입력되면(S1510), 현재 블록에 대해 ISP를 적용할지 여부가 판단될 수 있다(S1520). 단계 S1520의 판단은, 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부의 판단 및/또는 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부의 판단을 포함할 수 있다. 현재 블록에 대해 ISP 가용한지 여부의 판단은 전술한 ISP 가용 조건에 기반하여 수행될 수 있다. ISP가 가용한 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 바와 같이 다양한 방법에 기반하여 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과는 인트라 예측 기법 정보로서 비트스트림에 부호화될 수 있다. ISP가 가용한 경우, 영상 복호화 장치는 시그널링된 인트라 예측 기법 정보에 기반하여 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단할 수 있다.
현재 블록에 대해 ISP가 적용되지 않는 경우, TU 타일링(tiling)이 수행될 수 있다(S1530). 이후, 현재 블록 또는 TU 타일링 단계를 통해 분할된 블록들의 각각에 대해 부호화/복호화가 수행될 수 있다(S1570). 단계 S1530 및 단계 S1570은 도 9의 단계 S930 및 S960과 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.
단계 S1520에서, 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 분할 방향 및 분할 개수(서브파티션의 개수)가 결정될 수 있다(S1540). 분할 방향 및 분할 개수의 결정에 관한 설명은 도 9를 참조하여 설명된 바와 동일하므로, 이하 생략한다.
단계 S1540에서 결정된 분할 방향 및 분할 개수에 기반하여 현재 블록의 루마 성분 블록에 대한 분할이 수행될 수 있다(S1550).
이후, 단계 S1540에서 결정된 분할 방향 및 분할 개수에 기반하여 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대한 분할이 수행될 수 있다(S1560). 구체적으로, 크로마 성분 블록에 대한 분할 방향은 루마 성분 블록에 대한 분할 방향과 동일하게 결정될 수 있다. 또한, 크로마 성분 블록에 대한 분할 개수는 루마 성분 블록에 대한 분할 개수에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 루마 성분 블록에 대한 분할 개수가 N개일 때, 크로마 성분 블록에 대한 분할 개수는 N/n로 결정될 수 있다. 본 개시의 실시예 #2에서 예컨대, n은 2일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, n은 임의의 정수일 수 있다. 본 실시예 #2에 따르면, 도 16의 상단에 도시된 예에서, 16x16 루마 성분 블록은 수평 방향으로 4개의 서브파티션들로 분할된다. 이때, 대응하는 크로마 성분 블록의 분할 방향은 수평 방향이며, 분할 개수는 2개로 결정될 수 있다. 즉, 대응하는 크로마 성분 블록은 크로마 포맷 및/또는 크로마 성분 블록의 크기와 무관하게 수평 방향으로 2개의 서브파티션들로 분할될 수 있다. 또한, 도 16의 하단에 도시된 예에서, 4x8 루마 성분 블록은 수직 방향으로 2개의 서브파티션들로 분할된다. 이때, 대응하는 크로마 성분 블록의 분할 방향은 수직 방향이며, 분할 개수는 1개로 결정될 수 있다. 이 경우, 실질적으로 크로마 성분 블록은 분할되지 않으므로, 크로마 성분 블록에 대해서는 ISP가 적용되지 않는 것으로 볼 수 있다.
이후, 서브파티션의 각각 또는 분할되지 않은 크로마 성분 블록에 대해 부호화/복호화가 수행될 수 있다(S1570). 이 경우, 단계 S1570의 부호화/복호화는 루마 성분 블록의 서브파티션의 각각과 크로마 성분 블록 또는 크로마 성분 블록의 서브파티션의 각각에 대해 수행될 수 있다. 단계 S1570은 단계 S960과 동일하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
본 개시의 실시예 #2는 최대 코딩 유닛의 크기가 128x128이고, 최대 변환 크기가 최대 코딩 유닛의 너비 및 높이의 절반인 64이며, 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기보다 클 경우, 현재 블록에 대해 ISP가 가용하지 않은 점에 착안한 실시예이다. 본 개시의 실시예 #2에 따르면, ISP가 적용된 현재 블록의 크로마 성분 블록 또는 크로마 성분 블록의 서브파티션의 너비 및 높이는 항상 최대 변환 크기 이하가 되므로, 크로마 성분 블록에 대한 변환 또는 역변환이 불가능해지는 문제가 해결될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예 #2에 따르면, 현재 블록의 크로마 성분 블록에 ISP를 적용할지 여부의 판단(예컨대, S1360의 판단)을 수행할 필요가 없으므로, 부호화/복호화의 연산량이 저감될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예 #2에 따르면, 크로마 성분 블록의 서브파티션의 개수는 2개 또는 1개로 결정되므로, 크로마 성분 블록의 부호화/복호화 과정을 단순화할 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예 #2에 따르면, 크로마 성분 블록에 대한 ISP의 분할 방향 및 분할 개수는 루마 성분 블록에 대한 ISP의 분할 방향 및 (분할 개수/2)와 동일하게 결정되므로, 크로마 성분 블록에 대한 ISP의 분할 방향 및 분할 개수를 별도로 시그널링하거나 유도할 필요가 없다.
실시예 #3
본 개시의 실시예 #3은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위해, ISP 가용 조건을 변경함으로써 크로마 성분 블록의 너비 및 높이가 최대 변환 크기 이하가 되도록 한다.
도 9를 참조하여 설명된 종래의 ISP 방법에 따르면, 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기보다 큰 경우 현재 블록에 대한 ISP가 가용하지 않은 것으로 판단한다. 즉, 현재 블록의 너비 또는 높이 중 하나가 최대 변환 크기보다 크고, 다른 하나는 최대 변환 크기 이하인 경우에는 현재 블록에 대한 ISP가 가용한 것으로 판단한다.
본 개시의 실시예 #3은 전술한 ISP 가용 조건을 아래의 표 5와 같이 수정한다.
<수정된 ISP 가용 조건>- intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] =　= 0- cbWidth <= MaxTbSizeY && cbHeight <= MaxTbSizeY - cbWidth　*　cbHeight > MinTbSizeY　*　MinTbSizeY
상기 수정된 ISP 가용 조건 중, intra_luma_ref_idx[x0][y0]가 0인 조건 및 cbWidth　*　cbHeight가 MinTbSizeY　*　MinTbSizeY보다 큰 조건은 기존의 ISP 가용 조건과 동일하다. 상기 수정된 ISP 가용 조건에 따르면, 현재 블록의 cbWidth와 cbHeight가 모두 MaxTbSizeY 이하인 경우에만 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단될 수 있다.
상기 수정된 ISP 가용 조건이 적용되는 본 개시의 실시예 #3에 따르면, 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기 이하일 경우에만 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단하여, ISP가 적용되는지 여부를 나타내는 intra_subpartitions_mode_flag를 전송할 수 있다.
본 개시의 실시예 #3에 따르면, 현재 블록의 너비 및 높이가 모두 최대 변환 크기 이하이므로, 현재 블록의 루마 샘플 블록에 대응하는 크로마 샘플 블록의 너비 및/또는 높이는 크로마 포맷과 관계없이 항상 최대 변환 크기 이하가 된다. 따라서, 상기 수정된 ISP 가용 조건을 적용함으로써, 도 9를 참조하여 설명한 종래 ISP 방법의 문제점이 해소될 수 있다.
본 개시의 실시예 #3에 따른 방법은 종래의 방법에서 ISP 가용 조건만을 수정하여 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시의 실시예 #3에 따른 방법은 단계 S920에서 ISP 가용 여부를 판단하는 조건만이 상이할 뿐, 도 9에 도시된 흐름도와 동일하게 수행될 수 있다.
도 17은 수정된 ISP 가용 조건을 반영한 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
도 17의 사각 박스 부분은 현재 코딩 유닛의 인트라 예측 기법 정보 중 ISP에 관한 정보의 시그널링과 관련된다. 도 17에 도시된 바와 같이, 전술한 수정된 ISP 가용 조건을 만족하는 경우, ISP 적용 여부에 관한 intra_subpartitions_mode_flag가 전송될 수 있다. intra_subpartitions_mode_flag는 현재 코딩 유닛에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 나타내는 정보이다. 상기 ISP 가용 조건을 만족하지 못하는 경우, intra_subpartitions_mode_flag가 전송되지 않으며, 현재 코딩 유닛에 대해서는 ISP가 적용되지 않는 것으로 결정될 수 있다.
상기 수정된 ISP 가용 조건은 하나 이상의 조건들을 포함할 수 있으며, 상기 수정된 ISP 가용 조건에 포함된 하나 이상의 조건들은 상기 예로 한정되지 않는다. 즉, 본 개시에 따른 기술적 사상의 범위 내에서, 일부 조건이 생략되거나 다른 조건이 추가적으로 포함될 수 있다.
또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 현재 블록에 대해 ISP가 적용될 때, 즉, intra_subpartitions_mode_flag가 1일 때, 분할 방향을 나타내는 정보(intra_subpartitions_split_flag)가 전송될 수 있다.
도 17에 도시된 예에서, cbWidth <= MaxTbSizeY && cbHeight <= MaxTbSizeY의 조건을 만족하는 경우에만 intra_subpartitions_mode_flag가 전송될 수 있다. 즉, 전송된 intra_subpartitions_mode_flag이 1인 경우 cbWidth <= MaxTbSizeY && cbHeight <= MaxTbSizeY의 조건이 이미 만족된 것으로 볼 수 있다. 따라서, intra_sinpartitions_split_flag의 전송 여부와 관련된 도 17의 조건은 도 18과 같이 변경될 수 있다.
도 18은 수정된 ISP 가용 조건을 반영한 비트스트림의 구조의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 18의 사각 박스 부분은 현재 코딩 유닛의 인트라 예측 기법 정보 중 ISP에 관한 정보의 시그널링과 관련된다. 도 18에 도시된 바와 같이, intra_subpartitions_mode_flag는 전술한 수정된 ISP 가용 조건을 만족하는 경우에 시그널링되며, intra_sinpartitions_split_flag는 intra_subpartitions_mode_flag가 1인 조건을 만족하면 시그널링될 수 있다.
본 개시의 실시예 #3에 따르면, ISP가 적용되는 현재 블록의 너비 및 높이는 모두 최대 변환 크기 이하이다. 따라서, 크로마 포맷과 무관하게 현재 블록의 크로마 성분 블록의 너비 및 높이도 모두 최대 변환 크기 이하가 되므로, 크로마 성분 블록에 대한 변환 또는 역변환이 불가능해지는 문제가 해결될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예 #3에 따르면, 현재 블록의 크로마 성분 블록에 ISP를 적용할지 여부의 판단(예컨대, S1360의 판단) 과정 및 크로마 성분 블록에 대한 ISP를 수행할 필요가 없으므로, 부호화/복호화의 연산량이 저감될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예 #3에 따르면, 종래의 부호화/복호화 과정을 크게 변경하지 않으므로, 부호화/복호화의 복잡도를 크게 증가시키지 않고, 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 19는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기반하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서,
    현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP(Intra Sub-Partitions)가 가용한지 여부를 판단하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 지시하는 ISP 적용 지시자를 복호화하는 단계; 및
    상기 ISP 적용 지시자에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 현재 블록의 루마 성분 블록의 크기와 소정의 임계값의 비교에 기반하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소정의 임계값은 최대 변환 크기인 영상 복호화 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 현재 블록의 루마 성분 블록의 너비 및 높이가 모두 소정의 임계값 이하인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 것으로 판단하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계는,
    상기 현재 블록의 루마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 루마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 크로마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 판단하는 단계는,
    상기 크로마 성분 블록의 크기 또는 상기 현재 블록의 크로마 포맷 중 적어도 하나에 기반하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 현재 블록의 크로마 포맷이 4:2:2 또는 4:4:4이고, 상기 크로마 성분 블록의 너비 또는 높이 중 적어도 하나가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단하는 영상 복호화 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하는 경우,
    상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수와 각각 동일한 영상 복호화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계는,
    상기 현재 블록의 루마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 루마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 크로마 성분 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 크로마 성분 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수에 기반하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 크로마 성분 블록의 분할 방향 및 서브파티션의 개수는 상기 루마 성분 블록의 분할 방향 및 (서브파티션의 개수/2)와 각각 동일한 영상 복호화 방법.
  13. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기반하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부를 판단하고,
    상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 지시하는 ISP 적용 지시자를 복호화하고,
    상기 ISP 적용 지시자에 기반하여, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 것으로 판단된 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 영상 복호화 장치.
  14. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한지 여부를 판단하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 ISP가 가용한 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 상기 현재 블록에 대해 ISP를 적용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보 및 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지에 관한 정보를 부호화하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
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