WO2023128704A1 - Cclm(cross-component linear model) 인트라 예측에 기반한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장하는 기록 매체 - Google Patents

Cclm(cross-component linear model) 인트라 예측에 기반한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장하는 기록 매체 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method, apparatus, and a recording medium for storing a bitstream, and more particularly, to a video encoding/decoding method, apparatus, and image based on cross-component linear model (CCLM) intra prediction. It relates to a recording medium storing a bitstream generated by an encoding method/apparatus.
  • CCLM cross-component linear model
  • An object of the present disclosure is to provide a video encoding/decoding method and apparatus having improved encoding/decoding efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide a video encoding/decoding method and apparatus for performing cross-component linear model (CCLM) intra prediction.
  • CCLM cross-component linear model
  • an object of the present disclosure is to provide a video encoding/decoding method and apparatus for performing CCLM intra prediction based on multiple reference lines.
  • an object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus for performing improved LMS (Linear-Mean-Square) based CCLM intra prediction.
  • LMS Linear-Mean-Square
  • an object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus for performing linear model CCLM intra prediction using an improved predetermined number of pixels.
  • an object of the present disclosure is to provide a video encoding/decoding method and apparatus for adaptively performing CCLM intra prediction based on multiple reference lines.
  • an object of the present disclosure is to provide a non-transitory computer readable 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 non-transitory computer-readable recording medium for storing a bitstream received and decoded by an image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • 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 image decoding method performed by an image decoding apparatus, wherein the image decoding method is based on an intra prediction mode of a chroma block being a cross-component linear model (CCLM) mode. deriving chroma reference samples located around and luma reference samples corresponding to the chroma reference samples, deriving a CCLM parameter based on the chroma reference samples and the luma reference samples, and deriving the CCLM Generating prediction samples of the chroma block based on parameters, wherein the chroma reference samples may be obtained from two or more chroma reference lines adjacent to the chroma block.
  • CCLM cross-component linear model
  • the deriving of the CCLM parameter may be performed based on Linear-Mean-Square (LMS) using the chroma reference samples existing in two or more chroma reference lines adjacent to the chroma block.
  • LMS Linear-Mean-Square
  • a predetermined number of the chroma reference samples present in two or more chroma reference lines adjacent to the chroma block may be used.
  • a sub-sampling method for a first reference line adjacent to the chroma block and a sub-sampling method for a second reference line adjacent to the chroma block based on the fact that the chroma block is a non-square block may be the same.
  • a sub-sampling method for a first reference line adjacent to the chroma block and a sub-sampling method for a second reference line adjacent to the chroma block based on the fact that the chroma block is a non-square block may be different.
  • the number of chroma reference lines for deriving the chroma reference samples may be differently determined based on whether an upper boundary of the chroma block matches a CTU boundary.
  • the plurality of upper luma reference lines include first to fourth upper reference lines, and a first reference down-sampled based on the first upper reference line and the second upper reference line. generate a down-sampled second reference line based on the third upper reference line and the fourth upper reference line, wherein the luma reference samples are the down-sampled first reference line and the second reference line; It can be obtained based on the line.
  • the plurality of left luma reference lines include first to fifth left reference lines, based on the first left reference line, the second left reference line, and the third left reference line. to generate a down-sampled third reference line, generate a down-sampled fourth reference line based on the third left reference line, the fourth left reference line, and the fifth left reference line, and generate the luma reference sample Can be obtained based on the down-sampled third reference line and the fourth reference line.
  • the number of chroma reference lines used to derive the CCLM parameter may be differently determined based on a comparison between the size of the chroma block and a predetermined threshold.
  • the number of chroma reference lines used to derive the CCLM parameters may be differently determined based on the type of CCLM applied to the chroma block.
  • the deriving of the CCLM parameter may include classifying the luma reference samples and the chroma reference samples into two or more groups based on a predetermined threshold, and CCLM for each of the classified groups. It may further include deriving parameters.
  • an image encoding method performed by an image encoding apparatus, wherein the encoding method is based on a cross-component linear model (CCLM) mode as an intra prediction mode of the chroma block, Deriving neighboring chroma reference samples and luma reference samples corresponding to the chroma reference samples, deriving a CCLM parameter based on the chroma reference samples and the luma reference samples, and deriving the CCLM parameter Based on , generating prediction samples of the chroma block, wherein the chroma reference samples may be obtained from two or more chroma reference lines adjacent to the chroma block.
  • CCLM cross-component linear model
  • the image encoding method includes a cross-component linear model (CCLM) in an intra prediction mode of a chroma block. deriving chroma reference samples located around the chroma block and luma reference samples corresponding to the chroma reference samples based on being a mode, based on the chroma reference samples and the luma reference samples, CCLM Deriving a parameter and generating prediction samples of the chroma block based on the CCLM parameter, wherein the chroma reference samples may be obtained from two or more chroma reference lines adjacent to the chroma block.
  • CCLM cross-component linear model
  • the image encoding method is based on a cross-component linear model (CCLM) mode as an intra prediction mode of a chroma block. deriving chroma reference samples located around the chroma block and luma reference samples corresponding to the chroma reference samples, deriving a CCLM parameter based on the chroma reference samples and the luma reference samples and generating prediction samples of the chroma block based on the CCLM parameter, wherein the chroma reference samples may be obtained from two or more chroma reference lines adjacent to the chroma block.
  • CCLM cross-component linear model
  • a video encoding/decoding method and apparatus having improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • an image encoding/decoding method and apparatus for performing cross-component linear model (CCLM) intra prediction may be provided.
  • CCLM cross-component linear model
  • an image encoding/decoding method and apparatus for performing CCLM intra prediction based on multiple reference lines may be provided.
  • an image encoding/decoding method and apparatus for performing CCLM intra prediction based on improved LMS may be provided.
  • an image encoding/decoding method and apparatus for performing linear model CCLM intra prediction using a predetermined number of improved pixels may be provided.
  • an image encoding/decoding method and apparatus for adaptively performing CCLM intra prediction based on multiple reference lines may be provided.
  • a non-transitory computer readable recording medium for storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a non-transitory computer readable recording medium may be provided for storing a bitstream received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • a method of transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a video/image encoding method based on intra prediction.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of an intra prediction unit according to the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/image decoding method based on intra prediction.
  • FIG. 7 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of an intra prediction unit according to the present disclosure.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating multiple reference lines for intra prediction according to an embodiment of the present disclosure.
  • CCLM cross-component linear model
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of classifying neighboring samples into two groups to derive parameters of a multi-model linear model (MMLM) according to an embodiment of the present disclosure.
  • MMLM multi-model linear model
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a reference sample selection method for deriving CCLM parameters according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a reference sample selection method for CCLM parameter derivation in LM_A mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 illustrates an example of a method for selecting reference samples in a non-square block according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14A illustrates an example of a method for selecting reference samples in a non-square block according to another embodiment of the present disclosure.
  • 14B illustrates an example of a method for selecting reference samples in a non-square block according to another embodiment of the present disclosure.
  • 15 is a flowchart illustrating a CCLM prediction method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 16 illustrates examples of CCLM application methods when the top boundary of the current chroma block coincides with the CTU boundary.
  • 17 is a diagram for explaining embodiments of the present disclosure for determining whether to apply CCLM based on multiple reference lines based on the size of a current chroma block.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining embodiments of the present disclosure for determining whether to apply CCLM based on a type of CCLM applied to a current chroma block.
  • FIG. 19 is a diagram exemplarily illustrating a content streaming system to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • first and second are used only for the purpose of distinguishing one element from another, and do not limit the order or importance of elements unless otherwise specified. 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 may be referred to as a first component in another embodiment. can also be called
  • components that are distinguished from each other are intended to clearly explain each characteristic, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form a single hardware or software unit, or a single component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even such integrated or distributed embodiments are included in the scope of the present disclosure, even if not mentioned separately.
  • components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Therefore, an embodiment composed of a subset of the components described in one embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other components in addition to the components described in various embodiments are also 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 common meanings commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless newly defined in the present disclosure.
  • video may mean a set of a series of images over time.
  • a “picture” generally means 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 can be composed of one or more slices/tiles.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTUs).
  • 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 pixel value, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • a “unit” may represent a basic unit of image processing.
  • a unit may include at least one of a specific region of a picture and information related to the region. Unit may be used interchangeably with terms such as "sample array", “block” or “area” depending on the case.
  • an MxN block may include samples (or a sample array) or a set (or array) of transform coefficients consisting of M columns and N rows.
  • “current block” may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “encoding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • “current block” may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transform inverse transform
  • quantization inverse quantization
  • “current block” may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering filtering target block.
  • a “current block” may mean a block including both a luma component block and a chroma component block or a “luma block of the current block” unless explicitly described as a chroma block.
  • the luma component block of the current block may be explicitly expressed by including an explicit description of the luma component block, such as “luma block” or “current luma block”.
  • the chroma component block of the current block may be explicitly expressed by including an explicit description of the chroma component block, such as “chroma block” or “current chroma block”.
  • “/” and “,” may be interpreted as “and/or”.
  • “A/B” and “A, B” could be interpreted as “A and/or B”.
  • “A/B/C” and “A, B, C” may mean “at least one of A, B and/or C”.
  • “at least one of A, B, and C” may mean “only A,” “only B,” “only C,” or “any and all combinations of A, B, and C.” Also, “at least one A, B, or C” or “at least one A, B, and/or C” may mean “at least one A, B, and C”.
  • Parentheses used in this disclosure may mean “for example”. For example, when it is indicated as “prediction (intra prediction)”, “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”. In other words, “prediction” in the present disclosure is not limited to “intra prediction”, and “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”. Also, even when indicated as “prediction (ie, intra prediction)”, “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • a video coding system may include an encoding device 10 and a decoding device 20.
  • the encoding device 10 may transmit encoded video and/or image information or data to the decoding device 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • the encoding device 10 may include a video source generator 11, an encoder 12, and a transmitter 13.
  • the decoding device 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 receiver 21 may be included in the decoder 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 video/images through a process of capturing, synthesizing, or generating video/images.
  • the video source generating unit 11 may include a video/image capture device and/or a video/image generating device.
  • a video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive containing previously captured video/images, and the like.
  • Video/image generating devices may include, for example, computers, tablets and smart phones, etc., and may (electronically) generate video/images.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capture process may be replaced by a process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode the input video/video.
  • 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 (encoded video/image information) in the form of a bitstream.
  • the transmission unit 13 may obtain encoded video/image information or data output in the form of a bitstream, and transmit it in the form of a file or streaming through a digital storage medium or network to the reception unit 21 of the decoding device 20 or You can pass it to another external object.
  • 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 broadcasting/communication network.
  • the transmission unit 13 may be provided as a separate transmission device from the encoder 120, and in this case, the transmission device includes at least one processor for obtaining encoded video/image information or data output in the form of a bitstream and It may include a transmission unit that delivers in the form of a file or streaming.
  • 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 video/images by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transform, and prediction corresponding to operations 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 may be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image division 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 adder 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 collectively be 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 components 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 divider 110 may divide an input image (or picture or frame) input to the image encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit recursively converts a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) according to a Quad-tree/binary-tree/ternary-tree (QT/BT/TT) structure ( It can be obtained by dividing recursively.
  • one coding unit may be divided into a plurality of deeper depth coding units 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 ternary tree structure may be applied later.
  • a coding procedure according to the present disclosure may be performed based on a final coding unit that is not further divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, and 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 procedures such as prediction, transformation, and/or reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit of the coding procedure may be a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for deriving transform coefficients and/or a unit for deriving a residual signal from transform coefficients.
  • a prediction unit performs prediction on a processing target block (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of current blocks or CUs.
  • the prediction unit may generate various types of information related to prediction of the current block and transmit them to the entropy encoding unit 190 .
  • Prediction-related information may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bit stream.
  • the intra predictor 185 may predict a current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart from each other according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique.
  • 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.
  • the directional modes may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used according to settings.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block by using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for a current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation of motion information between neighboring blocks and the 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.
  • a neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • a reference picture including the reference block and a reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and 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 the motion vector and/or reference picture index of the current block. can create Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of skip mode and merge mode, the inter prediction unit 180 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the residual signal may not be transmitted unlike the merge mode.
  • motion vector prediction (MVP) mode motion vectors of neighboring blocks are used as motion vector predictors, and motion vector differences and motion vector predictor indicators ( indicator), the motion vector of the current block can be signaled.
  • the motion vector difference may refer to 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 described below.
  • the predictor may apply intra-prediction or inter-prediction to predict the current block as well as apply both intra-prediction and inter-prediction at the same time.
  • a prediction method that simultaneously applies intra prediction and inter prediction for prediction of a current block may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict the current block.
  • Intra-block copying can be used for video/video coding of content such as games, for example, such as screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block using a restored reference block in a current picture located at a distance from the current block by a predetermined distance.
  • the position of the reference block in the current picture can be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • IBC basically performs prediction within the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived within the current picture. That is, IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this disclosure.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstruction signal or 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) to obtain a residual signal (residual signal, residual block, residual sample array). ) can be created.
  • the generated residual signal may be transmitted to the conversion unit 120 .
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transform technique uses at least one of a Discrete Cosine Transform (DCT), a Discrete Sine Transform (DST), a Karhunen-Loeve Transform (KLT), a Graph-Based Transform (GBT), or a Conditionally Non-linear Transform (CNT).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Karhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT means a conversion obtained from the graph when relation information between pixels is expressed as a graph.
  • CNT means a transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the transformation process may be applied to square pixel blocks having the same size or may be applied to non-square blocks of variable size.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit them to the entropy encoding unit 190 .
  • the entropy encoding unit 190 may encode the quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output the encoded signal as a bitstream.
  • Information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange block-type quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients based on the quantized transform coefficients of the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated.
  • 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 reconstruction (eg, values of syntax elements, etc.) in addition to quantized transform coefficients.
  • Encoded information (eg, encoded video/video information) may be transmitted or stored in a network abstraction layer (NAL) unit unit in the form of a bitstream.
  • 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/image information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in this disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through a network or 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) that transmits the signal output from the entropy encoding unit 190 and/or a storage unit (not shown) that stores the signal output from the entropy encoding unit 190 may be provided as internal/external elements of the image encoding apparatus 100, or may be transmitted. The part 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
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the adder 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 (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can create
  • a predicted block may be used as a reconstruction block.
  • the adder 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture after filtering as described below.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 160 may improve subjective/objective picture quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 170, specifically the DPB of the memory 170. can be stored in
  • 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 various types of filtering-related information and transmit them to the entropy encoding unit 190, as will be described later in the description of each filtering method.
  • Information on filtering may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bit stream.
  • 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 can avoid prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the video decoding apparatus, and can also improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a modified reconstructed picture to be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 may store motion information of a block in a current picture from which motion information is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a previously reconstructed picture.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture and transfer them to the intra predictor 185 .
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, and a memory 250. ), an inter predictor 260 and an intra predictor 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 components 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 video decoding apparatus 200 may restore the video by performing a process corresponding to the process performed in the video encoding apparatus 100 of FIG. 2 .
  • the video decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the video encoding apparatus.
  • a processing unit of decoding may thus be a coding unit, for example.
  • a coding unit may be a coding tree unit or may be obtained by dividing a largest coding unit.
  • the restored video signal decoded and output through the video decoding apparatus 200 may be reproduced through a reproducing apparatus (not shown).
  • the image decoding device 200 may receive a signal output from the image encoding device 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/image 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/image information may further include general constraint information.
  • the video decoding apparatus may additionally use the information about the parameter set and/or the general restriction information to decode video.
  • the signaling information, received information, and/or syntax elements mentioned in this disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and quantizes a value of a syntax element required for image reconstruction and a transform coefficient related to a residual. values can be output.
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in a bitstream, and receives decoding target syntax element information and decoding information of neighboring blocks and decoding target blocks or information of symbols/bins decoded in the previous step.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after determining the context model.
  • prediction-related information is provided to the prediction unit (inter prediction unit 260 and intra prediction unit 265), and 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 .
  • a receiving unit (not shown) for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an internal/external element of the image decoding device 200, or the receiving unit may be 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 adder 235, a filtering unit 240, a memory 250, At least one of an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265 may be included.
  • the inverse quantization unit 220 may inversely quantize the quantized transform coefficients and output the transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a 2D block. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scanning order performed by the video encoding device.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients 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 obtain a residual signal (residual block, residual sample array) by inverse transforming transform coefficients.
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including predicted samples of the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and determine a specific intra/inter prediction mode (prediction technique).
  • the prediction unit can generate a prediction signal based on various prediction methods (methods) described later is the same as mentioned in the description of the prediction unit of the image encoding apparatus 100.
  • the intra predictor 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra predictor 185 may be equally applied to the intra predictor 265 .
  • the inter prediction unit 260 may derive a predicted block for a current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation of motion information between neighboring blocks and the 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.
  • a neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter predictor 260 may configure a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and/or reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes (methods), and the prediction-related information may include information indicating an inter prediction mode (method) for the current block.
  • the adder 235 restores the obtained residual signal by adding it 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 (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be generated. When there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, a predicted block may be used as a reconstruction block. The description of the adder 155 may be equally applied to the adder 235 .
  • the adder 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture after filtering as described below.
  • the filtering unit 240 may improve subjective/objective picture quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 250, specifically the DPB of the memory 250.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • a (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 in the current picture from which motion information is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a previously reconstructed picture.
  • 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 transfer them to the intra prediction unit 265 .
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the video encoding apparatus 100 are the filtering unit 240 of the video 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 for generating prediction samples for a current block based on reference samples within a picture to which the current block belongs (hereinafter referred to as current picture).
  • neighboring reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block include a sample neighboring (neigbor/adjacent) to the left boundary of the current block of size nWxnH, a total of 2xnH samples neighboring the bottom-left, and the upper side of the current block ( A total of 2 ⁇ nW samples adjacent to the top boundary and top-right neighbors and 1 sample adjacent to the top-left of the current block may be included.
  • the neighboring reference samples of the current block may include a plurality of rows of upper neighboring samples and a plurality of rows of left neighboring samples.
  • the neighboring reference samples of the current block include a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block of size nWxnH. (bottom-right) may include one neighboring sample.
  • neighboring reference samples of the current block may not be decoded yet or may not be available.
  • the decoder may construct neighboring reference samples to be used for prediction by substituting unavailable samples with available samples.
  • neighboring reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • a prediction sample may be derived based on the average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) the 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.
  • the case of (i) may be called a non-directional mode or a non-angular mode, and the case of (ii) 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 called LM (Linear Model) mode.
  • LM Linear Model
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered neighboring reference samples, and at least one of the existing neighboring reference samples, that is, among the unfiltered neighboring reference samples, derived according to the intra prediction mode.
  • the prediction sample of the current block may be derived by performing a weighted sum of the reference sample and the temporary prediction sample. This case may be called position dependent intra prediction (PDPC).
  • PDPC position dependent intra prediction
  • a prediction sample may be derived by selecting a reference sample line having the highest prediction accuracy among neighboring multi-reference sample lines of the current block and using a reference sample located in a prediction direction in the corresponding line.
  • information on the used reference sample line eg, intra_luma_ref_idx
  • MRL multi-reference line intra prediction
  • reference samples may be derived from a reference sample line directly adjacent to the current block, and in this case, information about the reference sample line may not be signaled.
  • the current block may be divided into vertical or horizontal sub-partitions, and intra-prediction may be performed on each sub-partition based on the same intra-prediction mode.
  • neighboring reference samples of intra prediction may be derived in units of each sub-partition. That is, a reconstructed sample of a previous subpartition in encoding/decoding order may be used as a neighboring reference sample of the current subpartition.
  • the intra-prediction mode for the current block is equally applied to the sub-partitions, but intra-prediction performance can be improved in some cases by deriving and using neighboring reference samples in units of the sub-partitions.
  • This prediction method may be called intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction.
  • the above-described intra prediction techniques may be called 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 (an intra prediction type or an additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, LM, PDPC, MRL, and ISP.
  • a general intra prediction method excluding specific intra prediction types such as LIP, LM, PDPC, MRL, and ISP may be referred to as a normal intra prediction type.
  • the normal intra prediction type may be generally applied when the specific intra prediction type as described above is not applied, and prediction may be performed based on the aforementioned intra prediction mode. Meanwhile, post-processing filtering may be performed on the derived prediction sample as needed.
  • the intra prediction procedure may include determining an intra prediction mode/type, deriving a neighboring reference sample, and deriving a prediction sample based on an intra prediction mode/type.
  • a post-filtering step may be performed on the derived prediction samples, if necessary.
  • affine linear weighted intra prediction may be used in addition to the aforementioned intra prediction types.
  • the ALWIP may also be called LWIP (linear weighted intra prediction) or MIP (matrix weighted intra prediction or matrix based intra prediction).
  • LWIP linear weighted intra prediction
  • MIP matrix weighted intra prediction or matrix based intra prediction.
  • a horizontal/vertical interpolation procedure may be further performed to derive prediction samples for the current block.
  • Intra prediction modes used for the MIP may be configured differently from intra prediction modes used in LIP, PDPC, MRL, and ISP intra prediction or normal intra prediction.
  • the intra prediction mode for the MIP may be called MIP intra prediction mode, MIP prediction mode, or MIP mode.
  • the matrix and offset used in the matrix vector multiplication may be set differently according to the intra prediction mode for the MIP.
  • the matrix may be referred to as a (MIP) weight matrix
  • the offset may be referred to as a (MIP) offset vector or a (MIP) bias vector.
  • a block restoration procedure based on intra prediction and an intra prediction unit in an encoding apparatus will be described later with reference to FIGS. 4 and 5 .
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a video/image encoding method based on intra prediction.
  • the encoding method of FIG. 4 may be performed by the video encoding apparatus of FIG. 2 .
  • step S410 may be performed by the intra prediction unit 185
  • step S420 may be performed by the residual processing unit.
  • 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 predictor 185, and the residual information of step S430 may be derived by the residual processor.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients of 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 in the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the image encoding apparatus may perform intra prediction on the current block (S410).
  • An image encoding apparatus determines an intra prediction mode/type for a current block, derives neighboring reference samples of the current block, and generates prediction samples within the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples. can do.
  • intra prediction mode/type determination, neighboring reference samples derivation, and prediction samples generation procedures may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before another procedure.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of the 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 deriving 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 rate distortion costs (RD costs) of the intra prediction modes/types and determine an optimal intra prediction mode/type for the current block.
  • RD costs rate distortion costs
  • the video encoding device may perform a prediction sample filtering procedure.
  • Prediction 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 video encoding apparatus 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 video 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 on the intra prediction (prediction information) and residual information on the residual samples (S430).
  • the prediction information may include the intra prediction mode information and/or the intra prediction technique information.
  • the video encoding device may output encoded video information in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be delivered to an image decoding device through a storage medium or network.
  • the residual information may include residual coding syntax 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 video encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block).
  • the image encoding apparatus may derive (modified) residual samples by inverse quantizing/inverse transforming the quantized transform coefficients again.
  • the reason for performing inverse quantization/inverse transformation after transforming/quantizing the residual samples in this way is to derive the same residual samples as the residual samples derived from the video decoding apparatus.
  • the video 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.
  • an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/image decoding method based on intra prediction.
  • the video decoding apparatus may perform an operation corresponding to the operation performed by the video encoding apparatus.
  • the decoding method of FIG. 6 may be performed by the video decoding apparatus of FIG. 3 .
  • Dean system 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 an inverse transform on the transform coefficients.
  • Step S650 may be performed by the adder 235 or the restorer.
  • the video 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 video decoding apparatus may derive neighboring reference samples of the current block (S620). The video decoding apparatus may generate prediction samples within the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples (S630). In this case, the video decoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure. Prediction 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 video decoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S640).
  • the video 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 may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 7 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of the intra prediction unit 265 according to the present disclosure.
  • the intra prediction unit 265 of the video 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 determining unit 266 determines the intra prediction mode/type of the current block based on the intra prediction mode/type information generated and signaled by the intra prediction mode/type determining unit 186 of the video encoding apparatus. and 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) or a remaining mode is applied to the current block, 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. Also, when the MPM is not applied to the current block, the intra prediction mode information includes remaining mode information (ex. intra_luma_mpm_remainder) indicating one of intra prediction modes other than the intra prediction mode candidates (MPM candidates). can include more.
  • the video decoding apparatus may determine an intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode information.
  • 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 technique information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether the MRL is applied to the current block and, if applied, which reference sample line is used, and the ISP determines whether the current block ISP flag information (ex. intra_subpartitions_mode_flag) indicating whether or not the ISP is applied, ISP type information indicating the split type of subpartitions when the ISP is applied (ex.
  • intra_subpartitions_split_flag flag information indicating whether PDPC is applied or application of LIP It may include at least one of flag information indicating whether or not.
  • the intra prediction type information may include a MIP flag indicating whether MIP is applied to the current block.
  • 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 technique information may be encoded/decoded through entropy coding (eg CABAC, CAVLC) based on truncated (rice) binary code.
  • entropy coding eg CABAC, CAVLC
  • the intra prediction mode may further include a cross-component linear model (CCLM) mode for chroma samples in addition to the PLANAR mode, the DC mode, and the directional intra prediction modes.
  • CCLM mode can be divided into L_CCLM, T_CCLM, and LT_CCLM depending on whether left samples, upper samples, or both are considered for CCLM parameter derivation, and can be applied only to chroma components.
  • Intra prediction modes may be indexed as shown in Table 1 below, for example.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, ISP, and MIP.
  • the intra prediction type may be indicated based on intra prediction type information, and the intra prediction type information may be implemented in various forms.
  • the intra prediction type information may include intra prediction type index information indicating one of the intra prediction types.
  • the intra prediction type information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether the MRL is applied to the current block and, if applied, which reference sample line is used, and the ISP indicates whether the current block is applied.
  • ISP flag information (ex.
  • intra_subpartitions_mode_flag indicating whether the ISP is applied
  • ISP type information indicating the split type of subpartitions when the ISP is applied (ex. intra_subpartitions_split_flag)
  • flag information indicating whether PDCP is applied or application of LIP It may include at least one of flag information indicating whether or not.
  • the intra prediction type information may include a MIP flag (or may be called intra_mip_flag) indicating whether MIP is applied to the current block.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating multiple reference lines for intra prediction according to an embodiment of the present disclosure.
  • intra prediction may be performed using neighboring samples located on a sample line separated by one to three samples from the upper and/or left side of the current block as reference samples.
  • intra prediction using the MRL method may be performed using neighboring samples located on a sample line separated by a distance of N samples from the upper side and/or the left side of the current block as reference samples.
  • 8 shows an example of the multi-reference line, and the multi-reference line index (ex. mrl_idx) indicates which line is used for intra prediction with respect to the current block.
  • the multi-reference line index may be signaled through coding unit syntax as shown in Table 2.
  • the multiple reference line index may be configured in the form of an intra_luma_ref_idx syntax element.
  • intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ] may indicate an intra reference line index IntraLumaRefLineIdx[ x0 ][ y0 ]. If intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ] does not exist, its value may be inferred as 0.
  • intra_luma_ref_idx may be called (intra) reference sample line index or mrl_idx.
  • intra_luma_ref_idx may be called intra_luma_ref_line_idx. Table 3 below shows values of IntraLumaRefLineIdx[ x0 ][ y0 ] based on intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ].
  • MRL may not be used for blocks of the first line (row) in the CTU. That is, when the upper boundary of the current block is the boundary of the CTU, the MRL may not be used for the current block.
  • Table 2 when the upper boundary of the current block is the boundary of the CTU, intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ] does not exist, and its value is inferred as 0. Therefore, the first reference line can be used for the current block. This is to prevent extended reference lines outside the current CTU line from being used. Also, when the aforementioned additional reference line is used, the aforementioned PDPC may not be used.
  • intra prediction When intra prediction is performed on the current block, prediction on the luma component block (luma block) and prediction on the chroma component block (chroma block) of the current block may be performed.
  • the intra prediction mode may be set separately from the intra prediction mode for the luma component (luma block).
  • an intra prediction mode for a chroma component may be indicated based on intra chroma prediction mode information, and the intra chroma prediction mode information may be signaled in the form of an intra_chroma_pred_mode syntax element.
  • the intra chroma prediction mode information includes at least one of a planar mode, a DC mode, a vertical mode, a horizontal mode, a derived mode (DM), L_CCLM, T_CCLM, and LT_CCLM modes One of the candidate modes may be indicated.
  • DM can also be called direct mode.
  • CCLM may be called LM.
  • DM and CCLM are dependent intra prediction modes for predicting a chroma block using luma block information.
  • the DM may indicate a mode in which the same intra prediction mode as the intra prediction mode for the luma component is applied as the intra prediction mode for the chroma component.
  • the CCLM subsamples reconstructed samples of a luma block in a process of generating a prediction block for a chroma block, and then assigns CCLM parameters (eg, and/or ) may be used as prediction samples of the chroma block.
  • the CCLM mode may be applied to the current chroma block.
  • the CCLM mode is an intra prediction mode using correlation between a luma block and a chroma block corresponding to the luma block, and a linear model can be derived based on neighboring samples of the luma block and neighboring samples of the chroma block. , may indicate a mode in which prediction samples of the chroma block are derived based on the linear model and the reconstructed samples of the luma block.
  • parameters for the linear model are derived based on neighboring samples used for intra prediction of the current chroma block and neighboring samples used for intra prediction of the current luma block. It can be.
  • a CCLM prediction mode may be used in the present disclosure.
  • chroma samples may be predicted based on reconstructed luma samples of the same CU using a linear model.
  • the linear model may be Equation 1 below.
  • pred C (i, j) may represent a predicted sample of (i, j) coordinates of a current chroma block in the current CU
  • rec' L (i, j) is (i, j) of the current luma block in the CU.
  • Reconstruction samples of coordinates may be indicated.
  • rec' L (i, j) may indicate down-sampled reconstructed samples of the current luma block.
  • Figure 9 is a diagram illustrating locations of neighboring samples used for deriving CCLM parameters according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 9 shows an example of the location of the left neighboring samples and the location of the upper neighboring samples and the samples adjacent to the current block associated with the CCLM mode.
  • CCLM parameters may be derived using up to four adjacent chroma samples and corresponding downsampled luma samples.
  • the CCLM parameters may be derived using N neighboring chroma samples and corresponding downsampled luma samples.
  • W' and H' may be set as follows.
  • W' may mean a range in which upper neighboring chroma samples used for deriving a CCLM parameter are located.
  • H' may mean a range in which left-neighboring chroma samples used for deriving a CCLM parameter are located.
  • the positions of the upper neighboring samples can be represented by S[0, -1]...S[W'-1, -1], and the positions of the left neighboring samples are S[-1, 0]...S[- 1, H'-1].
  • four samples can be selected as follows.
  • X a , X b , Y a and Y b can be derived through Equation 2 below.
  • the CCLM parameters ⁇ and ⁇ can be obtained through Equation 3 below.
  • An embodiment of the present disclosure can derive a CCLM parameter using upper neighbor samples and left neighbor samples, and can also be used in the other two LM modes (LM_A mode and LM_L mode).
  • LM_A mode only upper neighbor samples may be used to derive CCLM parameters. In this case, in order to obtain more samples, the upper neighboring samples may be extended to samples at the W+H location.
  • LM_L mode only the left neighboring samples can be used to derive the CCLM parameters. In this case, in order to obtain more samples, the left neighboring samples may be extended to samples at H+W location.
  • upper neighboring samples may extend to position W+W
  • left neighboring samples may extend to position H+H.
  • the downsampling filter may be designated by an SPS level flag.
  • the downsampling filter may be applied to obtain a luma sample corresponding to a chroma sample at a predetermined location (i, j).
  • the two downsampling filters may be Equations 4 and 5 below.
  • the derivation of the parameters may be performed in part of the video decoding process, and may not be performed only by the encoder search operation. As a result, syntax may not be used to transfer the values of ⁇ and/or ⁇ to the video decoding device.
  • a total of 8 intra prediction modes may be used in an intra chroma prediction mode encoding process.
  • the 8 intra prediction modes may include 5 conventional intra prediction modes and 3 CCLM modes (CCLM, LM_A and LM_L).
  • the intra chroma prediction mode signaling and derivation process will be described later with reference to Tables 4 and 5 below.
  • Intra-chroma prediction mode encoding may be dependent on an intra-prediction mode of a corresponding luma block. Since a separate block division structure for luma and chroma components is activated in I slice, one chroma block may correspond to a plurality of luma blocks. Accordingly, in the case of the chroma DM mode, the intra prediction mode of the corresponding luma block covering the center position of the current chroma block may be directly applied.
  • Table 4 shows a matching table for deriving an intra chroma prediction mode when CCLM is not applicable
  • Table 5 shows a mapping table for deriving an intra chroma prediction mode when CCLM is applicable.
  • the intra chroma prediction mode is the intra luma prediction mode for the current block or the luma block (ex. when DUAL_TREE is applied) covering the lower right center sample of the chroma block and the signaled intra chroma prediction mode (intra_chroma_pred_mode) It can be determined based on the value of information.
  • Indexes of IntraPredModeC[xCb][yCb] derived from the above tables may correspond to indexes of intra prediction modes disclosed in Table 1 above.
  • MMLM Multi-model LM
  • CCLM mode can be extended to MMLM mode. For example, three MMLM modes may be added. Neighboring samples reconstructed in each MMLM mode can be classified into two groups using a threshold. The threshold value may be, for example, an average value of reconstructed luma samples.
  • a linear model for each group can be derived using the Linear-Mean-Square (LMS) method. Even in the case of CCLM mode, the LMS method can be used to derive a linear model.
  • LMS Linear-Mean-Square
  • MMLM there can be more than one linear model between luma samples and chroma samples in a CU.
  • the neighboring luma samples and neighboring chroma samples of the current block can be classified into several groups. Also, each group can be used as a training set for deriving a linear model. That is, CCLM parameters (eg, ⁇ and/or ⁇ ) may be derived for each group.
  • samples within the current luma block may be classified in the same way as for classification of neighboring luma samples.
  • M may be 2 or 3.
  • the MMLM method can be designed with two additional chroma prediction modes, MMLM2 and MMLM3, in addition to the original LM mode.
  • the video encoding device may select an optimal mode in the RDO process and signal the mode.
  • 10 is a diagram illustrating a method of classifying neighboring samples into two groups according to an embodiment of the present disclosure. 10 shows a case where M is 2.
  • the threshold may be calculated as an average value of restored neighboring luma samples. Neighboring luma samples with Rec' L [x,y] below the threshold are classified as group 1, and neighboring luma samples with Rec' L [x,y] above the threshold are classified as group 2.
  • the two models of group 1 and group 2 can be derived using Equation 6 below.
  • the present disclosure relates to a CCLM method, and more particularly to a multi-reference line based CCLM method.
  • the CCLM mode according to the present disclosure includes an LM mode using a neighboring upper reference sample and a left reference sample, an LM_L mode using only the left reference sample, an LM_A mode using only the upper reference sample, and two or more linear model parameters.
  • MM (multi-model) LM-based 3 LM modes MMLM mode (using upper reference sample and left reference sample), MMLM_L mode (using only left reference sample), MMLM_A mode (using only upper reference sample)
  • the above six LM methods are collectively referred to as the CCLM method.
  • the 'reference line' mentioned in the present disclosure may be referred to as a 'reference sample line' or another term having an equivalent technical meaning.
  • the present disclosure proposes a method of using more neighboring reference samples than the case of using one reference line when generating a prediction block of a chroma image through the CCLM method.
  • the conventional CCLM method derives ⁇ and ⁇ values of linear model parameters (hereinafter referred to as 'CCLM parameters') using one reference line around a chroma block.
  • the CCLM parameters may be derived through a linear model derived using four peripheral reference samples.
  • the CCLM parameters may be derived through a linear mean-square (LMS) model.
  • Equation 7 may be an example of deriving CCLM parameters using an LMS model.
  • Rec C (i) represents reconstructed chroma samples around the target block (current chroma block)
  • Rec' L (i) represents downsampled luma samples around the target block (current luma block).
  • I represents the total number of samples.
  • a more sophisticated linear model may be derived by using two or more reference lines around a current chroma block to derive a CCLM parameter.
  • prediction accuracy may be improved, and as a result, image encoding efficiency may be improved.
  • two or more peripheral reference lines may be used for LMS-based CCLM parameter derivation.
  • CCLM prediction accuracy may be increased by deriving CCLM parameters using two or more neighboring reference lines of a current chroma block.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a reference sample selection method for deriving CCLM parameters according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 shows an example of a method of selecting a neighboring reference sample when deriving a CCLM parameter using two neighboring reference lines of a 4x4 current chroma block.
  • 8 chroma samples of a second reference line may be used in addition to 8 chroma samples of a first reference line to derive a CCLM parameter.
  • downsampling of the neighboring reference samples of the corresponding luma block is performed.
  • the first downsampled upper reference line may be obtained by downsampling the upper first reference line and the upper second reference line of the luma block. .
  • a second downsampled upper reference line may be obtained by downsampling the third upper reference line and the fourth upper reference line.
  • a first downsampled left reference line may be obtained by downsampling a left first reference line, a second reference line, and a third reference line of the luma block.
  • a second downsampled left reference line may be obtained by downsampling the left third reference line, the fourth reference line, and the fifth reference line. Accordingly, two downsampled left reference lines may be generated.
  • the existing method can be used as it is.
  • downsampling of the luma sample may be performed through a method different from the conventional method.
  • the above method can be equally applied to all CCLM methods (LM, LM_A, LM_L, MMLM, MMLM_A, MMLM_L).
  • the embodiment described with reference to FIG. 11 is an example performed when the number of chroma reference lines is two. However, the above embodiment can be similarly applied even when the number of chroma reference lines is N.
  • a plurality of 2N upper luma reference lines may be used for CCLM parameter derivation.
  • a down-sampled i-th upper luma reference line may be generated based on the 2i ⁇ 1 th upper luma reference line and the 2i th upper luma reference line among the plurality of 2N upper luma reference lines.
  • i may be an integer between 1 and N.
  • a CCLM parameter may be derived based on the N downsampled upper luma reference lines generated using this method.
  • 2N+1 left luma reference lines may be used to derive CCLM parameters.
  • the i-th left luma reference line down-sampled based on the 2i-1th left luma reference line, the 2i-th left luma reference line, and the 2i+1-th left luma reference line among the plurality of 2N+1 left luma reference lines. can create A CCLM parameter may be derived based on the N downsampled left luma reference lines generated using this method.
  • CCLM prediction performance can be improved through parameter accuracy improvement.
  • the existing process for CCLM parameter derivation can be used without modification.
  • the LM_A mode may be a method of deriving CCLM parameters using only the upper reference sample of the current chroma block.
  • 8 chroma samples of the second reference line may be used in addition to the 8 chroma samples of the existing first reference line.
  • the 8 chroma samples of the first upper reference line may be samples existing within the range of the W+H position.
  • the video decoding apparatus may down-sample reference samples around the corresponding luma block in order to derive the CCLM parameter.
  • the first downsampled upper reference line may be obtained by downsampling the upper first reference line and the upper second reference line of the luma block.
  • a second downsampled upper reference line may be obtained by downsampling the third upper reference line and the fourth upper reference line.
  • FIG. 13 and 14 illustrate an example of a method of selecting reference samples in a non-square block according to an embodiment of the present disclosure.
  • only some of the neighboring reference samples may be selected and used for deriving CCLM parameters for one of the left side or the upper side (eg, long side) of the non-square chroma block.
  • the subsampling in the first reference line above and the second reference line above may be the same.
  • subsampling in the first reference line from the left and subsampling in the second reference line from the left may be the same.
  • Downsampling is performed on the corresponding luma block based on the subsampled position to derive a corresponding reconstructed luma sample.
  • only some of the neighboring reference samples may be selected for the upper side of the non-square chroma block and used to derive CCLM parameters.
  • subsampling in the first reference line on the upper side and subsampling on the second reference line on the upper side may be the same.
  • the sample present in the second reference line may be selected at the same location as the multiple of the subsampling rate of the sample present in the first reference line. For example, when the subsampling rate is 4, reference samples at positions 0, 4, 8, and 12 may be selected as second reference line samples.
  • a CCLM parameter for an upper side of a non-square chroma block, only some of neighboring reference samples may be selected and used for deriving a CCLM parameter.
  • subsampling in the first upper reference line and subsampling in the second upper reference line may be different.
  • reference samples at positions shifted by half of the subsampling ratio may be selected as the second reference line samples, rather than at positions that are multiples of the subsampling ratio.
  • the subsampling rate is 4, reference samples at positions 2, 5, 10, and 14 may be selected as samples of the second reference line.
  • the embodiment described with reference to FIG. 14 is an example in which subsampling is performed on an upper reference line.
  • the above embodiment can be similarly applied even when subsampling is performed on the left reference line. That is, subsampling in the first left reference line and subsampling in the second left reference line may be the same or different.
  • the CCLM mode may be differently applied to the current chroma block based on whether the upper boundary of the current chroma block matches the CTU boundary.
  • the first (upper) reference line sample is copied to the second reference line, and the first reference line and the second reference line are used.
  • the CCLM parameters according to the present disclosure can be derived.
  • the CCLM prediction method according to the present disclosure may not be used. That is, when the upper boundary of the current chroma block coincides with the boundary of the CTU, the CCLM parameter may be derived using one (upper) reference line.
  • the present disclosure when the upper boundary of the current chroma block coincides with the CTU boundary and the CCLM prediction method using the upper reference line is applied (e.g., LM, LM_A, MMLM, MMLM_A), the present disclosure
  • the CCLM prediction method proposed in may not be used.
  • more reference samples may be used than when deriving one line-based CCLM parameters.
  • Accuracy of the CCLM parameters may be increased by deriving the CCLM parameters using more reference samples than in the case of one-line based CCLM parameter derivation.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • four reference lines around the current chroma block may be used.
  • N reference lines around the current chroma block may be used when deriving the CCLM parameter.
  • N may have a value between 2 and the CTU size.
  • the above-described method for deriving CCLM parameters based on two reference lines may be applied to a method for deriving CCLM parameters based on N reference lines.
  • samples necessary for deriving CCLM parameters from N reference lines may be selected using the same method as the two reference line-based CCLM parameter derivation method described above.
  • CCLM parameters may be derived based on a predetermined number of reference samples.
  • the CCLM parameter may be derived based on 4 reference samples.
  • the present disclosure provides various embodiments of deriving CCLM parameters based on more reference samples.
  • a CCLM parameter may be derived using reference samples selected from two or more reference lines located around a current chroma block. According to this embodiment, accuracy of CCLM parameters can be increased by using more reference lines than in CCLM prediction based on one reference line.
  • the CCLM parameters ( ⁇ and/or ⁇ ) may be derived using up to 8 contiguous chroma samples and corresponding downsampled luma samples.
  • the CCLM parameters ( ⁇ and/or ⁇ ) may be derived using N contiguous chroma samples and corresponding downsampled luma samples.
  • W' and H' can be derived as follows. W' may mean a range in which upper neighboring chroma samples used for deriving a CCLM parameter are located.
  • H' may mean a range in which left-neighboring chroma samples used for deriving a CCLM parameter are located.
  • the positions of the upper neighboring samples can be represented by S[0, -1]...S[W'-1, -1].
  • the positions of the left neighboring samples can be represented by S[-1, 0]...S[-1, H'-1].
  • four samples in the first reference line required for deriving the CCLM parameters may be selected as follows.
  • the positions of neighboring samples located on the second upper reference line may be represented by S2[0, -1]...S2[W'-1, -1].
  • the positions of neighboring samples located on the second reference line from the left may be represented by S2[-1, 0]...S2[-1, H'-1].
  • the additional 4 samples required for deriving the CCLM parameters may be selected as follows.
  • CCLM parameters can be derived by extending the existing CCLM parameter derivation method. For example, after classifying 8 reference samples into two types by comparing the size of sample values, a CCLM parameter can be derived based on the average value of each group.
  • the CCLM parameters may be derived using Equation 3 described above. That is, the average of luma sample values of each group may correspond to X a and X b of Equation 3 above, and Y a and Y b may also be derived from the average of chroma sample values of each group.
  • CCLM prediction method in applying the CCLM prediction method, when the upper boundary of the current chroma block coincides with the boundary of the CTU, samples present in the first reference line are copied to the second reference line, and then samples present in the first reference line are copied to the second reference line.
  • a CCLM prediction method according to may be used.
  • the CCLM prediction method according to the present disclosure when the upper boundary of the current chroma block coincides with the boundary of the CTU, the CCLM prediction method according to the present disclosure may not be used.
  • the CCLM prediction method proposed in the disclosure may not be used.
  • CCLM parameters when deriving LMS-based CCLM parameters, more reference samples may be used than when deriving CCLM parameters based on one reference line. Accuracy of the CCLM parameters may be increased by deriving the CCLM parameters using more reference samples than in the case of deriving the CCLM parameters based on one reference line.
  • four reference lines around a chroma block may be used.
  • the CCLM parameters when deriving a CCLM parameter, four reference lines around a chroma block may be used.
  • the CCLM parameters may be derived using Equation 7 described above.
  • N reference lines around the chroma block may be used when deriving the CCLM parameter. At this time, N may have a value between 2 and the CTU size.
  • the above-described method for deriving CCLM parameters based on two reference lines may be applied to a method for deriving CCLM parameters based on N reference lines.
  • samples necessary for deriving CCLM parameters from N reference lines may be selected using the same method as the two reference line-based CCLM parameter derivation method described above.
  • a CCLM method based on multiple reference lines may be applied adaptively to the size of a current chroma block. That is, the number of chroma reference lines used for deriving the CCLM parameters may be differently determined based on a comparison between the size of a chroma block and a predetermined threshold.
  • a specific example is as follows.
  • the CCLM method based on multiple reference lines is applied. In other cases, the conventional 1 reference line based CCLM method is applied.
  • the multiple reference line-based LM, LM_A, MMLM, MMLM_A method is applied. Otherwise, the conventional 1 reference line-based LM, LM_A, MMLM, MMLM_A method is applied.
  • the multiple reference line-based LM, LM_L, MMLM, MMLM_L method is applied. Otherwise, the conventional 1 reference line-based LM, LM_L, MMLM, MMLM_L method applies.
  • the CCLM method based on multiple reference lines is applied. In other cases, the conventional 1 reference line based CCLM method is applied.
  • the multiple reference line-based LM, LM_A, MMLM, MMLM_A method is applied. Otherwise, the conventional 1 reference line-based LM, LM_A, MMLM, MMLM_A method is applied.
  • the multiple reference line-based LM, LM_L, MMLM, MMLM_L method is applied. Otherwise, the conventional 1 reference line-based LM, LM_L, MMLM, MMLM_L method applies.
  • the efficiency of CCLM prediction can be maximized by adaptively selecting the number of reference lines.
  • whether to apply a CCLM method based on a plurality of reference lines may be determined adaptively to a CCLM type. Based on CCLM types (LM, LM_A, LM_L, MMLM, MMLM_A, MMLM_L), whether to apply a plurality of reference line-based CCLM methods may be determined as follows.
  • FIGS. 15 to 18 may be performed in an image encoding device or an image decoding device.
  • the methods shown in FIGS. 15 to 18 may be performed by the intra prediction unit 185 of the image encoding apparatus 100 of FIG. 2 or the intra prediction unit 265 of the video decoding apparatus 200 of FIG. 3 .
  • the methods shown in FIGS. 15 to 18 may be performed in step S410 of FIG. 4 .
  • the methods shown in FIGS. 15 to 18 may be performed in steps S610 to S630 of FIG. 6 .
  • FIGS. 15 to 18 are performed in a video decoding apparatus.
  • the methods shown in FIGS. 15 to 18 may be equally performed in an image encoding device.
  • 15 is a flowchart illustrating a CCLM prediction method according to an embodiment of the present disclosure.
  • the video decoding apparatus may derive chroma reference samples located around a chroma block and luma reference samples corresponding to the chroma reference samples (S1510).
  • Chroma reference samples positioned around the chroma block may be reference samples adjacent to the chroma block.
  • luma reference samples corresponding to chroma reference samples may be reference samples adjacent to a luma block.
  • chroma reference samples may be obtained from two or more chroma reference lines adjacent to a chroma block. At least one or a combination of two or more of various embodiments of the present disclosure may be applied to derive reference samples in step S1510.
  • the video decoding apparatus may derive a CCLM parameter based on chroma reference samples and luma reference samples (S1520). That is, the CCLM parameters may be derived using chroma reference samples and luma reference samples derived in step S1510. According to an embodiment of the present disclosure, the CCLM parameter may be derived using chroma reference samples and luma reference samples derived in step S1510. In this case, the CCLM parameters can be derived using the LMS model. For example, the CCLM parameters can be derived using Equation 7 above. According to another embodiment of the present disclosure, the CCLM parameter may be derived using only a predetermined number of chroma reference samples and luma reference samples derived in step S1510. For example, the CCLM parameters may be derived using Equation 2 and/or Equation 3 described above.
  • the video decoding apparatus may generate a predicted sample of the current chroma block based on the CCLM parameter (S1530). Specifically, the predicted sample of the current chroma block may be derived using the CCLM parameter derived in step S1520 and the reconstructed sample of the current luma block. Alternatively, the predicted sample of the current chroma block may be derived using the CCLM parameter derived in step S1520 and the downsampled reconstructed sample of the current luma block. According to an embodiment of the present disclosure, a prediction sample of a chroma block may be derived using Equation 1 described above.
  • FIG. 16 illustrates examples of CCLM application methods when the top boundary of the current chroma block coincides with the CTU boundary.
  • the method of FIG. 16 may be performed as a previous step of step S1510 of FIG. 15 . That is, the method of FIG. 16 may be a method of determining whether to use a plurality of reference lines, a single reference line, or another modified reference line to derive CCLM parameters.
  • the video decoding apparatus may check whether the top boundary of the current chroma block coincides with the CTU boundary (S1610).
  • the video decoding apparatus may not apply CCLM based on multiple reference lines (S1620). In this case, for example, the video decoding apparatus may apply CCLM based on one reference line.
  • the video decoding apparatus may copy the samples existing on the first reference line to the second reference line and then apply the multi-reference line based CCLM according to the present disclosure.
  • the video decoding apparatus may apply a plurality of reference line-based CCLMs according to the present disclosure to predict the current chroma block (S1630). For example, when the upper boundary of the chroma block does not match the CTU boundary, the video decoding apparatus derives the CCLM parameter by using an LMS model based on a plurality of reference lines or by using a predetermined number of reference samples selected from a plurality of reference lines. can do.
  • 17 is a diagram for explaining embodiments of the present disclosure for determining whether to apply CCLM based on multiple reference lines based on the size of a current chroma block.
  • the video decoding apparatus may check whether the size of the current chroma block satisfies a predetermined condition (S1710).
  • the predetermined condition may be a condition for checking whether width x height of a current chroma block is greater than or equal to N.
  • N may be at least one of 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, or 1024, and may include other numbers.
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether a width of a current chroma block is greater than or equal to N.
  • N may be at least one of 2, 4, 8, 16, 32, 64, or 128, and may include other numbers.
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether a height of a current chroma block is greater than or equal to N.
  • N may be at least one of 2, 4, 8, 16, 32, 64, or 128, and may include other numbers.
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether the width x height of the current chroma block is N or less.
  • N may be at least one of 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, or 1024, and may include other numbers.
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether a width of a current chroma block is equal to or smaller than N.
  • N may be at least one of 2, 4, 8, 16, 32, 64, or 128, and may include other numbers.
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether a height of a current chroma block is equal to or less than N.
  • N may be at least one of 2, 4, 8, 16, 32, 64, or 128, and may include other numbers.
  • CCLM based on multiple reference lines may be applied (S1720). For example, when the size of the current chroma block satisfies a predetermined condition, the video decoding apparatus derives a CCLM parameter by using an LMS model based on a plurality of reference lines or by using a predetermined number of reference samples selected from a plurality of reference lines. can do. On the other hand, if the size of the current chroma block does not satisfy a predetermined condition (NO in S1710), CCLM based on multiple reference lines may not be applied (S1730). In this case, for example, CCLM based on one reference line may be applied.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining embodiments of the present disclosure for determining whether or not to apply CCLM based on multiple reference lines based on a type of CCLM applied to a current chroma block.
  • the video decoding apparatus may check whether the CCLM type applied to the current chroma block satisfies a predetermined condition (S1810).
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether a CCLM mode applied to a current chroma block is at least one of MMLM, MMLM_A, and MMLM_L.
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether a CCLM mode applied to a current chroma block is at least one of LM, LM_A, and LM_L.
  • the predetermined condition may be a condition for determining whether a CCLM mode applied to a current chroma block is at least one of LM and MMLM. According to another embodiment of the present disclosure, the predetermined condition may be a condition for determining whether a CCLM mode applied to a current chroma block is at least one of LM_A, MMLM_A, LM_L, and MMLM_L. According to another embodiment of the present disclosure, the predetermined condition may be a condition for determining whether a CCLM mode applied to a current chroma block is at least one of LM_A and MMLM_A. According to another embodiment of the present disclosure, the predetermined condition may be a condition for determining whether a CCLM mode applied to a current chroma block is at least one of LM_L and MMLM_L.
  • CCLM based on multiple reference lines may be applied (S1820).
  • the video decoding apparatus uses an LMS model based on a plurality of reference lines or CCLM using a predetermined number of reference samples selected from a plurality of reference lines. parameters can be derived.
  • CCLM based on multiple reference lines may not be applied (S1830). In this case, for example, CCLM based on one reference line may be applied.
  • the accuracy of the plurality of linear models can be improved by applying the CCLM based on the plurality of reference lines according to the present disclosure, thereby predicting accuracy can be improved.
  • Exemplary methods of this disclosure are presented 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 concurrently or in a different order, if desired.
  • other steps may be included in addition to the exemplified steps, other steps may be included except for some steps, or additional other steps may be included except for some steps.
  • an image encoding device or an image decoding device that performs a predetermined operation may perform an operation (step) for confirming an execution condition or situation of the corresponding operation (step). For example, if 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.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • It may be implemented by a processor (general processor), controller, microcontroller, microprocessor, or the like.
  • the video decoding apparatus and the video encoding apparatus to which the embodiments of the present disclosure are applied are real-time communication devices such as multimedia broadcasting transmitting and receiving devices, mobile communication terminals, home cinema video devices, digital cinema video devices, monitoring cameras, video conversation devices, and video communication.
  • mobile streaming devices storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical It may be included in a video device or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • OTT over the top video
  • video devices may include game consoles, Blu-ray players, Internet-connected TVs, home theater systems, smart phones, tablet PCs, digital video recorders (DVRs), and the like.
  • FIG. 19 is a diagram exemplarily illustrating a content streaming system to which an embodiment according to the present disclosure may 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, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. into digital data to generate a bitstream and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, and camcorders 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 transmits multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server may serve as a medium informing a user of what kind of service is available.
  • the web server transmits it to the streaming server, and the streaming server can 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 commands/responses between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when receiving content from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a certain period of time.
  • Examples of the user devices include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation devices, slate PCs, Tablet PC, ultrabook, wearable device (e.g., smartwatch, smart glass, HMD (head mounted display)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, and the like.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • navigation devices slate PCs
  • Tablet PC ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, smart glass, HMD (head mounted display)
  • digital TV desktop There may be computers, digital signage, and the like.
  • 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 distributed and processed.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (eg, operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause operations in accordance with the methods of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium in which instructions and the like are stored and executable on a device or computer.
  • An embodiment according to the present disclosure may be used to encode/decode an image.

Landscapes

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

Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계 및 상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득될 수 있다.

Description

CCLM(CROSS-COMPONENT LINEAR MODEL) 인트라 예측에 기반한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장하는 기록 매체
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장하는 기록 매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 CCLM(Cross-component linear model) 인트라 예측에 기반한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 기록 매체에 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 CCLM(Cross-component linear model) 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 복수 참조 라인 기반 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 향상된 LMS(Linear-Mean-Square) 기반 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 향상된 소정 개수의 화소를 이용한 선형 모델 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 적응적으로 복수 참조 라인 기반 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 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 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계 및 상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 CCLM 파라미터를 유도하는 단계는, 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 상기 크로마 참조 라인들에 존재하는 상기 크로마 참조 샘플들을 사용하는 LMS(Linear-Mean-Square) 기반으로 수행될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 CCLM 파라미터를 유도하는 단계는, 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 상기 크로마 참조 라인들에 존재하는 상기 크로마 참조 샘플들 중 소정의 개수를 사용할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 크로마 블록이 비정방형 블록인 것에 기반하여, 상기 크로마 블록에 인접한 첫 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법과 상기 크로마 블록에 인접한 두 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법은 동일할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 크로마 블록이 비정방형 블록인 것에 기반하여, 상기 크로마 블록에 인접한 첫 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법과 상기 크로마 블록에 인접한 두 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법은 상이할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하는지 여부에 기반하여, 상기 크로마 참조 샘플들을 도출하기 위한 상기 크로마 참조 라인의 개수가 상이하게 결정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 복수의 상측 루마 참조 라인들은 첫 번째 내지 네 번째 상측 참조 라인을 포함하고, 상기 첫 번째 상측 참조 라인 및 상기 두 번째 상측 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 제1 참조 라인을 생성하고, 상기 세 번째 상측 참조 라인 및 상기 네 번째 상측 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 제2 참조 라인을 생성하고, 상기 루마 참조 샘플들은 다운 샘플링된 상기 제1 참조 라인 및 상기 제2 참조 라인에 기반하여 획득될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 복수의 좌측 루마 참조 라인들은 첫 번째 내지 다섯 번째 좌측 참조 라인을 포함하고, 상기 첫 번째 좌측 참조 라인, 상기 두 번째 좌측 참조 라인 및 상기 세 번째 좌측 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 제3 참조 라인을 생성하고, 상기 세 번째 좌측 참조 라인, 상기 네 번째 좌측 참조 라인 및 상기 다섯 번째 좌측 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 제4 참조 라인을 생성하고, 상기 루마 참조 샘플들은 다운 샘플링된 상기 제3 참조 라인 및 상기 제4 참조 라인에 기반하여 획득될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 크로마 블록의 크기와 소정의 임계값의 비교에 기반하여 상기 CCLM 파라미터의 유도에 사용되는 크로마 참조 라인의 개수가 상이하게 결정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 크로마 블록에 적용되는 CCLM의 종류에 기반하여, 상기 CCLM 파라미터의 유도에 사용되는 크로마 참조 라인의 개수가 상이하게 결정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 CCLM 파라미터를 유도하는 단계는, 상기 루마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들을 소정의 임계값에 기반하여 둘 이상의 그룹으로 분류하는 단계 및 분류된 상기 그룹 별로 CCLM 파라미터를 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 부호화 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계 및 상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계 및 상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은, 크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계, 상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계 및 상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득될 수 있다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, CCLM(Cross-component linear model) 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 복수 참조 라인 기반 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 향상된 LMS(Linear-Mean_square) 기반 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 향상된 소정 개수의 화소를 이용한 선형 모델 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 적응적으로 복수 참조 라인 기반 CCLM 인트라 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 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 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인트라 예측부의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측을 위한 다중 참조 라인을 도시하는 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM(Cross-component linear model) 파라미터 도출을 위해 사용되는 이웃 샘플들의 위치를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 MMLM(Multi-model linear model)의 파라미터를 유도하기 위해 이웃 샘플들을 두 개의 그룹으로 분류한 예를 도시하는 도면이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM 파라미터 유도를 위한 참조 샘플 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 LM_A 모드에서 CCLM 파라미터 유도를 위한 참조 샘플 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 비정방형(non-square) 블록에서 참조 샘플들을 선택하는 방법의 예를 도시한다.
도 14a는 본 개시의 다른 실시예에 따른 비정방형(non-square) 블록에서 참조 샘플들을 선택하는 방법의 예를 도시한다.
도 14b는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 비정방형(non-square) 블록에서 참조 샘플들을 선택하는 방법의 예를 도시한다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM 예측 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 16은 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하는 경우 CCLM 적용 방법의 예들을 도시한다.
도 17은 현재 크로마 블록의 크기에 기반하여 복수 참조 라인 기반 CCLM 적용 여부를 결정하는 본 개시의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 종류에 기반하여 CCLM 적용 여부를 결정하는 본 개시의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시적으로 나타낸 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 부분 집합으로 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 "비디오(video)"는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 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/픽셀값만을 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 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 루마 성분 블록과 크로마 성분 블록을 모두 포함하는 블록 또는 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. 현재 블록의 루마 성분 블록은 명시적으로 "루마 블록" 또는 "현재 루마 블록"과 같이 루마 성분 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다. 또한, 현재 블록의 크로마 성분 블록은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 성분 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 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.
본 개시에서 "적어도 하나의 A, B 및 C"는 "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합"를 의미할 수 있다. 또한, "적어도 하나의 A, B 또는 C"나 "적어도 하나의 A, B 및/또는 C"는 "적어도 하나의 A, B 및 C"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 사용되는 괄호는 "예를 들어"를 의미할 수 있다. 예를 들어, "예측(인트라 예측)"으로 표시된 경우, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 개시의 "예측"은 "인트라 예측"으로 제한되지 않고, "인트라 예측"이 "예측"의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, "예측(즉, 인트라 예측)"으로 표시된 경우에도, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
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 획득할 수 있으며, 이를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21) 또는 다른 외부 객체로 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 포맷을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(120)와는 별개의 전송 장치로 구비될 수 있으며, 이 경우 전송 장치는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 획득하는 적어도 하나의 프로세서와 이를 파일 또는 스트리밍 형태로 전달하는 전송부를 포함할 수 있다. 이 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. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 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(예를 들어 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 픽처 인코딩 및/또는 복원 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(예를 들어, 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. 예를 들어, 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. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)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.
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 인접(neigbor/adjacent)한 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. MRL이 적용되지 않는 경우, 현재 블록에 직접 인접한 참조 샘플 라인으로부터 참조 샘플들이 도출될 수 있고, 이 경우, 참조 샘플 라인에 관한 정보는 시그널링되지 않을 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. 상기 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우 일반적으로 적용될 수 있으며, 전술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 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.
한편, 상술한 인트라 예측 타입들 외에도 affine linear weighted intra prediction (ALWIP)이 사용될 수 있다. 상기 ALWIP는 LWIP(linear weighted intra prediction) 또는 MIP(matrix weighted intra prediction 또는 matrix based intra prediction)이라고 불릴 수도 있다. 상기 MIP가 현재 블록에 대하여 적용되는 경우, i) 에버러징(averaging) 절차가 수행된 주변 참조 샘플들을 이용하여 ii) 메트릭스 벡터 멀티플리케이션(matrix-vector-multiplication) 절차를 수행하고, iii) 필요에 따라 수평/수직 보간(interpolation) 절차를 더 수행하여 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 MIP를 위하여 사용되는 인트라 예측 모드들은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 인트라 예측이나, 노멀 인트라 예측에서 사용되는 인트라 예측 모드들과 다르게 구성될 수 있다. 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드는 MIP intra prediction mode, MIP prediction mode 또는 MIP mode라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 상기 MIP를 위한 인트라 예측 모드에 따라 상기 메트릭스 벡터 멀티플리케이션에서 사용되는 메트릭스 및 오프셋이 다르게 설정될 수 있다. 여기서 상기 메트릭스는 (MIP) 가중치 메트릭스라고 불릴 수 있고, 상기 오프셋은 (MIP) 오프셋 벡터 또는 (MIP) 바이어스(bias) 벡터라고 불릴 수 있다. 구체적인 MIP 방법에 대하여는 후술한다.
인트라 예측에 기반한 블록 복원 절차 및 인코딩 장치 내 인트라 예측부는 도4 및 도5를 통해 후술한다.
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.
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 몇 번째 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. 또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 현재 블록에 MIP가 적용되는지 여부를 나타내는 MIP 플래그를 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.
한편, 상기 인트라 예측 모드는 PLANAR 모드, DC 모드 및 방향성 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 CCLM 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 아래 표 1과 같이 인덱싱될 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000001
한편, 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP, MIP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 타입 정보를 기반으로 지시될 수 있으며, 상기 인트라 예측 타입 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 인트라 예측 타입들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 타입 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇 번째 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 서브파티션들이 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDCP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 인트라 예측 타입 정보는 상기 현재 블록에 MIP가 적용되는지 여부를 나타내는 MIP 플래그(또는 intra_mip_flag라고 불릴 수 있다)를 포함할 수 있다.
MRL(Multi-reference line) 인트라 예측
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측을 위한 다중 참조 라인을 도시하는 도면이다.
종래의 인트라 예측은 현재 블록의 상측 첫번째 라인의 주변 샘플들 및 좌측 첫번째 라인의 주변 샘플들만을 인트라 예측을 위한 참조 샘플들로 이용하였다. 그러나 Multiple-reference line(MRL) 방법에서는 현재 블록의 상측 및/또는 좌측에 대하여 하나 내지 세 개 샘플 거리만큼 떨어진 샘플 라인에 위치한 주변 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또는, MRL 방법을 이용한 인트라 예측은 현재 블록의 상측 및/또는 좌측에 대하여 N개 샘플 거리만큼 떨어진 샘플 라인에 위치한 주변 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 수행될 수 있다. 도 8은 상기 다중 참조 라인의 예를 나타내며, 다중 참조 라인 인덱스(ex. mrl_idx)는 현재 블록에 대하여 어떤 라인이 인트라 예측을 위하여 사용되는지를 나타낸다.
예를 들어, 상기 다중 참조 라인 인덱스는 표 2와 같이 코딩 유닛 신택스를 통하여 시그널링될 수 있다. 상기 다중 참조 라인 인덱스는 intra_luma_ref_idx 신택스 요소의 형태로 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000002
intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　]는 인트라 참조 라인 인덱스 IntraLumaRefLineIdx[　x0　][　y0　]를 나타낼 수 있다. 만약, intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　]가 존재하지 않는 경우, 그 값은 0으로 추론될 수 있다. intra_luma_ref_idx는 (인트라) 참조 샘플 라인 인덱스 또는 mrl_idx라고 불릴 수 있다. 또한, intra_luma_ref_idx는 intra_luma_ref_line_idx라고 불릴 수도 있다. 다음의 표 3은 intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　]에 기반한 IntraLumaRefLineIdx[　x0　][　y0　]의 값을 나타낸다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000003
MRL은 CTU 내 첫번째 라인(행)의 블록들에 대하여는 사용되지 않을 수 있다. 즉, 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 경계인 경우, 현재 블록에 대해서는 MRL이 사용되지 않을 수 있다. 표 2에서, 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 경계인 경우 intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　]가 존재하지 않으며, 그 값은 0으로 추론된다. 따라서, 현재 블록에 대해서는 첫번째 참조 라인이 사용될 수 있다. 이는 현재 CTU 라인 외부의 확장 참조 샘플들(extended reference lines)이 사용되는 것을 막기 위함이다. 또한, 상술한 추가 참조 라인이 사용되는 경우에는 상술한 PDPC가 사용되지 않을 수 있다.
크로마 성분에 대한 예측 샘플 도출 일반
현재 블록에 인트라 예측이 수행되는 경우, 현재 블록의 루마 성분 블록(루마 블록)에 대한 예측 및 크로마 성분 블록(크로마 블록)에 대한 예측이 수행될 수 있으며, 이 경우 크로마 성분(크로마 블록)에 대한 인트라 예측 모드는 루마 성분(루마 블록)에 대한 인트라 예측 모드와 개별적으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 크로마 성분에 대한 인트라 예측 모드는 인트라 크로마 예측 모드 정보를 기반으로 지시될 수 있으며, 상기 인트라 크로마 예측 모드 정보는 intra_chroma_pred_mode 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 크로마 예측 모드 정보는 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수직(vertical) 모드, 수평(horizontal) 모드, DM(Derived Mode), L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM 모드들 중 적어도 하나를 포함하는 후보 모드들 중 하나를 가리킬 수 있다. DM은 direct mode라고 불릴 수도 있다. CCLM은 LM이라고 불릴 수 있다.
한편, DM과 CCLM은 루마 블록의 정보를 이용하여 크로마 블록을 예측하는 종속적인 인트라 예측 모드이다. 상기 DM은 상기 루마 성분에 대한 인트라 예측 모드와 동일한 인트라 예측 모드가 상기 크로마 성분에 대한 인트라 예측 모드로 적용되는 모드를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 CCLM은 크로마 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 과정에서 루마 블록의 복원된 샘플들을 서브샘플링한 후, 서브샘플링된 샘플들에 CCLM 파라미터(예컨대,
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000004
및/또는
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000005
)를 적용하여 도출된 샘플들을 상기 크로마 블록의 예측 샘플들로 사용하는 인트라 예측 모드를 나타낼 수 있다.
CCLM(Cross-component linear model) 개요
현재 크로마 블록에 CCLM 모드가 적용될 수 있다. CCLM 모드는 루마 블록과 상기 루마 블록에 대응하는 크로마 블록과의 상관성(correlation)을 이용한 인트라 예측 모드로, 상기 루마 블록의 주변 샘플들 및 크로마 블록의 주변 샘플들을 기반으로 선형 모델이 도출될 수 있고, 상기 선형 모델 및 상기 루마 블록의 복원 샘플들을 기반으로 상기 크로마 블록의 예측 샘플들이 도출되는 모드를 나타낼 수 있다. 구체적으로 현재 크로마 블록에 상기 CCLM 모드가 적용되는 경우, 상기 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 사용되는 주변 샘플들 및 현재 루마 블록의 인트라 예측에 사용되는 주변 샘플들을 기반으로 상기 선형 모델에 대한 파라미터들이 도출될 수 있다.
교차 성분(Cross-component)의 중복성을 줄이기 위하여, 본 개시에서는 CCLM 예측 모드가 사용될 수 있다. 여기서, 크로마 샘플은 선형 모델을 사용하여 동일한 CU의 복원된 루마 샘플들에 기반하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 상기 선형 모델은 다음의 수학식 1일 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000006
여기서, predC(i, j)는 현재 CU 내 현재 크로마 블록의 (i,j) 좌표의 예측 샘플을 나타낼 수 있고, rec'L(i, j)는 상기 CU 내 현재 루마 블록의 (i,j) 좌표의 복원 샘플을 나타낼 수 있다. 또는, rec'L(i, j)는 현재 루마 블록의 다운 샘플링(down-sampled)된 복원 샘플을 나타낼 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM 파라미터 도출을 위해 사용되는 이웃 샘플들의 위치를 도시한 도면이다. 도 9는 좌측 이웃 샘플들의 위치와 상측 이웃 샘플들의 위치 및 CCLM 모드와 관련된 현재 블록에 인접한 샘플들의 예를 도시한다.
CCLM 파라미터들(예컨대, α 및/또는 β)은 최대 4개의 인접 크로마 샘플들과 이에 대응하는 다운 샘플링된 루마 샘플들을 이용하여 도출될 수 있다. 또는, CCLM 파라미터들은 N개의 이웃 크로마 샘플들과 이에 대응하는 다운 샘플링된 루마 샘플들을 이용하여 도출될 수 있다. 현재 크로마 블록의 사이즈가 WХH인 경우, W' 및 H'는 다음과 같이 설정될 수 있다. W'는 CCLM 파라미터 도출을 위해 사용되는 상측 이웃 크로마 샘플들이 위치하는 범위를 의미할 수 있다. H'는 CCLM 파라미터 도출을 위해 사용되는 좌측 이웃 크로마 샘플들이 위치하는 범위를 의미할 수 있다.
- LM 모드가 적용되는 경우, W'=W, H'=H
- LM_A 모드가 적용되는 경우, W'=W+H
- LM_L 모드가 적용되는 경우, H'=H+W
상측 이웃 샘플들의 위치는 S[0, -1]...S[W'-1, -1]로 나타낼 수 있으며, 좌측 이웃 샘플들의 위치는 S[-1, 0]...S[-1, H'-1]로 나타낼 수 있다. 이 경우, 4개의 샘플들은 다음과 같이 선택될 수 있다.
- LM 모드가 적용되고 상측 및 좌측 이웃 샘플들 모두 사용가능한 경우: S[W'/4, -1], S[3W'/4, -1], S[-1, H'/4], S[-1, 3H'/4]
- LM_A 모드가 적용되거나 상측 이웃 샘플들만 사용가능한 경우: S[W'/8, -1], S[3W'/8, -1], S[5W'/8, -1], S[7W'/8, -1]
- LM_L 모드가 적용되거나 좌측 이웃 샘플들만 사용가능한 경우: S[-1, H'/8], S[-1, 3H'/8], S[-1, 5H'/8], S[-1, 7H'/8]
상기와 같은 방법으로 선택된 위치에 있는 4개의 이웃하는 루마 샘플들은 다운 샘플링에 의해 획득될 수 있다. 상기 4개의 루마 샘플들 중 2개의 작은 값들(X0 A 및 X1 A) 및 두 개의 큰 값들(X0 B 및 X1 B)을 찾기 위해 네 번의 비교가 수행될 수 있다. 상기 4개의 이웃하는 샘플들에 대응하는 크로마 샘플 값은 y0 A, y1 A, y0 B 및 y1 B 로 나타낼 수 있다. 이 경우, Xa, Xb, Ya 및 Yb는 다음의 수학식 2를 통해 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000007
상기 CCLM 파라미터 α 및 β는 다음의 수학식 3을 통해 획득될 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000008
본 개시의 일 실시예는 상측 이웃 샘플들 및 좌측 이웃 샘플들을 사용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있으며, 다른 2개의 LM 모드들(LM_A 모드 및 LM_L 모드)에서도 사용될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, LM_A 모드에서는 오직 상측 이웃 샘플들만이 CCLM 파라미터를 유도하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 더 많은 샘플들을 얻기 위하여, 상측 이웃 샘플들은 W+H위치의 샘플들까지 확장될 수 있다. 반면, LM_L 모드에서는 오직 좌측 이웃 샘플들만이 CCLM 파라미터를 유도하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, 더 많은 샘플들을 얻기 위하여, 좌측 이웃 샘플들은 H+W위치의 샘플들까지 확장될 수 있다. 다른 예로, 비정방형(non-square) 블록에서, 상측 이웃 샘플들은 W+W위치까지 확장될 수 있으며, 좌측 이웃 샘플들은 H+H 위치까지 확장될 수 있다.
4:2:0 비디오 시퀀스에 대한 크로마 샘플의 위치를 일치시키기 위하여, 두가지 유형의 다운 샘플링 필터를 루마 샘플에 적용하여 수평 및 수직 방향 모두에서 2대1의 다운 샘플링 비율을 달성할 수 있다. 상기 다운 샘플링 필터는 SPS 레벨 플래그에 의해 지정될 수 있다. 상기 다운 샘플링 필터는 소정 위치 (i, j)의 크로마 샘플에 대응하는 루마 샘플을 획득하기 위해 적용될 수 있다. 두 개의 다운 샘플링 필터는 다음의 수학식 4 및 수학식 5일 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000009
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000010
현재 루마 블록의 경계가 CTU 경계와 일치하는 경우, 다운 샘플링된 루마 샘플들을 만들기 위하여 오직 하나의 루마 참조 라인만이 사용될 수 있다.
상기 파라미터의 유도는 영상 복호화 과정의 일부에서 수행될 수 있으며, 인코더 검색 동작만으로 수행되지 않을 수 있다. 결과적으로, α 및/또는 β 값을 영상 복호화 장치에 전달하기 위하여 신택스가 사용되지 않을 수 있다.
본 개시에 따르면, 인트라 크로마 예측 모드 부호화 과정에서 총 8개의 인트라 예측 모드들이 이용될 수 있다. 상기 8개의 인트라 예측 모드들은 5개의 기존의 인트라 예측 모드들 및 3개의 CCLM 모드(CCLM, LM_A 및 LM_L)들을 포함할 수 있다. 인트라 크로마 예측 모드 시그널링 및 유도 과정은 다음의 표 4 및 표 5를 참조하여 후술한다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000011
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000012
인트라 크로마 예측 모드 부호화는 이에 대응하는 루마 블록의 인트라 예측 모드에 종속적일 수 있다. I 슬라이스에서는 루마 및 크로마 성분에 대한 별도의 블록 분할 구조가 활성화되므로, 하나의 크로마 블록은 복수의 루마 블록에 대응할 수 있다. 따라서, 크로마 DM 모드인 경우, 현재 크로마 블록의 중심 위치를 커버하는 대응 루마 블록의 인트라 예측 모드가 직접 적용될 수 있다.
표 4는 CCLM이 적용 가능하지 않은 경우의 인트라 크로마 예측 모드 도출을 위한 매칭 테이블을 나타내고, 표 5는 CCLM이 적용 가능한 경우의 인트라 크로마 예측 모드 도출을 위한 매핑 테이블을 나타낸다. 표에서 나타난 바와 같이 인트라 크로마 예측 모드는 현재 블록 또는 크로마 블록의 센터 우하측 샘플을 커버하는 루마 블록(ex. DUAL_TREE가 적용되는 경우)에 대한 인트라 루마 예측 모드 및 시그널링된 인트라 크로마 예측 모드(intra_chroma_pred_mode) 정보의 값을 기반으로 결정될 수 있다. 상술한 표들에서 도출되는 IntraPredModeC[ xCb ][ yCb ]의 인덱스들은 전술한 표 1에 개시된 인트라 예측 모드의 인덱스들과 대응될 수 있다.
MMLM(Multi-model LM) 개요
CCLM 모드는 MMLM 모드로 확장될 수 있다. 예컨대, 3개의 MMLM 모드들이 추가될 수 있다. 각 MMLM 모드에서 복원된 이웃 샘플들은 임계값을 이용하여 두개의 그룹으로 분류될 수 있다. 상기 임계값은 예컨대, 복원된 루마 샘플들의 평균값일 수 있다. 각 그룹의 선형 모델은 LMS(Linear-Mean-Square) 방법을 사용하여 유도될 수 있다. CCLM 모드의 경우에도 LMS 방법은 선형 모델을 유도하기 위하여 사용될 수 있다.
MMLM을 사용하면, CU 내 루마 샘플들 및 크로마 샘플들 사이에 둘 이상의 선형 모델이 있을 수 있다. 이 방법에서, 현재 블록의 이웃 루마 샘플들 및 이웃 크로마 샘플들은 몇 개의 그룹으로 분류될 수 있다. 또한, 각 그룹은 선형 모델을 도출하기 위한 트레이닝 세트로 사용될 수 있다. 즉, 각 그룹 별로 CCLM 파라미터(예컨대, α 및/또는 β)가 유도될 수 있다. 또한, 현재 루마 블록 내의 샘플들은 이웃 루마 샘플들의 분류를 위한 방법과 동일한 방법으로 분류될 수 있다.
이 방법에서, 이웃 샘플들은 M개의 그룹으로 분류될 수 있다. 여기서, M은 2 또는 3일 수 있다. M이 2 또는 3인 경우, MMLM 방법은 원래의 LM 모드 외에 MMLM2 및 MMLM3라는 두 개의 추가된 크로마 예측 모드로 설계될 수 있다. 영상 부호화 장치는 RDO 프로세스에서 최적의 모드를 선택하고 그 모드를 시그널링할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 이웃 샘플들을 두 개의 그룹으로 분류하는 방법을 도시하는 도면이다. 도 10은 M이 2인 경우를 도시한다. 도 10을 참고하면, 임계값은 복원된 이웃 루마 샘플들의 평균 값으로 계산될 수 있다. 임계값 이하의 Rec'L[x,y]를 가진 이웃 루마 샘플은 그룹 1로 분류되며, 임계값 초과의 Rec'L[x,y]를 가진 이웃 루마 샘플은 그룹 2로 분류될 수 있다. 상기 그룹 1 및 그룹 2의 두 모델은 다음의 수학식 6을 이용하여 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000013
이하, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
본 개시는 CCLM 방법에 관한 것으로, 특히 다중 참조 라인 기반의 CCLM 방법에 관한 것이다. 본 개시에 따른 CCLM 모드는 주변 상측 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플을 이용하는 LM 모드, 좌측 참조 샘플만을 이용하는 LM_L 모드, 상측 참조 샘플만을 이용하는 LM_A 모드, 및 2개 이상의 선형 모델 파라미터(linear model parameter)를 이용하는 MM(multi-model)LM 기반의 3 LM 모드들(MMLM 모드(상측 참조 샘플 및 좌측 참조 샘플 이용), MMLM_L 모드(좌측 참조 샘플만 이용), MMLM_A 모드(상측 참조 샘플만 이용))를 포함할 수 있다. 본 개시에서는 위의 6가지 LM방법을 통틀어 CCLM 방법이라 칭한다. 또한, 본 개시에서 언급된 '참조 라인'은 '참조 샘플 라인' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
본 개시는 CCLM 방법을 통해 크로마 영상의 예측 블록 생성 시, 한 개의 참조 라인을 이용하는 경우보다 더 많은 주변 참조 샘플들을 이용하는 방법을 제안한다. 기존의 CCLM 방법은 크로마 블록 주변의 한 개의 참조 라인을 이용하여 linear model parameter(이하, 'CCLM 파라미터'라 한다) α, β값을 유도한다. CCLM 파라미터는 상술한 바와 같이 4개의 주변 참조 샘플들을 이용하여 유도된 선형 모델(linear model)을 통해 유도될 수 있다. 또는, CCLM 파라미터는 LMS(linear mean-square) 모델을 통해 유도될 수 있다. 예컨대, 수학식 7은 LMS 모델을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도하는 예일 수 있다.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000014
여기서,RecC(i)는 타겟 블록(현재 크로마 블록) 주변의 복원된 크로마 샘플들을 나타내며, Rec'L(i)는 타겟 블록(현재 루마 블록) 주변의 다운 샘플링된 루마 샘플들을 나타낸다. 또한, I는 전체 샘플들의 수를 나타낸다.
상술한 바와 같이, CCLM 파라미터를 유도하기 위해 현재 크로마 블록 주변의 하나의 참조 라인을 이용하는 경우, 정교한 선형 모델의 유도가 용이하지 않으므로, 예측의 정확도가 저하되어 결과적으로 영상의 부호화 효율이 저하될 수 있다.
예컨대, 본 개시에 따르면, CCLM 파라미터를 유도하기 위해 현재 크로마 블록 주변의 둘 이상의 참조 라인을 이용함으로써, 보다 정교한 선형 모델을 유도할 수 있다. 이로써, 예측의 정확도가 향상되고 결과적으로 영상의 부호화 효율이 향상될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, LMS 기반 CCLM 파라미터 유도를 위해 둘 이상의 주변 참조 라인이 이용될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, LMS 기반 CCLM 파라미터 유도 시, 현재 크로마 블록의 주변 참조 라인을 둘 이상 이용하여 CCLM 파라미터를 유도함으로써 CCLM 예측의 정확도를 높일 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM 파라미터 유도를 위한 참조 샘플 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로, 도 11은 4x4 현재 크로마 블록의 주변 2개의 참조 라인을 이용하여 CCLM 파라미터 유도 시 주변 참조 샘플을 선택하는 방법의 예시를 보여준다. 도 11에 도시된 본 개시의 일 실시예에 따르면, CCLM 파라미터를 유도하기 위하여 첫 번째 참조 라인의 8개 크로마 샘플들에 추가로 두 번째 참조 라인의 8개 크로마 샘플들을 이용할 수 있다. 이때, 대응 루마 블록의 주변 참조 샘플들의 다운 샘플링이 수행되는데, 예를 들어, 루마 블록의 상측 첫 번째 참조 라인과 상측 두 번째 참조 라인을 다운샘플링하여 첫번째 다운샘플링된 상측 참조 라인을 획득할 수 있다. 또한, 상측 세 번째 참조 라인과 상측 네 번째 참조 라인을 다운샘플링하여 두 번째 다운샘플링된 상측 참조 라인을 획득할 수 있다. 이와 같이, 2개의 다운 샘플링된 상측 참조 라인들이 생성될 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 루마 블록의 좌측 첫 번째 참조 라인, 두 번째 참조 라인 및 세 번째 참조 라인을 다운샘플링하여 첫 번째 다운샘플링된 좌측 참조 라인을 획득할 수 있다. 또한, 좌측 세 번째 참조 라인, 네 번째 참조 라인 및 다섯 번째 참조 라인을 다운샘플링하여 두 번째 다운샘플링된 좌측 참조 라인을 획득할 수 있다. 이에 따라, 2 개의 다운 샘플링된 좌측 참조 라인들이 생성될 수 있다. 루마 샘플의 다운 샘플링 수식은 기존의 방법을 그대로 사용할 수 있다. 또는, 루마 샘플의 다운 샘플링은 기존과 다른 방법을 통해 수행될 수도 있다. 전술한 방법은 모든 CCLM 방법(LM, LM_A, LM_L, MMLM, MMLM_A, MMLM_L)에 동일하게 적용될 수 있다.
도 11을 참고하여 설명한 실시예는 크로마 참조 라인의 개수가 2개인 경우에 수행되는 예이다. 그러나, 크로마 참조 라인의 개수가 N개인 경우에도 상기 실시예가 유사하게 적용될 수 있다. 예컨대, 크로마 참조 라인의 수가 N개인 경우, CCLM 파라미터 유도를 위하여 2N개의 복수의 상측 루마 참조 라인들이 사용될 수 있다. 이때, 2N개의 복수의 상측 루마 참조 라인들 중 2i-1번째 상측 루마 참조 라인 및 2i번째 상측 루마 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 i번째 상측 루마 참조 라인을 생성할 수 있다. 여기서, i는 1 내지 N사이의 정수일 수 있다. 이와 같은 방법을 이용하여 생성된 N개의 다운 샘플링된 상측 루마 참조 라인에 기반하여 CCLM 파라미터가 유도될 수 있다. 또한, 크로마 참조 라인의 수가 N인 경우, CCLM 파라미터 유도를 위하여 2N+1개의 복수의 좌측 루마 참조 라인들이 사용될 수 있다. 이때, 2N+1개의 복수의 좌측 루마 참조 라인들 중 2i-1번째 좌측 루마 참조 라인, 2i번째 좌측 루마 참조 라인 및 2i+1번째 좌측 루마 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 i번째 좌측 루마 참조 라인을 생성할 수 있다. 이와 같은 방법을 이용하여 생성된 N개의 다운 샘플링된 좌측 루마 참조 라인에 기반하여 CCLM 파라미터가 유도될 수 있다. 이와 같이, 다운 샘플링을 통해 획득된 두개(또는 N개)의 다운샘플링된 참조 라인의 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터 유도 시, 파라미터 정확도 향상을 통한 CCLM 예측 성능이 향상될 수 있다. 또한, CCLM 파라미터 유도를 위한 크로마 샘플 및 루마 샘플의 수가 2배(또는 N배)로 증가하기 때문에, 기존 CCLM 파라미터 유도를 위한 프로세스를 수정 없이 그대로 이용할 수 있다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른 LM_A 모드에서 CCLM 파라미터 유도를 위한 참조 샘플 선택 방법을 설명하기 위한 도면이다. LM_A 모드는 현재 크로마 블록의 상측 참조 샘플만을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도하는 방법일 수 있다. CCLM 파라미터를 유도하기 위하여 기존 첫 번째 참조 라인의 8개 크로마 샘플들에 추가로 두 번째 참조 라인의 8개 크로마 샘플들이 이용될 수 있다. 이때, 첫 번째 상측 참조 라인의 8개 크로마 샘플들은 W+H 위치의 범위 내에 존재하는 샘플들일 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치는 CCLM 파라미터를 유도하기 위하여 대응 루마 블록 주변의 참조 샘플들을 다운 샘플링할 수 있다. 예를 들어, 루마 블록의 상측 첫 번째 참조 라인과 상측 두 번째 참조 라인을 다운샘플링하여 첫 번째 다운샘플링된 상측 참조 라인을 획득할 수 있다. 또한, 상측 세 번째 참조 라인과 상측 네 번째 참조 라인을 다운샘플링하여 두 번째 다운샘플링된 상측 참조 라인을 획득할 수 있다.
도 13 및 도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 비정방형(non-square) 블록에서 참조 샘플들을 선택하는 방법의 예를 도시한다. 도 13에 도시된 바와 같이, 비정방형 크로마 블록의 좌측 또는 상측 중 일방(예컨대, 긴쪽)에 대해서는 이웃하는 참조 샘플들 중 일부만이 선택되어 CCLM 파라미터의 유도에 이용될 수 있다. 이 때, 현재 크로마 블록 주변의 두개의 참조 라인이 이용되는 경우, 예컨대, 도 13의 좌측 도면에 도시된 바와 같이, 상측 첫번째 참조 라인에서의 서브 샘플링과 상측 두번째 참조 라인에서의 서브 샘플링은 동일할 수 있다. 또는, 도 13의 우측 도면에 도시된 바와 같이, 좌측 첫번째 참조 라인에서의 서브 샘플링과 좌측 두번째 참조 라인에서의 서브 샘플링은 동일할 수 있다. 대응 루마 블록에 대해서는 상기 서브 샘플링된 위치를 기준으로 다운샘플링이 수행되어 대응하는 복원된 루마 샘플을 유도할 수 있다.
도 14a를 참고하면, 비정방형 크로마 블록의 상측에 대해서는 이웃하는 참조 샘플들 중 일부만이 선택되어 CCLM 파라미터의 유도에 이용될 수 있다. 이 때, 현재 크로마 블록 주변의 두 개의 참조 라인이 이용되는 경우, 예컨대, 도 14a에 도시된 바와 같이, 상측 첫 번째 참조 라인에서의 서브 샘플링과 상측 두 번째 참조 라인에서의 서브 샘플링은 동일할 수 있다. 구체적으로, 두 번째 참조 라인에 존재하는 샘플은 첫 번째 참조 라인에 존재하는 샘플의 서브 샘플링 비율의 배수 위치와 동일한 위치로 선택될 수 있다. 예를 들면, 서브 샘플링 비율이 4인 경우, 0, 4, 8, 12번째 위치의 참조 샘플들이 두 번째 참조 라인 샘플들로 선택될 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 비정방형 크로마 블록의 상측에 대해서는 이웃하는 참조 샘플들 중 일부만이 선택되어 CCLM 파라미터의 유도에 이용될 수 있다. 이 때, 현재 크로마 블록 주변의 두 개의 참조 라인이 이용되는 경우, 예컨대, 도 14b에 도시된 바와 같이, 상측 첫 번째 참조 라인에서의 서브 샘플링과 상측 두 번째 참조 라인에서의 서브 샘플링은 상이할 수 있다. 즉, 첫 번째 참조 라인에 존재하는 샘플의 서브 샘플링은 서브 샘플링 비율의 배수 위치가 아닌 서브 샘플링 비율의 절반만큼 이동(shift)된 위치의 참조 샘플들이 두 번째 참조 라인 샘플들로 선택될 수 있다. 예를 들면, 서브 샘플링 비율이 4인 경우, 2, 5, 10, 14번째 위치의 참조 샘플들이 두 번째 참조 라인의 샘플들로 선택될 수 있다.
도 14를 참고하여 설명한 실시예는 상측 참조 라인에서 서브 샘플링이 수행되는 예이다. 그러나, 좌측 참조 라인에서 서브 샘플링이 수행되는 경우에도 상기 실시예가 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 첫번째 좌측 참조 라인에서의 서브 샘플링과 두번째 좌측 참조 라인에서의 서브 샘플링은 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM 예측 방법 적용에 있어서, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하는지 여부에 기반하여 현재 크로마 블록에 CCLM 모드를 상이하게 적용할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하는 경우, 첫 번째 (상측) 참조 라인 샘플을 두 번째 참조 라인에 복사하고, 첫번째 참조 라인과 두번째 참조 라인을 이용하여 본 개시에 따른 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하는 경우, 본 개시에 따른 CCLM 예측 방법이 사용되지 않을 수 있다. 즉, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하는 경우, 하나의 (상측) 참조 라인을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하고, 상측 참조 라인을 사용하는 CCLM 예측 방법이 적용되는 경우(e.g., LM, LM_A, MMLM, MMLM_A), 본 개시에서 제안하는 CCLM 예측 방법이 사용되지 않을 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, LMS 기반 CCLM 파라미터 유도 시, 1개 라인 기반 CCLM 파라미터 유도의 경우보다 더 많은 참조 샘플들이 사용될 수 있다. 1개 라인 기반 CCLM 파라미터 유도의 경우보다 많은 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도함으로써, CCLM 파라미터의 정확도가 높아질 수 있다.
상술한 실시예들에서 2개의 참조 라인에 기반하여 CCLM 파라미터를 유도하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, CCLM 파라미터 유도 시, 4개의 현재 크로마 블록 주변 참조 라인들이 사용될 수 있다. 또는, CCLM 파라미터 유도 시 N개의 현재 크로마 블록 주변 참조 라인들이 사용될 수 있다. 이때, N은 2와 CTU 크기 사이의 값을 가질 수 있다. 상술한 2개의 참조 라인 기반의 CCLM 파라미터 유도 방법은 N 개의 참조 라인 기반의 CCLM 파라미터 유도 방법에 적용될 수 있다. 예컨대, N개의 참조 라인들을 이용하여 CCLM 파라미터 유도 시, N개의 참조 라인에서 CCLM 파라미터 유도에 필요한 샘플들은 전술한 2개의 참조 라인 기반 CCLM 파라미터 유도 방법과 동일한 방법을 이용하여 선택될 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, CCLM 파라미터는 소정 개수의 참조 샘플에 기반하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 상술한 바와 같이, CCLM 파라미터는 4개의 참조 샘플들을 기반으로 유도될 수 있다. 본 개시는 보다 많은 참조 샘플에 기반하여 CCLM 파라미터를 유도하는 다양한 실시예를 제공한다. 예컨대, 도 13에 도시된 바와 같이, 현재 크로마 블록의 주변에 위치한 둘 이상의 참조 라인들로부터 선택된 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 1개의 참조 라인 기반 CCLM 예측의 경우보다 더 많은 참조 라인을 이용함으로써, CCLM 파라미터의 정확도가 높아질 수 있다.
예컨대, 본 개시의 일 실시예에 따르면, CCLM 파라미터(α 및/또는 β)는 최대 8개의 인접한 크로마 샘플들 및 이에 대응하는 다운 샘플링된 루마 샘플들을 이용하여 유도될 수 있다. 또는, CCLM 파라미터(α 및/또는 β)는 N개의 인접한 크로마 샘플들 및 이에 대응하는 다운 샘플링된 루마 샘플들을 이용하여 유도될 수 있다. 현재 블록의 사이즈가 WxH인 경우, W' 및 H'는 다음과 같이 유도될 수 있다. W'는 CCLM 파라미터 도출을 위해 사용되는 상측 이웃 크로마 샘플들이 위치하는 범위를 의미할 수 있다. H'는 CCLM 파라미터 도출을 위해 사용되는 좌측 이웃 크로마 샘플들이 위치하는 범위를 의미할 수 있다.
- LM 모드 또는 MMLM 모드 적용 시, W'=W, H'=H
- LM_A 모드 또는 MMLM_A 모드 적용 시, W'=W+H
- LM_L 모드 또는 MMLM_L 모드 적용 시, H'=H+W
상측 이웃 샘플들의 위치는 S[0, -1]...S[W'-1, -1]로 나타낼 수 있다. 또한, 좌측 이웃 샘플들의 위치는 S[-1, 0]...S[-1, H'-1]로 나타낼 수 있다. 이 경우, CCLM 파라미터 유도 시 필요한 첫번째 참조 라인 내의 4개의 샘플들은 다음과 같이 선택될 수 있다.
- LM 모드 또는 MMLM 모드가 적용되고, 상측 이웃 샘플들 및 좌측 이웃 샘플들 모두 이용 가능한 경우, S[W'/4, -1], S[3W'/4, -1], S[-1, H'/4], S[-1, 3H'/4]
- LM_A 모드 또는 MMLM_A 모드가 적용되거나, 또는 상측 이웃 샘플들만 이용 가능한 경우, S[W'/8, -1], S[3W'/8, -1], S[5W'/8, -1], S[7W'/8, -1]
- LM_L 모드 또는 MMLM_L 모드가 적용되거나, 또는 좌측 이웃 샘플들만 이용 가능한 경우, S[-1, H'/8], S[-1, 3H'/8], S[-1, 5H'/8], S[-1, 7H'/8]
한편, 상측 두 번째 참조 라인에 위치한 이웃 샘플들의 위치는 S2[0, -1]...S2[W'-1, -1]로 나타낼 수 있다. 또한, 좌측 두 번째 참조 라인에 위치한 이웃 샘플들의 위치는 S2[-1, 0]...S2[-1, H'-1]로 나타낼 수 있다. 이 경우, CCLM 파라미터 유도 시 필요한 추가 4개의 샘플들은 다음과 같이 선택될 수 있다.
- LM 모드 또는 MMLM 모드가 적용되고, 상측 이웃 샘플들 및 좌측 이웃 샘플들 모두 이용 가능한 경우, S2[W'/4, -1], S2[3W'/4, -1], S2[-1, H'/4], S2[-1, 3H'/4]
- LM_A 모드 또는 MMLM_A 모드가 적용되거나, 또는 상측 이웃 샘플들만 이용 가능한 경우, S2[W'/8, -1], S2[3W'/8, -1], S2[5W'/8, -1], S2[7W'/8, -1]
- LM_L 모드 또는 MMLM_L 모드가 적용되거나, 또는 좌측 이웃 샘플들만 이용 가능한 경우, S2[-1, H'/8], S2[-1, 3H'/8], S2[-1, 5H'/8], S2[-1, 7H'/8]
전술한 방법을 통해 CCLM 파라미터 유도를 위한 8개의 참조 샘플 쌍(pair)이 선택된 후, CCLM 파라미터는 기존의 CCLM 파라미터 유도 방법을 확장하여 유도될 수 있다. 예를 들어, 8개의 참조 샘플들을 샘플 값의 크기 비교를 통해 두 종류로 구분 후, 각 그룹의 평균 값에 기반하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다. 예를 들어, CCLM 파라미터는 상술한 수학식 3을 이용하여 유도될 수 있다. 즉, 각 그룹의 루마 샘플 값의 평균은 상기 수학식 3의 Xa, Xb에 대응될 수 있으며, Ya, Yb도 각 그룹의 크로마 샘플 값의 평균으로 유도될 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, CCLM 예측 방법 적용에 있어서, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하는 경우, 첫 번째 참조 라인에 존재하는 샘플들을 두 번째 참조 라인에 복사한 후 본 개시에 따른 CCLM 예측 방법이 사용될 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하는 경우, 본 개시에 따른 CCLM 예측 방법이 사용되지 않을 수 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하고, 상측 참조 라인을 사용하는 CCLM 예측 방법이 적용되는 경우(e.g., LM, LM_A, MMLM, MMLM_A), 본 개시에서 제안하는 CCLM 예측 방법이 사용되지 않을 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, LMS 기반 CCLM 파라미터 유도 시, 1개 참조 라인에 기반한 CCLM 파라미터 유도의 경우보다 더 많은 참조 샘플들이 사용될 수 있다. 1개의 참조 라인에 기반한 CCLM 파라미터를 유도하는 경우보다 많은 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도함으로써, CCLM 파라미터의 정확도가 높아질 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따라, CCLM 파라미터 유도 시, 크로마 블록 주변의 4개 참조 라인들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 이 경우, CCLM 파라미터는 전술한 수학식 7을 이용하여 유도될 수 있다. 또는, CCLM 파라미터 유도 시 크로마 블록 주변의 N개 참조 라인들이 사용될 수 있다. 이 때, N은 2와 CTU 크기 사이의 값을 가질 수 있다. 상술한 2개의 참조 라인 기반의 CCLM 파라미터 유도 방법은 N 개의 참조 라인 기반의 CCLM 파라미터 유도 방법에 적용될 수 있다. 예컨대, N개의 참조 라인들을 이용하여 CCLM 파라미터 유도 시, N개의 참조 라인에서 CCLM 파라미터 유도에 필요한 샘플들은 전술한 2개의 참조 라인 기반 CCLM 파라미터 유도 방법과 동일한 방법을 이용하여 선택될 수 있다.
본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 크기에 적응적으로 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법이 적용될 수 있다. 즉, 크로마 블록의 크기와 소정의 임계값의 비교에 기반하여 CCLM 파라미터의 유도에 사용되는 크로마 참조 라인의 개수가 상이하게 결정될 수 있다. 구체적인 예는 다음과 같다.
- 크로마 블록의 너비(width) x 높이(height) 가 N 이상일 경우 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법이 적용됨. 이 외의 경우에는 기존 1 참조 라인 기반 CCLM 방법이 적용됨.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000015
- 크로마 블록의 너비(width)가 N 이상일 경우 복수 참조 라인 기반 LM, LM_A, MMLM, MMLM_A 방법이 적용됨. 이외의 경우에는 기존 1 참조 라인 기반 LM, LM_A, MMLM, MMLM_A 방법이 적용됨.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000016
- 크로마 블록의 높이(height)가 N 이상일 경우 복수 참조 라인 기반 LM, LM_L, MMLM, MMLM_L 방법이 적용됨. 이외의 경우에는 기존 1 참조 라인 기반 LM, LM_L, MMLM, MMLM_L 방법이 적용됨.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000017
- 크로마 블록의 너비(width) x 높이(height) 가 N 이하일 경우 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법이 적용됨. 이 외의 경우에는 기존 1 참조 라인 기반 CCLM 방법이 적용됨.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000018
- 크로마 블록의 너비(width)가 N 이하일 경우 복수 참조 라인 기반 LM, LM_A, MMLM, MMLM_A 방법이 적용됨. 이외의 경우에는 기존 1 참조 라인 기반 LM, LM_A, MMLM, MMLM_A 방법이 적용됨.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000019
- 크로마 블록의 높이(height)가 N 이하일 경우 복수 참조 라인 기반 LM, LM_L, MMLM, MMLM_L 방법이 적용됨. 이외의 경우에는 기존 1 참조 라인 기반 LM, LM_L, MMLM, MMLM_L 방법이 적용됨.
Figure PCTKR2022021734-appb-img-000020
전술한 방법을 통해, 현재 크로마 블록의 예측을 위한 참조 샘플들이 많거나 적을 경우, 참조 라인 수를 적응적으로 선택함으로써 CCLM 예측의 효율이 극대화될 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, CCLM 종류에 적응적으로 복수의 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용 여부가 결정될 수 있다. CCLM 종류(LM, LM_A, LM_L, MMLM, MMLM_A, MMLM_L)에 기반하여 복수의 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용 여부는 다음과 같이 결정될 수 있다.
- MMLM, MMLM_A 또는 MMLM_L중 적어도 하나인 경우, 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용
- LM, LM_A 또는 LM_L 중 적어도 하나인 경우, 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용
- LM 또는 MMLM 중 적어도 하나인 경우, 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용
- LM_A, MMLM_A, LM_L 또는 MMLM_L 중 적어도 하나인 경우, 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용
- LM_A 또는 MMLM_A 중 적어도 하나인 경우, 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용
- LM_L 또는 MMLM_L 중 적어도 하나인 경우, 복수 참조 라인 기반 CCLM 방법 적용
이하, 도 15 내지 도 18을 참고하여 설명하는 실시예들은 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 예컨대, 도 15 내지 도 18에 도시된 방법은 도 2의 영상 부호화 장치(100)의 인트라 예측부(185) 또는 도 3의 영상 복호화 장치(200)의 인트라 예측부(265)에서 수행될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)에서 수행되는 경우, 도 15 내지 도 18에 도시된 방법은 도 4의 단계 S410에서 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치(200)에서 수행되는 경우, 도 15 내지 도 18에 도시된 방법은 도 6의 단계 S610 내지 단계 S630에서 수행될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 도 15 내지 도 18에 도시된 방법이 영상 복호화 장치에서 수행되는 것으로 설명한다. 그러나, 도 15 내지 도 18에 도시된 방법은 영상 부호화 장치에서도 동일하게 수행될 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 CCLM 예측 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 15를 참고하면, 영상 복호화 장치는 크로마 블록 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S1510). 크로마 블록 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들은 크로마 블록에 인접한 참조 샘플들일 수 있다. 또한, 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들은 루마 블록에 인접한 참조 샘플들일 수 있다. 이때, 본 개시의 일 실시예에 따르면, 크로마 참조 샘플들은 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득될 수 있다. 단계 S1510에서 참조 샘플들을 도출하기 위해 본 개시의 다양한 실시예들 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 조합이 적용될 수 있다.
영상 복호화 장치는 크로마 참조 샘플들 및 루마 참조 샘플들에 기반하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다(S1520). 즉, S1510 단계에서 도출한 크로마 참조 샘플들 및 루마 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, CCLM 파라미터는 S1510 단계에서 도출한 크로마 참조 샘플들 및 루마 참조 샘플들을 이용하여 유도될 수 있다. 이 경우, LMS 모델을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다. 예를 들어, CCLM 파라미터는 전술한 수학식 7을 이용하여 유도될 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에 따르면, CCLM 파라미터는 S1510 단계에서 도출한 크로마 참조 샘플들 및 루마 참조 샘플들 중 소정의 개수만 이용하여 유도될 수 있다. 예를 들어, CCLM 파라미터는 전술한 수학식 2 및/또는 수학식 3을 이용하여 유도될 수 있다.
영상 복호화 장치는 CCLM 파라미터에 기반하여, 현재 크로마 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다(S1530). 구체적으로, 현재 크로마 블록의 예측 샘플은 S1520 단계에서 유도한 CCLM 파라미터 및 현재 루마 블록의 복원된 샘플을 이용하여 유도될 수 있다. 또는, 현재 크로마 블록의 예측 샘플은 S1520 단계에서 유도한 CCLM 파라미터 및 현재 루마 블록의 다운 샘플링된 복원 샘플을 이용하여 유도될 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따르면, 크로마 블록의 예측 샘플은 전술한 수학식 1을 이용하여 유도될 수 있다.
도 15에 도시된 방법에 따르면, CCLM 파라미터의 유도를 위해 둘 이상의 참조 라인이 이용될 수 있으므로, 보다 정교한 CCLM 파라미터의 유도가 가능하다. 또한, 이로 인해 CCLM 예측의 정확도가 향상될 수 있고, 부호화 효율이 향상될 수 있다.
도 16은 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하는 경우 CCLM 적용 방법의 예들을 도시한다.
도 16의 방법은 도 15의 단계 S1510의 전단계로서 수행될 수 있다. 즉, 도 16의 방법은 CCLM 파라미터를 유도하기 위해, 복수의 참조 라인을 이용할지, 단수의 참조 라인을 이용할지, 또는 다른 변형된 방식의 참조 라인을 이용할지 여부를 판단하는 방법일 수 있다.
도 16을 참고하면, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하는지 확인할 수 있다(S1610). 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하는 경우(S1610에서 YES), 영상 복호화 장치는 복수 참조 라인 기반의 CCLM을 적용하지 않을 수 있다(S1620). 이 경우, 예컨대, 영상 복호화 장치는 1개의 참조 라인에 기반하여 CCLM을 적용할 수 있다. 또는, 영상 복호화 장치는 첫 번째 참조 라인에 존재하는 샘플들을 두 번째 참조 라인에 복사한 후 본 개시에 따른 복수 참조 라인 기반 CCLM을 적용할 수 있다.
크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하지 않는 경우(S1610에서 NO), 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록을 예측하기 위하여 본 개시에 따른 복수의 참조 라인 기반 CCLM을 적용할 수 있다(S1630). 예컨대, 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하지 않는 경우, 영상 복호화 장치는 복수의 참조 라인에 기반하여 LMS 모델을 이용하거나 복수의 참조 라인으로부터 선택된 소정 개수의 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다.
도 16에 도시된 실시예에 따르면, 크로마 블록의 상단 경계가 CTU의 경계와 일치하는지 여부에 따라 적응적으로 본 개시에 따른 다양한 실시예들을 적용할 수 있으므로, CCLM 파라미터 유도의 효율이 제고될 수 있다.
도 17은 현재 크로마 블록의 크기에 기반하여 복수 참조 라인 기반 CCLM 적용 여부를 결정하는 본 개시의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 17을 참고하면, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 크기가 소정의 조건을 만족했는지 확인할 수 있다(S1710). 본 개시의 일 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록의 너비x높이가 N 이상인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 여기서, N은 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 또는 1024 중 적어도 하나일 수 있으며, 그 외의 다른 숫자를 포함할 수도 있다. 본 개시의 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록의 너비가 N 이상인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 여기서, N은 2, 4, 8, 16, 32, 64 또는 128 중 적어도 하나일 수 있으며, 그 외의 다른 숫자를 포함할 수도 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록의 높이가 N 이상인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 여기서, N은 2, 4, 8, 16, 32, 64 또는 128 중 적어도 하나일 수 있으며, 그 외의 다른 숫자를 포함할 수도 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록의 너비x높이가 N 이하인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 여기서, N은 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 또는 1024 중 적어도 하나일 수 있으며, 그 외의 다른 숫자를 포함할 수도 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록의 너비가 N 이하인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 여기서, N은 2, 4, 8, 16, 32, 64 또는 128 중 적어도 하나일 수 있으며, 그 외의 다른 숫자를 포함할 수도 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록의 높이가 N 이하인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 여기서, N은 2, 4, 8, 16, 32, 64 또는 128 중 적어도 하나일 수 있으며, 그 외의 다른 숫자를 포함할 수도 있다.
현재 크로마 블록의 크기가 소정의 조건을 만족하는 경우(S1710에서 YES), 복수 참조 라인 기반 CCLM이 적용될 수 있다(S1720). 예컨대, 현재 크로마 블록의 크기가 소정의 조건을 만족하는 경우, 영상 복호화 장치는 복수의 참조 라인에 기반하여 LMS 모델을 이용하거나 복수의 참조 라인으로부터 선택된 소정 개수의 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다. 반면, 현재 크로마 블록의 크기가 소정의 조건을 만족하지 않는 경우(S1710에서 NO), 복수 참조 라인 기반 CCLM이 적용되지 않을 수 있다(S1730). 이 경우, 예컨대, 1개의 참조 라인에 기반한 CCLM이 적용될 수 있다.
도 17에 도시된 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 예측을 위한 샘플이 많거나 적을 경우, CCLM 파라미터 유도를 위한 참조 라인의 수를 적응적으로 선택함으로써, CCLM 예측의 효율이 향상될 수 있다.
도 18은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 종류에 기반하여 복수 참조 라인 기반 CCLM 적용 여부를 결정하는 본 개시의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참고하면, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 종류가 소정의 조건을 만족하는지 확인할 수 있다(S1810). 본 개시의 일 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 모드가 MMLM, MMLM_A 또는 MMLM_L 중 적어도 하나인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 모드가 LM, LM_A 또는 LM_L 중 적어도 하나인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 모드가 LM 또는 MMLM 중 적어도 하나인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 모드가 LM_A, MMLM_A, LM_L 또는 MMLM_L 중 적어도 하나인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 모드가 LM_A 또는 MMLM_A 중 적어도 하나인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다. 본 개시의 또 다른 실시예에 따르면, 소정의 조건은 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 모드가 LM_L 또는 MMLM_L 중 적어도 하나인지 여부를 확인하는 조건일 수 있다.
현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 종류가 소정의 조건을 만족하는 경우(S1810에서 YES), 복수 참조 라인 기반의 CCLM이 적용될 수 있다(S1820). 예컨대, 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 종류가 소정의 조건을 만족하는 경우, 영상 복호화 장치는 복수의 참조 라인에 기반하여 LMS 모델을 이용하거나 복수의 참조 라인으로부터 선택된 소정 개수의 참조 샘플들을 이용하여 CCLM 파라미터를 유도할 수 있다.
반면, 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM 종류가 소정의 조건을 만족하지 않는 경우(S1810에서 NO), 복수 참조 라인 기반 CCLM이 적용되지 않을 수 있다(S1830). 이 경우, 예컨대, 1개의 참조 라인에 기반한 CCLM이 적용될 수 있다.
도 18에 도시된 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 예측을 위해 적용되는 CCLM의 종류에 따라 적응적으로 본 개시에 따른 다양한 실시예들을 적용할 수 있으므로, CCLM 파라미터 유도의 효율이 제고될 수 있다. 예컨대, MMLM, MMLM_A 또는 MMLM_L의 경우, 2개 이상의 선형 모델이 유도되기 때문에, 선형 모델의 유도에 필요한 참조 샘플들의 개수가 충분히 확보될 필요가 있다. 따라서, 현재 크로마 블록에 적용되는 CCLM이 MMLM, MMLM_A 또는 MMLM_L 중 적어도 하나인 경우, 본 개시에 따른 복수 참조 라인 기반의 CCLM을 적용함에 따라 복수의 선형 모델의 정확도가 향상될 수 있고, 그로 인해 예측의 정확도가 향상될 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 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시적으로 나타낸 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 (14)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은,
    크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계; 및
    상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득되는,
    영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 CCLM 파라미터를 유도하는 단계는,
    상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 상기 크로마 참조 라인들에 존재하는 상기 크로마 참조 샘플들을 사용하는 LMS(Linear-Mean-Square) 기반으로 수행되는,
    영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 CCLM 파라미터를 유도하는 단계는,
    상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 상기 크로마 참조 라인들에 존재하는 상기 크로마 참조 샘플들 중 소정의 개수를 사용하는,
    영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 크로마 블록이 비정방형 블록인 것에 기반하여, 상기 크로마 블록에 인접한 첫 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법과 상기 크로마 블록에 인접한 두 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법은 동일한,
    영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 크로마 블록이 비정방형 블록인 것에 기반하여, 상기 크로마 블록에 인접한 첫 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법과 상기 크로마 블록에 인접한 두 번째 참조 라인에 대한 서브 샘플링 방법은 상이한,
    영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 크로마 블록의 상단 경계가 CTU 경계와 일치하는지 여부에 기반하여, 상기 크로마 참조 샘플들을 도출하기 위한 상기 크로마 참조 라인의 개수가 상이하게 결정되는,
    영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 둘 이상의 크로마 참조 라인의 수는 N인 것에 기반하여 2N개의 복수의 상측 루마 참조 라인들 중 2i-1 번째 상측 루마 참조 라인 및 2i 번째 상측 루마 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 i번째 상측 루마 참조 라인을 생성하고-이때 i는 1 내지 N사이의 정수임,
    상기 루마 참조 샘플들은 상기 다운 샘플링된 N개의 상측 루마 참조 라인에 기반하여 획득되는,
    영상 복호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 둘 이상의 크로마 참조 라인의 수는 N인 것에 기반하여 2N+1개의 복수의 좌측 루마 참조 라인들 중 2i-1 번째 좌측 루마 참조 라인, 2i 번째 좌측 루마 참조 라인 및 2i+1 번째 좌측 루마 참조 라인에 기반하여 다운 샘플링된 i번째 좌측 루마 참조 라인을 생성하고-이때 i는 1 내지 N사이의 정수임,
    상기 루마 참조 샘플들은 상기 다운 샘플링된 N개의 좌측 루마 참조 라인에 기반하여 획득되는,
    영상 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 크로마 블록의 크기와 소정의 임계값의 비교에 기반하여 상기 CCLM 파라미터의 유도에 사용되는 크로마 참조 라인의 개수가 상이하게 결정되는,
    영상 복호화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 크로마 블록에 적용되는 CCLM의 종류에 기반하여, 상기 CCLM 파라미터의 유도에 사용되는 크로마 참조 라인의 개수가 상이하게 결정되는,
    영상 복호화 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 CCLM 파라미터를 유도하는 단계는,
    상기 루마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들을 소정의 임계값에 기반하여 둘 이상의 그룹으로 분류하는 단계; 및
    분류된 상기 그룹 별로 CCLM 파라미터를 유도하는 단계; 를 더 포함하는,
    영상 복호화 방법.
  12. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 부호화 방법은,
    크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계; 및
    상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득되는,
    영상 부호화 방법.
  13. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 영상 부호화 방법은,
    크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계; 및
    상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득되는,
    컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  14. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은,
    크로마 블록의 인트라 예측 모드가 CCLM(Cross-component linear model) 모드인 것에 기반하여 상기 크로마 블록의 주변에 위치하는 크로마 참조 샘플들 및 상기 크로마 참조 샘플들에 대응하는 루마 참조 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 크로마 참조 샘플들 및 상기 루마 참조 샘플들에 기반하여, CCLM 파라미터를 유도하는 단계; 및
    상기 CCLM 파라미터에 기반하여, 상기 크로마 블록의 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 크로마 참조 샘플들은 상기 크로마 블록에 인접한 둘 이상의 크로마 참조 라인들로부터 획득되는,
    비트스트림 전송 방법.
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