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KR20240026180A - 인트라 예측을 이용한 비디오 신호 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

인트라 예측을 이용한 비디오 신호 처리 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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KR20240026180A
KR20240026180A KR1020247001801A KR20247001801A KR20240026180A KR 20240026180 A KR20240026180 A KR 20240026180A KR 1020247001801 A KR1020247001801 A KR 1020247001801A KR 20247001801 A KR20247001801 A KR 20247001801A KR 20240026180 A KR20240026180 A KR 20240026180A
Authority
KR
South Korea
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mode
current block
prediction
intra prediction
information
Prior art date
Application number
KR1020247001801A
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English (en)
Inventor
김경용
김동철
손주형
곽진삼
Original Assignee
주식회사 윌러스표준기술연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

비디오 신호 처리 방법에 있어서, 상기 방법은, DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계, 상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고; 상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계; 상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

인트라 예측을 이용한 비디오 신호 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 비디오 신호의 처리 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비디오 신호를 인코딩하거나 디코딩하는 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 압축 부호화의 대상에는 음성, 영상, 문자 등의 대상이 존재하며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다. 비디오 신호에 대한 압축 부호화는 공간적인 상관관계, 시간적인 상관관계, 확률적인 상관관계 등을 고려하여 잉여 정보를 제거함으로써 이루어진다. 그러나 최근의 다양한 미디어 및 데이터 전송 매체의 발전으로 인해, 더욱 고효율의 비디오 신호 처리 방법 및 장치가 요구되고 있다.
본 명세서는 비디오 신호 처리 방법 및 이를 위한 장치를 제공하여 비디오 신호의 코딩 효율을 높이기 위한 목적이 있다.
본 명세서는 비디오 신호 처리 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.
본 명세서에 있어서, 비디오 신호 디코딩 장치는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하고, 상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고, 상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하고, 상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 것을 특징으로 한다.
상기 프로세서는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들을 획득하고, 상기 방향성 정보들 중 가장 빈번하게 발생하는 제1 방향성 정보와 두번째로 빈번하게 발생하는 제2 방향성 정보를 선택하고, 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 명세서에 있어서, 비디오 신호 인코딩 장치는, 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 디코딩 방법에 의해 디코딩되는 비트스트림을 획득하고, 상기 디코딩 방법은, DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계, 상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고; 상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계; 상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계는, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들을 획득하는 단계; 상기 방향성 정보들 중 가장 빈번하게 발생하는 제1 방향성 정보와 두번째로 빈번하게 발생하는 제2 방향성 정보를 선택하는 단계; 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 비 일시적 저장 매체에 있어서, 상기 비트스트림은 디코딩 방법에 의해 디코딩되고, 상기 디코딩 방법은, DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계, 상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고; 상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계; 상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계는, 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들을 획득하는 단계; 상기 방향성 정보들 중 가장 빈번하게 발생하는 제1 방향성 정보와 두번째로 빈번하게 발생하는 제2 방향성 정보를 선택하는 단계; 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 비디오 신호 처리 방법은, DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계, 상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고; 상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계; 상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보에 대응하는 가중치 값과 상기 제2 방향성 정보에 대응하는 가중치 값에 기초하여 복원되는 것을 특징으로 한다.
상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 생성되는 유도된 인트라 예측 모드 및 제1 예측 모드를 이용하여 복원되고, 상기 제1 예측 모드는 평면 모드인 것을 특징으로 한다.
상기 제2 신택스 요소는, 상기 현재 블록이 휘도 성분 블록이고, 상기 현재 블록에 인터 예측이 적용되지 않는 경우, 파싱되는 것을 특징으로 한다.
상기 현재 블록은 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드에 기초하여 복원되고, 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들에 기초하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 현재 블록은 상기 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드들 중 어느 하나의 예측 모드와 상기 유도된 인트라 예측 모드의 조합에 기초하여 복원되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서는 효율적으로 비디오 신호를 처리하기 위한 방법을 제공한다.
본 명세서에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호 인코딩 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호 디코딩 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 픽쳐 내에서 코딩 트리 유닛이 코딩 유닛들로 분할되는 실시예를 도시한다.
도 4는 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리의 분할을 시그널링하는 방법의 일 실시예를 도시한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다.
도 7은 인터 예측에서 움직임 후보 리스트를 구성하기 위해 사용되는 주변 블록들의 위치를 나타낸 도면이다.
도 8은 DIMD를 이용하여 예측 블록을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 방향성 정보를 유도하기 위해 사용되는 주변 픽셀의 위치를 나타낸 도면이다.
도 10은 방향성 모드를 매핑하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 11은 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 히스토그램을 나타낸 도면이다.
도 12는 DIMD 모드를 시그널링하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 DIMD 모드의 사용 여부에 따른 인트라 예측 모드와 관련된 신택스 요소를 시그널링하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 현재 블록을 복원하기 위한 예측 샘플을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 16은 DIMD와 관련된 신택스 요소들이 포함된 신택스 구조를 나타낸다.
도 17은 현재 블록의 주변 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드 및 가중치 정보를 나타낸 도면이다.
도 18은 DIMD 조합 정보를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 19는 인트라 예측 방향성 모드 정보와 가중치를 이용하여 예측 샘플을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21은 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 때 사용되는 주변 블록의 픽셀 값을 나타낸 도면이다.
도 22는 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드를 포함한 MPM 리스트를 구성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 23은 DIMD 모드로 유도된 방향성 모드를 예측 값으로 사용하여 방향성 모드의 차분 값을 전송하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 24는 DIMD 모드가 적용될 때, 차분 값을 파싱하는 신택스 구조를 나타낸 도면이다.
도 25 및 도 26은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하기 위해 사용되는 템플릿(template)을 나타낸 도면이다.
도 27은 DIMD 색차 모드 및 TIMD 색차 모드에서 인트라 예측 모드를 유도할 때 사용되는 픽셀을 나타낸 도면이다.
도 28 내지 도 30은 인트라 예측 모드를 시그널링하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 31은 현재 블록이 수평, 수직, 대각선 방향으로 분할되는 방법을 나타낸 도면이다.
도 32 내지 도 34는 DIMD 모드와 TIMD 모드와 관련된 신택스 구조를 나타낸 도면이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
본 명세서에서 일부 용어들은 다음과 같이 해석될 수 있다. 코딩은 경우에 따라 인코딩 또는 디코딩으로 해석될 수 있다. 본 명세서에서 비디오 신호의 인코딩(부호화)을 수행하여 비디오 신호 비트스트림을 생성하는 장치는 인코딩 장치 또는 인코더로 지칭되며, 비디오 신호 비트스트림의 디코딩(복호화)을 수행하여 비디오 신호를 복원하는 장치는 디코딩 장치 또는 디코더로 지칭된다. 또한, 본 명세서에서 비디오 신호 처리 장치는 인코더 및 디코더를 모두 포함하는 개념의 용어로 사용된다. 정보(information)는 값(values), 파라미터(parameter), 계수(coefficients), 성분(elements) 등을 모두 포함하는 용어로서, 경우에 따라 의미는 달리 해석될 수 있으므로 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. '유닛'은 영상 처리의 기본 단위 또는 픽쳐의 특정 위치를 지칭하는 의미로 사용되며, 휘도(luma) 성분 및 색차(chroma) 성분 중 적어도 하나를 포함하는 이미지 영역을 가리킨다. 또한, '블록'은 휘도 성분 및 색차 성분들(즉, Cb 및 Cr) 중 특정 성분을 포함하는 이미지 영역을 가리킨다. 다만, 실시예에 따라서 '유닛', '블록', '파티션', '신호' 및 '영역' 등의 용어는 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '현재 블록'은 현재 부호화를 진행할 예정인 블록을 의미하며, '참조 블록'은 이미 부호화 또는 복호화가 완료된 블록으로 현재 블록에서 참조로 사용되는 블록을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 '루마', 'luma', '휘도', 'Y' 등의 용어는 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '크로마', 'chroma' '색차', 'Cb 또는 Cr' 등의 용어는 서로 혼용하여 사용될 수 있으며, 색차 성분은 Cb와 Cr 2가지로 나누어지므로 각 색차 성분은 구분되어 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 유닛은 코딩 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛을 모두 포함하는 개념으로 사용될 수 있다. 픽쳐는 필드 또는 프레임을 가리키며, 실시예에 따라 상기 용어들은 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 구체적으로 촬영된 영상이 비월주사식(interlace) 영상일 경우, 하나의 프레임은 홀수(또는 기수, top) 필드와 짝수(또는 우수, bottom) 필드로 분리되어, 각 필드는 하나의 픽쳐 단위로 구성되어 부호화 또는 복호화 될 수 있다. 만일 촬영된 영상이 순차주사(progressive) 영상일 경우, 하나의 프레임이 픽쳐로서 구성되어 부호화 또는 복호화 될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '오차 신호', '레지듀얼 신호', '잔차 신호', '잔여 신호' 및 '차분 신호' 등의 용어는 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '인트라 예측 모드', '인트라 예측 방향성 모드', '화면 내 예측 모드' 및 '화면 내 예측 방향성 모드' 등의 용어는 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '모션', '움직임' 등의 용어는 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 '좌측', '좌상측', '상측', '우상측', '우측', '우하측', '하측', '좌하측'은 '좌단', '좌상단', '상단', '우상단', '우단', '우하단', '하단', '좌하단'와 서로 혼용하여 사용될 수 있다. 또한, 원소(element), 멤버(member)는 서로 혼용하여 사용될 수 있다. POC(Picture Order Count)는 픽쳐(또는 프레임)의 시간적 위치 정보를 나타내며, 화면에 출력되는 재생 순서가 될 수 있으며, 픽쳐마다 고유의 POC를 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호 인코딩 장치(100)의 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 인코딩 장치(100)는 변환부(110), 양자화부(115), 역양자화부(120), 역변환부(125), 필터링부(130), 예측부(150) 및 엔트로피 코딩부(160)를 포함한다.
변환부(110)는 입력 받은 비디오 신호와 예측부(150)에서 생성된 예측 신호의 차이인 레지듀얼 신호를 변환하여 변환 계수 값을 획득한다. 예를 들어, 이산 코사인 변환(Discrete Cosine Transform, DCT), 이산 사인 변환(Discrete Sine Transform, DST) 또는 웨이블릿 변환(Wavelet Transform) 등이 사용될 수 있다. 이산 코사인 변환 및 이산 사인 변환은 입력된 픽쳐 신호를 블록 형태로 나누어 변환을 수행하게 된다. 변환에 있어서 변환 영역 내의 값들의 분포와 특성에 따라서 코딩 효율이 달라질 수 있다. 레지듀얼 블록에 대한 변환에 사용되는 변환 커널은 수직 변환 및 수평 변환의 분리 가능한 특성을 가지는 변환 커널일 수 있다. 이 경우, 레지듀얼 블록에 대한 변환은 수직 변환 및 수평 변환으로 분리되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 인코더는 레지듀얼 블록의 수직 방향으로 변환 커널을 적용하여 수직 변환을 수행할 수 있다. 또한, 인코더는 레지듀얼 블록의 수평 방향으로 변환 커널을 적용하여 수평 변환을 수행할 수 있다. 본 개시에서, 변환 커널은 변환 매트릭스, 변환 어레이, 변환 함수, 변환과 같이 레지듀얼 신호의 변환에 사용되는 파라미터 세트를 지칭하는 용어로 사용될 수 있다. 예를 들어, 변환 커널은 복수의 사용 가능한 커널들 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 수직 변환 및 수평 변환 각각에 대해 서로 다른 변환 타입에 기반한 변환 커널이 사용될 수도 있다.
변환계수는 블록의 좌상단으로 갈수록 높은 계수가 분포하고, 블록의 우하단으로 갈수록 '0'에 가까운 계수가 분포한다. 현재 블록의 크기가 커질수록 우하단 영역에서 계수 '0'이 많이 존재할 가능성이 있다. 크기가 큰 블록의 변환 복잡도를 감소시키기 위해서, 임의의 좌상단 영역만을 남기고 나머지 영역은 '0'으로 재설정될 수 있다.
또한, 코딩 블록에서 일부 영역에만 오차 신호가 존재할 수 있다. 이 경우, 임의의 일부 영역에 대해서만 변환 과정이 수행될 수 있다. 실시 일 예로, 2Nx2N 크기의 블록에서 첫번째 2NxN 블록에만 오차 신호가 존재할 수 있으며, 첫번째 2NxN블록에만 변환과정이 수행되지만 두번째 2NxN 블록은 변환과정이 수행되지 않고 인코딩 또는 디코딩되지 않을 수 있다. 여기서 N은 임의의 양의 정수가 될 수 있다.
인코더는 변환 계수가 양자화되기 전에 추가적인 변환을 수행할 수 있다. 전술한 변환 방법은 1차 변환(primary transform)으로 지칭되고, 추가적인 변환은 2차 변환(secondary transform)으로 지칭될 수 있다. 2차 변환은 레지듀얼 블록 별로 선택적일 수 있다. 일 실시예에 따라, 인코더는 1차 변환만으로 저주파 영역에 에너지를 집중시키기 어려운 영역에 대해 2차 변환을 수행하여 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 레지듀얼 값들이 레지듀얼 블록의 수평 또는 수직 방향 이외의 방향에서 크게 나타나는 블록에 대해 2차 변환이 추가로 수행될 수 있다. 2차 변환은 1차 변환과 달리 수직 변환 및 수평 변환으로 분리되어 수행되지 않을 수 있다. 이러한 2차 변환은 저대역 비-분리 변환(Low Frequency Non-Separable Transform, LFNST)으로 지칭될 수 있다.
양자화부(115)는 변환부(110)에서 출력된 변환 계수 값을 양자화한다.
코딩 효율을 높이기 위하여 픽쳐 신호를 그대로 코딩하는 것이 아니라, 예측부(150)를 통해 이미 코딩된 영역을 이용하여 픽쳐를 예측하고, 예측된 픽쳐에 원본 픽쳐와 예측 픽쳐 간의 레지듀얼 값을 더하여 복원 픽쳐를 획득하는 방법이 사용된다. 인코더와 디코더에서 미스매치가 발생되지 않도록 하기 위해, 인코더에서 예측을 수행할 때에는 디코더에서도 사용 가능한 정보를 사용해야 한다. 이를 위해, 인코더에서는 부호화한 현재 블록을 다시 복원하는 과정을 수행한다. 역양자화부(120)에서는 변환 계수 값을 역양자화하고, 역변환부(125)에서는 역양자화된 변환 계수값을 이용하여 레지듀얼 값을 복원한다. 한편, 필터링부(130)는 복원된 픽쳐의 품질 개선 및 부호화 효율 향상을 위한 필터링 연산을 수행한다. 예를 들어, 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset, SAO) 및 적응적 루프 필터 등이 포함될 수 있다. 필터링을 거친 픽쳐는 출력되거나 참조 픽쳐로 이용하기 위하여 복호 픽쳐 버퍼(Decoded Picture Buffer, DPB, 156)에 저장된다.
디블록킹 필터(deblocking filter)는 복원된 픽쳐에서 블록 간의 경계에 생성된 블록 내의 왜곡을 제거하기 위한 필터이다. 인코더는 블록 내의 임의 경계(edge)를 기준으로 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀들의 분포를 통해, 해당 경계에 디블록킹 필터를 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용되는 경우, 인코더는 디블록킹 필터링 강도에 따라 긴 필터(Long Filter), 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한, 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병렬적으로 처리될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋(SAO)은 디블록킹 필터가 적용된 레지듀얼 블록에 대하여, 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정하는데 사용될 수 있다. 인코더는 특정 픽쳐에 대한 오프셋을 보정하기 위하여 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후, 오프셋 보정을 수행할 영역을 결정하고, 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법(Band Offset)을 사용할 수 있다. 또는 인코더는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법(Edge Offset)을 사용할 수 있다. 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter, ALF)는 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후, 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행하는 방법이다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 코딩 유닛 단위로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수가 달라질 수 있다. 또한, 적용할 대상 블록의 특성에 관계없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
예측부(150)는 인트라 예측부(152)와 인터 예측부(154)를 포함한다. 인트라 예측부(152)에서는 현재 픽쳐 내에서 인트라(intra) 예측을 수행하며, 인터 예측부(154)에서는 복호 픽쳐 버퍼(156)에 저장된 참조 픽쳐를 이용하여 현재 픽쳐를 예측하는 인터(inter) 예측을 수행한다. 인트라 예측부(152)는 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들로부터 인트라 예측을 수행하여, 인트라 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)에 전달한다. 인트라 부호화 정보는 인트라 예측 모드, MPM(Most Probable Mode) 플래그, MPM 인덱스, 참조 샘플에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 인터 예측부(154)는 다시 모션 추정부(154a) 및 모션 보상부(154b)를 포함하여 구성될 수 있다. 모션 추정부(154a)에서는 복원된 참조 픽쳐의 특정 영역을 참조하여 현재 영역과 가장 유사한 부분을 찾고 영역 간의 거리인 모션 벡터 값을 획득한다. 모션 추정부(154a)에서 획득한 참조 영역에 대한 모션 정보(참조 방향 지시 정보(L0 예측, L1 예측, 양방향 예측), 참조 픽쳐 인덱스, 모션 벡터 정보 등) 등을 엔트로피 코딩부(160)로 전달하여 비트스트림에 포함될 수 있도록 한다. 모션 추정부(154a)에서 전달된 모션 정보를 이용하여 모션 보상부(154b)에서는 인터 모션 보상을 수행하여 현재 블록을 위한 예측 블록을 생성한다. 인터 예측부(154)는 참조 영역에 대한 모션 정보를 포함하는 인터 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)에 전달한다.
추가적인 실시예에 따라, 예측부(150)는 인트라 블록 카피(Intra block copy, IBC) 예측부(미도시)를 포함할 수 있다. IBC 예측부는 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플들로부터 IBC 예측을 수행하여, IBC 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)에 전달한다. IBC 예측부는 현재 픽쳐 내의 특정 영역을 참조하여 현재 영역의 예측에 이용되는 참조 영역을 지시하는 블록 벡터값을 획득한다. IBC 예측부는 획득된 블록 벡터값을 이용하여 IBC 예측을 수행할 수 있다. IBC 예측부는 IBC 부호화 정보를 엔트로피 코딩부(160)로 전달한다. IBC 부호화 정보는 참조 영역의 크기 정보, 블록 벡터 정보(움직임 후보 리스트 내에서 현재 블록의 블록 벡터 예측을 위한 인덱스 정보, 블록 벡터 차분 정보) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
위와 같은 픽쳐 예측이 수행될 경우, 변환부(110)는 원본 픽쳐와 예측 픽쳐 간의 레지듀얼 값을 변환하여 변환 계수 값을 획득한다. 이때, 변환은 픽쳐 내에서 특정 블록 단위로 수행될 수 있으며, 특정 블록의 크기는 기 설정된 범위 내에서 가변할 수 있다. 양자화부(115)는 변환부(110)에서 생성된 변환 계수 값을 양자화하여 양자화된 변환 계수를 엔트로피 코딩부(160)로 전달한다.
상기 2차원 배열 형태의 양자화된 변환 계수는 엔트로피 코딩을 위해 1차원의 배열 형태로 재정렬될 수 있다. 양자화된 변환 계수를 스캐닝하는 방법은 변환 블록의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부가 결정될 수 있다. 실시 일 예로, 대각(Diagonal), 수직(vertical), 수평(horizontal) 스캔이 적용될 수 있다. 이러한 스캔 정보는 블록 단위로 시그널링될 수 있으며, 이미 정해진 규칙에 따라 유도될 수 있다.
엔트로피 코딩부(160)는 양자화된 변환 계수를 나타내는 정보, 인트라 부호화 정보, 및 인터 부호화 정보 등을 엔트로피 코딩하여 비디오 신호 비트스트림을 생성한다. 엔트로피 코딩부(160)에서는 가변 길이 코딩(Variable Length Coding, VLC) 방식과 산술 코딩(arithmetic coding) 방식 등이 사용될 수 있다. 가변 길이 코딩(VLC) 방식은 입력되는 심볼들을 연속적인 코드워드로 변환하는데, 코드워드의 길이는 가변적일 수 있다. 예를 들어, 자주 발생하는 심볼들을 짧은 코드워드로, 자주 발생하지 않은 심볼들은 긴 코드워드로 표현하는 것이다. 가변 길이 코딩 방식으로서 컨텍스트 기반 적응형 가변 길이 코딩(Context-based Adaptive Variable Length Coding, CAVLC) 방식이 사용될 수 있다. 산술 코딩은 각 데이터 심볼들의 확률 분포를 이용하여 연속적인 데이터 심볼들을 하나의 소수로 변환하는데, 산술 코딩은 각 심볼을 표현하기 위하여 필요한 최적의 소수 비트를 얻을 수 있다. 산술 코딩으로서 컨텍스트 기반 적응형 산술 부호화(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code, CABAC)가 이용될 수 있다.
CABAC은 실험을 통해 얻은 확률을 기반으로 생성된 여러 개의 문맥 모델(context model)을 통해 이진 산술 부호화하는 방법이다. 먼저, 심볼이 이진 형태가 아닐 경우, 인코더는 exp-Golomb 등을 사용하여 각 심볼을 이진화한다. 이진화된 0 또는 1은 빈(bin)으로 기술될 수 있다. CABAC 초기화 과정은 문맥 초기화와 산술 코딩 초기화로 구분된다. 문맥 초기화는 각 심볼의 발생 확률을 초기화하는 과정으로, 심볼의 종류, 양자화 파라미터(QP), 슬라이스 타입(I, P, B 인지)에 따라 결정된다. 이러한 초기화 정보를 가지는 문맥 모델은 실험을 통해 얻은 확률 기반 값을 사용할 수 있다. 문맥 모델은 현재 코딩하려는 심볼에 대한 LPS(Least Probable Symbol) 또는 MPS(Most Probable Symbol)의 발생 확률과 0과 1중에서 어떤 빈 값이 MPS에 해당되는지에 대한 정보(valMPS)를 제공한다. 문맥 인덱스(Context index, ctxIdx)를 통해 여러 개의 문맥 모델 중에서 하나가 선택되며, 문맥 인덱스는 현재 부호화할 블록의 정보 또는 주변 블록의 정보를 통해 유도될 수 있다. 문맥 모델에서 선택된 확률 모델을 기반으로 이진 산술 코딩을 위한 초기화가 수행된다. 이진 산술 부호화는 0과 1의 발생 확률을 통해 확률 구간으로 분할한 후, 처리할 빈에 해당하는 확률 구간이 다음에 처리될 빈에 대한 전체 확률 구간이 되는 과정을 통해 부호화가 진행된다. 마지막 빈이 처리된 확률 구간 안의 위치 정보가 출력된다. 단, 확률 구간이 무한정 분할될 수 없으므로, 일정 크기 이내로 줄어들 경우에는 재규격화(renormalization)과정이 수행되어 확률 구간이 넓어지고 해당 위치 정보가 출력된다. 또한, 각 빈이 처리된 후, 처리된 빈의 정보를 통해 다음 처리될 빈에 대한 확률이 새롭게 설정되는 확률 업데이트 과정이 수행될 수 있다.
상기 생성된 비트스트림은 NAL(Network Abstraction Layer) 유닛을 기본 단위로 캡슐화 된다. NAL 유닛은 영상 데이터를 포함하는 VCL(Video Coding Layer) NAL 유닛과 영상 데이터를 디코딩하기 위한 파라미터 정보를 포함하는 non-VCL NAL 유닛으로 구분되며, 다양한 종류의 VCL 또는 non-VCL NAL 유닛이 존재한다. NAL 유닛은 NAL 헤더 정보와 데이터인 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)로 구성되며, NAL 헤더 정보에는 RBSP에 대한 요약 정보가 포함된다. VCL NAL 유닛의 RBSP에는 부호화된 정수 개의 코딩 트리 유닛(coding tree unit)을 포함한다. 비디오 디코더에서 비트스트림을 복호화하기 위해서는 먼저 비트스트림을 NAL 유닛 단위로 분리한 후, 분리된 각각의 NAL 유닛을 복호화해야 한다. 한편, 비디오 신호 비트스트림의 복호화를 위해 필요한 정보들은 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS), 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set, VPS) 등에 포함되어 전송될 수 있다.
한편, 도 1의 블록도는 본 발명의 일 실시예에 따른 인코딩 장치(100)를 나타낸 것으로서, 분리하여 표시된 블록들은 인코딩 장치(100)의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 전술한 인코딩 장치(100)의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전술한 인코딩 장치(100)의 각 엘리먼트의 동작은 프로세서(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호 디코딩 장치(200)의 개략적인 블록도이다. 도 2를 참조하면 본 발명의 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(225), 필터링부(230) 및 예측부(250)를 포함한다.
엔트로피 디코딩부(210)는 비디오 신호 비트스트림을 엔트로피 디코딩하여, 각 영역에 대한 변환 계수 정보, 인트라 부호화 정보, 인터 부호화 정보 등을 추출한다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 비디오 신호 비트스트림으로부터 특정 영역의 변환 계수 정보에 대한 이진화 코드를 획득할 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)는 이진화 코드를 역 이진화하여 양자화된 변환 계수를 획득한다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수를 역양자화하고, 역변환부(225)는 역양자화된 변환 계수를 이용하여 레지듀얼 값을 복원한다. 비디오 신호 처리 장치(200)는 역변환부(225)에서 획득된 레지듀얼 값을 예측부(250)에서 획득된 예측 값과 합산하여 원래의 화소값을 복원한다.
한편, 필터링부(230)는 픽쳐에 대한 필터링을 수행하여 화질을 향상시킨다. 여기에는 블록 왜곡 현상을 감소시키기 위한 디블록킹 필터 및/또는 픽쳐 전체의 왜곡 제거를 위한 적응적 루프 필터 등이 포함될 수 있다. 필터링을 거친 픽쳐는 출력되거나 다음 픽쳐에 대한 참조 픽쳐로 이용하기 위하여 복호 픽쳐 버퍼(DPB, 256)에 저장된다.
예측부(250)는 인트라 예측부(252) 및 인터 예측부(254)를 포함한다. 예측부(250)는 전술한 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 복호화된 부호화 타입, 각 영역에 대한 변환 계수, 인트라/인터 부호화 정보 등을 활용하여 예측 픽쳐를 생성한다. 복호화가 수행되는 현재 블록을 복원하기 위해서, 현재 블록이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 복호화된 영역이 이용될 수 있다. 복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 인트라 예측 또는 인트라 BC 예측을 수행하는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(또는, 타일/슬라이스), 인트라 예측, 인터 예측 및 인트라 BC 예측을 모두 수행할 수 있는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 인터 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)라고 한다. 인터 픽쳐(또는, 타일/슬라이스) 중 각 블록의 샘플값들을 예측하기 위하여 최대 하나의 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 이용하는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)라고 하며, 최대 두 개의 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 이용하는 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(또는, 타일/슬라이스) 라고 한다. 다시 말해서, P 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)는 각 블록을 예측하기 위해 최대 하나의 모션 정보 세트를 이용하고, B 픽쳐(또는, 타일/슬라이스)는 각 블록을 예측하기 위해 최대 두 개의 모션 정보 세트를 이용한다. 여기서, 모션 정보 세트는 하나 이상의 모션 벡터와 하나의 참조 픽쳐 인덱스를 포함한다.
인트라 예측부(252)는 인트라 부호화 정보 및 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플들을 이용하여 예측 블록을 생성한다. 전술한 바와 같이, 인트라 부호화 정보는 인트라 예측 모드, MPM(Most Probable Mode) 플래그, MPM 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(252)는 현재 블록의 좌측 및/또는 상측에 위치한 복원된 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 현재 블록의 샘플 값들을 예측한다. 본 개시에서, 복원된 샘플들, 참조 샘플들 및 현재 블록의 샘플들은 픽셀들을 나타낼 수 있다. 또한, 샘플 값(sample value)들은 픽셀 값들을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따르면, 참조 샘플들은 현재 블록의 주변 블록에 포함된 샘플들일 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플들은 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 샘플들 및/또는 상측 경계에 인접한 샘플들일 수 있다. 또한, 참조 샘플들은 현재 블록의 주변 블록의 샘플들 중 현재 블록의 좌측 경계로부터 기 설정된 거리 이내의 라인 상에 위치하는 샘플들 및/또는 현재 블록의 상측 경계로부터 기 설정된 거리 이내의 라인 상에 위치하는 샘플들일 수 있다. 이때, 현재 블록의 주변 블록은 현재 블록에 인접한 좌측(L) 블록, 상측(A) 블록, 하좌측(Below Left, BL) 블록, 상우측(Above Right, AR) 블록 또는 상좌측(Above Left, AL) 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
인터 예측부(254)는 복호 픽쳐 버퍼(256)에 저장된 참조 픽쳐 및 인터 부호화 정보를 이용하여 예측 블록을 생성한다. 인터 부호화 정보는 참조 블록에 대한 현재 블록의 모션 정보 세트(참조 픽쳐 인덱스, 모션 벡터 정보 등)를 포함할 수 있다. 인터 예측에는 L0 예측, L1 예측 및 쌍예측(Bi-prediction)이 있을 수 있다. L0 예측은 L0 픽쳐 리스트에 포함된 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측이고, L1 예측은 L1 픽쳐 리스트에 포함된 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측을 의미한다. 이를 위해서는 1세트의 모션 정보(예를 들어, 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스)가 필요할 수 있다. 쌍예측 방식에서는 최대 2개의 참조 영역을 이용할 수 있는데, 이 2개의 참조 영역은 동일한 참조 픽쳐에 존재할 수도 있고, 서로 다른 픽쳐에 각각 존재할 수도 있다. 즉, 쌍예측 방식에서는 최대 2세트의 모션 정보(예를 들어, 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스)가 이용될 수 있는데, 2개의 모션 벡터가 동일한 참조 픽쳐 인덱스에 대응될 수도 있고 서로 다른 참조 픽쳐 인덱스에 대응될 수도 있다. 이때, 참조 픽쳐들은 현재 픽쳐를 기준으로 시간적으로 이전 또는 이후에 위치하는 픽쳐로서, 이미 복원된 완료된 픽쳐가 될 수 있다. 일 실시예에 따라, 쌍예측 방식에서는 사용되는 2개의 참조 영역은 L0 픽쳐 리스트 및 L1 픽쳐 리스트 각각에서 선택된 영역일 수 있다.
인터 예측부(254)는 모션 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스를 이용하여 현재 블록의 참조 블록을 획득할 수 있다. 상기 참조 블록은 참조 픽쳐 인덱스에 대응하는 참조 픽쳐 내에 존재한다. 또한, 모션 벡터에 의해서 특정된 블록의 샘플 값 또는 이의 보간(interpolation)된 값이 현재 블록의 예측자(predictor)로 이용될 수 있다. 서브펠(sub-pel) 단위의 픽셀 정확도를 갖는 모션 예측을 위하여 이를 테면, 휘도 신호에 대하여 8-탭 보간 필터가, 색차 신호에 대하여 4-탭 보간 필터가 사용될 수 있다. 다만, 서브펠 단위의 모션 예측을 위한 보간 필터는 이에 한정되지 않는다. 이와 같이 인터 예측부(254)는 이전에 복원된 픽쳐로부터 현재 유닛의 텍스쳐를 예측하는 모션 보상(motion compensation)을 수행한다. 이때, 인터 예측부는 모션 정보 세트를 이용할 수 있다.
추가적인 실시예에 따라, 예측부(250)는 IBC 예측부(미도시)를 포함할 수 있다. IBC 예측부는 현재 픽쳐 내의 복원된 샘플들을 포함하는 특정 영역을 참조하여 현재 영역을 복원할 수 있다. IBC 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 획득된 IBC 부호화 정보를 이용하여 IBC 예측을 수행할 수 있다. IBC 부호화 정보는 블록 벡터 정보를 포함할 수 있다.
상기 인트라 예측부(252) 또는 인터 예측부(254)로부터 출력된 예측값, 및 역변환부(225)로부터 출력된 레지듀얼 값이 더해져서 복원된 비디오 픽쳐가 생성된다. 즉, 비디오 신호 디코딩 장치(200)는 예측부(250)에서 생성된 예측 블록과 역변환부(225)로부터 획득된 레지듀얼을 이용하여 현재 블록을 복원한다.
한편, 도 2의 블록도는 본 발명의 일 실시예에 따른 디코딩 장치(200)를 나타낸 것으로서, 분리하여 표시된 블록들은 디코딩 장치(200)의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 전술한 디코딩 장치(200)의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전술한 디코딩 장치(200)의 각 엘리먼트의 동작은 프로세서(미도시)에 의해 수행될 수 있다.
한편, 본 명세서에서 제안된 기술은 인코더와 디코더의 방법 및 장치에 모두 적용 가능한 기술이며, 시그널링과 파싱으로 기술된 부분은 설명의 편의를 위해 기술한 것일 수 있다. 일반적으로 시그널링은 인코더 관점에서 각 신택스(syntax)를 부호화하기 위한 것이고, 파싱은 디코더 관점에서 각 신택스의 해석을 위한 것으로 설명될 수 있다. 즉, 각 신택스는 인코더로부터 비트스트림에 포함되어 시그널링될 수 있으며, 디코더에서는 신택스를 파싱하여 복원과정에서 사용할 수 있다. 이때, 규정된 계층적 구성대로 나열한 각 신택스에 대한 비트의 시퀀스를 비트스트림이라고 할 수 있다.
하나의 픽쳐는 서브 픽쳐(sub-picture), 슬라이스(slice), 타일(tile) 등으로 분할되어 부호화될 수 있다. 서브 픽쳐는 하나 이상의 슬라이스 또는 타일을 포함할 수 있다. 하나의 픽쳐가 여러 개의 슬라이스 또는 타일로 분할되어 부호화되었을 경우, 픽쳐 내의 모든 슬라이스 또는 타일이 디코딩이 완료되어야만 화면에 출력이 가능하다. 반면에, 하나의 픽쳐가 여러 개의 서브 픽쳐로 부호화되었을 경우, 임의의 서브 픽쳐만 디코딩되어 화면에 출력될 수 있다. 슬라이스는 여러 개의 타일 또는 서브 픽쳐를 포함할 수 있다. 또는 타일은 여러 개의 서브 픽쳐 또는 슬라이스를 포함할 수 있다. 서브 픽쳐, 슬라이스, 타일은 서로 독립적으로 인코딩 또는 디코딩이 가능하므로 병렬처리 및 처리 속도 향상에 효과적이다. 하지만, 인접한 다른 서브 픽쳐, 다른 슬라이스, 다른 타일의 부호화된 정보를 이용할 수 없으므로 비트량이 증가되는 단점이 있다. 서브 픽쳐, 슬라이스, 타일은 여러 개의 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)으로 분할되어 부호화될 수 있다.
도 3은 픽쳐 내에서 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)이 코딩 유닛들(Coding Units, CUs)로 분할되는 실시예를 도시한다. 비디오 신호의 코딩 과정에서, 픽쳐는 코딩 트리 유닛(CTU)들의 시퀀스로 분할될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 휘도(luma) 코딩 트리 블록(Coding Tree Block, CTB)와 2개의 색차(chroma) 코딩 트리 블록들, 그리고 그것의 부호화된 신택스(syntax) 정보로 구성될 수 있다. 하나의 코딩 트리 유닛은 하나의 코딩 유닛으로 구성될 수 있으며, 또는 하나의 코딩 트리 유닛은 여러 개의 코딩 유닛으로 분할될 수 있다. 하나의 코딩 유닛은 휘도 코딩 블록(Coding Block, CB)과 2개의 색차 코딩 블록들, 그리고 그것의 부호화된 신택스 정보로 구성될 수 있다. 하나의 코딩 블록은 여러 개의 서브 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 하나의 코딩 유닛은 하나의 변환 유닛(Transform Unit, TU)으로 구성될 수 있으며, 또는 하나의 코딩 유닛은 여러 개의 변환 유닛으로 분할될 수 있다. 하나의 변환 유닛은 휘도 변환 블록(Transform Block, TB)과 2개의 색차 변환 블록들, 그리고 그것의 부호화된 신택스 정보로 구성될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 분할되지 않고 리프 노드가 될 수도 있다. 이 경우, 코딩 트리 유닛 자체가 코딩 유닛이 될 수 있다.
코딩 유닛은 상기에서 설명한 비디오 신호의 처리 과정, 즉 인트라/인터 예측, 변환, 양자화 및/또는 엔트로피 코딩 등의 과정에서 픽쳐를 처리하기 위한 기본 단위를 가리킨다. 하나의 픽쳐 내에서 코딩 유닛의 크기 및 모양은 일정하지 않을 수 있다. 코딩 유닛은 정사각형 또는 직사각형의 모양을 가질 수 있다. 직사각형 코딩 유닛(또는, 직사각형 블록)은 수직 코딩 유닛(또는, 수직 블록)과 수평 코딩 유닛(또는, 수평 블록)을 포함한다. 본 명세서에서, 수직 블록은 높이가 너비보다 큰 블록이며, 수평 블록은 너비가 높이보다 큰 블록이다. 또한, 본 명세서에서 정사각형이 아닌(non-square) 블록은 직사각형 블록을 가리킬 수 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 3을 참조하면, 코딩 트리 유닛은 먼저 쿼드 트리(Quad Tree, QT) 구조로 분할된다. 즉, 쿼드 트리 구조에서 2NX2N 크기를 가지는 하나의 노드는 NXN 크기를 가지는 네 개의 노드들로 분할될 수 있다. 본 명세서에서 쿼드 트리는 4진(quaternary) 트리로도 지칭될 수 있다. 쿼드 트리 분할은 재귀적으로 수행될 수 있으며, 모든 노드들이 동일한 깊이로 분할될 필요는 없다.
한편, 전술한 쿼드 트리의 리프 노드(leaf node)는 멀티-타입 트리(Multi-Type Tree, MTT) 구조로 더욱 분할될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 멀티 타입 트리 구조에서는 하나의 노드가 수평 또는 수직 분할의 2진(binary, 바이너리) 또는 3진(ternary, 터너리) 트리 구조로 분할될 수 있다. 즉, 멀티-타입 트리 구조에는 수직 바이너리 분할, 수평 바이너리 분할, 수직 터너리 분할 및 수평 터너리 분할의 4가지 분할 구조가 존재한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 각 트리 구조에서 노드의 너비 및 높이는 모두 2의 거듭제곱 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 바이너리 트리(Binary Tree, BT) 구조에서, 2NX2N 크기의 노드는 수직 바이너리 분할에 의해 2개의 NX2N 노드들로 분할되고, 수평 바이너리 분할에 의해 2개의 2NXN 노드들로 분할될 수 있다. 또한, 터너리 트리(Ternary Tree, TT) 구조에서, 2NX2N 크기의 노드는 수직 터너리 분할에 의해 (N/2)X2N, NX2N 및 (N/2)X2N의 노드들로 분할되고, 수평 터너리 분할에 의해 2NX(N/2), 2NXN 및 2NX(N/2)의 노드들로 분할될 수 있다. 이러한 멀티-타입 트리 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다.
멀티-타입 트리의 리프 노드는 코딩 유닛이 될 수 있다. 코딩 유닛이 최대 변환 길이에 비해 크지 않은 경우, 해당 코딩 유닛은 더 이상의 분할 없이 예측 및/또는 변환의 단위로 사용될 수 있다. 일 실시예로서, 현재 코딩 유닛의 너비 또는 높이가 최대 변환 길이보다 큰 경우, 현재 코딩 유닛은 분할에 관한 명시적 시그널링 없이 복수의 변환 유닛으로 분할될 수 있다. 한편, 전술한 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리에서 다음의 파라메터들 중 적어도 하나가 사전에 정의되거나 PPS, SPS, VPS 등과 같은 상위 레벨 세트의 RBSP를 통해 전송될 수 있다. 1) CTU 크기: 쿼드 트리의 루트 노드(root node) 크기, 2) 최소 QT 크기(MinQtSize): 허용된 최소 QT 리프 노드 크기, 3) 최대 BT 크기(MaxBtSize): 허용된 최대 BT 루트 노드 크기, 4) 최대 TT 크기(MaxTtSize): 허용된 최대 TT 루트 노드 크기, 5) 최대 MTT 깊이(MaxMttDepth): QT의 리프 노드로부터의 MTT 분할의 최대 허용 깊이, 6) 최소 BT 크기(MinBtSize): 허용된 최소 BT 리프 노드 크기, 7) 최소 TT 크기(MinTtSize): 허용된 최소 TT 리프 노드 크기.
도 4는 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리의 분할을 시그널링하는 방법의 일 실시예를 도시한다. 전술한 쿼드 트리 및 멀티-타입 트리의 분할을 시그널링하기 위해 기 설정된 플래그들이 사용될 수 있다. 도 4를 참조하면, 노드의 분할 여부를 지시하는 플래그 'split_cu_flag', 쿼드 트리 노드의 분할 여부를 지시하는 플래그 'split_qt_flag', 멀티-타입 트리 노드의 분할 방향을 지시하는 플래그 'mtt_split_cu_vertical_flag' 또는 멀티-타입 트리 노드의 분할 모양을 지시하는 플래그 'mtt_split_cu_binary_flag' 중 적어도 하나가 사용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 현재 노드의 분할 여부를 지시하는 플래그인 'split_cu_flag'가 먼저 시그널링될 수 있다. 'split_cu_flag'의 값이 0인 경우, 현재 노드가 분할되지 않는 것을 나타내며, 현재 노드는 코딩 유닛이 된다. 현재 노드가 코팅 트리 유닛인 경우, 코딩 트리 유닛은 분할되지 않은 하나의 코딩 유닛을 포함한다. 현재 노드가 쿼드 트리 노드 'QT node'인 경우, 현재 노드는 쿼드 트리의 리프 노드 'QT leaf node'이며 코딩 유닛이 된다. 현재 노드가 멀티-타입 트리 노드 'MTT node'인 경우, 현재 노드는 멀티-타입 트리의 리프 노드 'MTT leaf node'이며 코딩 유닛이 된다.
'split_cu_flag'의 값이 1인 경우, 현재 노드는 'split_qt_flag'의 값에 따라 쿼드 트리 또는 멀티-타입 트리의 노드들로 분할될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 쿼드 트리의 루트 노드이며, 쿼드 트리 구조로 우선 분할될 수 있다. 쿼드 트리 구조에서는 각각의 노드 'QT node' 별로 'split_qt_flag'가 시그널링된다. 'split_qt_flag'의 값이 1인 경우 해당 노드는 4개의 정사각형 노드들로 분할되며, 'split_qt_flag'의 값이 0인 경우 해당 노드는 쿼드 트리의 리프 노드 'QT leaf node'가 되며, 해당 노드는 멀티-타입 노드들로 분할된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 현재 노드의 종류에 따라서 쿼드 트리 분할은 제한될 수 있다. 현재 노드가 코딩 트리 유닛(쿼트 트리의 루트 노드) 또는 쿼트 트리 노드인 경우에 쿼드 트리 분할이 허용될 수 있으며, 현재 노드가 멀티-타입 트리 노드인 경우 쿼트 트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 각각의 쿼드 트리 리프 노드 'QT leaf node'는 멀티-타입 트리 구조로 더 분할될 수 있다. 상술한 바와 같이, 'split_qt_flag'가 0인 경우 현재 노드는 멀티-타입 노드들로 분할될 수 있다. 분할 방향 및 분할 모양을 지시하기 위하여, 'mtt_split_cu_vertical_flag' 및 'mtt_split_cu_binary_flag'가 시그널링될 수 있다. 'mtt_split_cu_vertical_flag'의 값이 1인 경우 노드 'MTT node'의 수직 분할이 지시되며, 'mtt_split_cu_vertical_flag'의 값이 0인 경우 노드 'MTT node'의 수평 분할이 지시된다. 또한, 'mtt_split_cu_binary_flag'의 값이 1인 경우 노드 'MTT node'는 2개의 직사각형 노드들로 분할되며, 'mtt_split_cu_binary_flag'의 값이 0인 경우 노드 'MTT node'는 3개의 직사각형 노드들로 분할된다.
트리 분할 구조는 휘도 블록과 색차 블록이 동일한 형태로 분할될 수 있다. 즉, 색차 블록은 휘도 블록의 분할 형태를 참조하여 색차 블록을 분할할 수 있다. 현재 색차 블록이 임의의 정해진 크기보다 적다면, 휘도 블록이 분할되었더라도 색차 블록은 분할되지 않을 수 있다.
트리 분할 구조는 휘도 블록과 색차 블록이 서로 다른 형태를 가질 수 있다. 이때, 휘도 블록에 대한 분할 정보와 색차 블록에 대한 분할 정보가 각각 시그널링될 수 있다. 또한, 분할 정보 뿐만 아니라 휘도 블록과 색차 블록의 부호화 정보도 다를 수 있다. 실시 일 예로, 휘도 블록과 색차 블록의 인트라 부호화 모드, 움직임 정보에 대한 부호화 정보 등이 적어도 하나 이상 다를 수 있다.
가장 작은 단위로 분할될 노드는 하나의 코딩 블록으로 처리될 수 있다. 현재 블록이 코딩 블록일 경우, 코딩 블록은 여러 개의 서브 블록(서브 코딩 블록)으로 분할될 수 있으며, 각 서브 블록의 예측 정보는 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 실시 일 예로, 코딩 유닛이 인트라 모드일 경우, 각 서브 블록의 인트라 예측 모드는 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 또한, 코딩 유닛이 인터 모드일 경우, 각 서브 블록의 움직임 정보는 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 또한, 각 서브 블록은 서로 독립적으로 인코딩 또는 디코딩이 가능할 수 있다. 각각의 서브 블록은 서브 블록 인덱스(sub-block index, sbIdx)를 통해 구분될 수 있다. 또한 코딩 유닛이 서브 블록으로 분할될 때, 수평 또는 수직 방향으로 분할되거나 사선으로 분할될 수 있다. 인트라 모드에서 현재 코딩 유닛을 수평 또는 수직 방향으로 2개 또는 4개의 서브 블록으로 분할하는 모드를 ISP(Intra Sub Partitions)이라 한다. 인터 모드에서 현재 코딩 블록을 사선으로 분할하는 모드를 GPM(Geometric partitioning mode)이라 한다. GPM모드에서 사선의 위치와 방향은 미리 정해진 각도 테이블을 사용하여 유도하고, 각도 테이블의 인덱스 정보가 시그널링된다.
코딩을 위한 픽쳐 예측(모션 보상)은 더 이상 나누어지지 않는 코딩 유닛(즉 코딩 트리 유닛의 리프 노드)을 대상으로 이루어진다. 이러한 예측을 수행하는 기본 단위를 이하에서는 예측 유닛(prediction unit) 또는 예측 블록(prediction block)이라고 한다.
이하, 본 명세서에서 사용되는 유닛이라는 용어는 예측을 수행하는 기본 단위인 상기 예측 유닛을 대체하는 용어로 사용될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 더욱 광의적으로는 상기 코딩 유닛을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 더욱 구체적으로 도시한다. 전술한 바와 같이, 인트라 예측부는 현재 블록의 좌측 및/또는 상측에 위치한 복원된 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 현재 블록의 샘플 값들을 예측한다.
먼저, 도 5는 인트라 예측 모드에서 현재 블록의 예측을 위해 사용되는 참조 샘플들의 일 실시예를 도시한다. 일 실시예에 따르면, 참조 샘플들은 현재 블록의 좌측 경계에 인접한 샘플들 및/또는 상측 경계에 인접한 샘플들일 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 크기가 WXH이고 현재 블록에 인접한 단일 참조 라인(line)의 샘플들이 인트라 예측에 사용될 경우, 현재 블록의 좌측 및/또는 상측에 위치한 최대 2W+2H+1개의 주변 샘플들을 사용하여 참조 샘플들이 설정될 수 있다.
한편, 현재 블록의 인트라 예측을 위해 다중 참조 라인의 픽셀들이 사용될 수 있다. 다중 참조 라인은 현재 블록으로부터 기 설정된 범위 이내에 위치한 n개의 라인들로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 인트라 예측을 위해 다중 참조 라인의 픽셀들이 사용될 경우, 참조 픽셀들로 설정될 라인들을 지시하는 별도의 인덱스 정보가 시그널링될 수 있으며, 이를 참조 라인 인덱스라고 명명할 수 있다.
또한, 참조 샘플로 사용될 적어도 일부의 샘플이 아직 복원되지 않은 경우, 인트라 예측부는 참조 샘플 패딩 과정을 수행하여 참조 샘플을 획득할 수 있다. 또한, 인트라 예측부는 인트라 예측의 오차를 줄이기 위해 참조 샘플 필터링 과정을 수행할 수 있다. 즉, 주변 샘플들 및/또는 참조 샘플 패딩 과정에 의해 획득된 참조 샘플들에 필터링을 수행하여 필터링된 참조 샘플들을 획득할 수 있다. 인트라 예측부는 이와 같이 획득된 참조 샘플들을 이용하여 현재 블록의 샘플들을 예측한다. 인트라 예측부는 필터링되지 않은 참조 샘플들 또는 필터링된 참조 샘플들을 이용하여 현재 블록의 샘플들을 예측한다. 본 개시에서, 주변 샘플들은 적어도 하나의 참조 라인 상의 샘플들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주변 샘플들은 현재 블록의 경계에 인접한 라인 상의 인접 샘플들을 포함할 수 있다.
다음으로, 도 6은 인트라 예측에 사용되는 예측 모드들의 일 실시예를 도시한다. 인트라 예측을 위해, 인트라 예측 방향을 지시하는 인트라 예측 모드 정보가 시그널링될 수 있다. 인트라 예측 모드 정보는 인트라 예측 모드 세트를 구성하는 복수의 인트라 예측 모드들 중 어느 하나를 지시한다. 현재 블록이 인트라 예측 블록일 경우, 디코더는 비트스트림으로부터 현재 블록의 인트라 예측 모드 정보를 수신한다. 디코더의 인트라 예측부는 추출된 인트라 예측 모드 정보에 기초하여 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 인트라 예측 모드 세트는 인트라 예측에 사용되는 모든 인트라 예측 모드들(예, 총 67개의 인트라 예측 모드들)을 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, 인트라 예측 모드 세트는 평면 모드, DC 모드 및 복수의(예, 65개의) 각도 모드들(즉, 방향 모드들)을 포함할 수 있다. 각각의 인트라 예측 모드는 기 설정된 인덱스(즉, 인트라 예측 모드 인덱스)를 통해 지시될 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드 인덱스 0은 평면(planar) 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 1은 DC 모드를 지시한다. 또한, 인트라 예측 모드 인덱스 2 내지 66은 서로 다른 각도 모드들을 각각 지시할 수 있다. 각도 모드들은 기 설정된 각도 범위 이내의 서로 다른 각도들을 각각 지시한다. 예를 들어, 각도 모드는 시계 방향으로 45도에서 -135도 사이의 각도 범위(즉, 제1 각도 범위) 이내의 각도를 지시할 수 있다. 상기 각도 모드는 12시 방향을 기준으로 정의될 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드 인덱스 2는 수평 대각(Horizontal Diagonal, HDIA) 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 18은 수평(Horizontal, HOR) 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 34는 대각(Diagonal, DIA) 모드를 지시하고, 인트라 예측 모드 인덱스 50은 수직(Vertical, VER) 모드를 지시하며, 인트라 예측 모드 인덱스 66은 수직 대각(Vertical Diagonal, VDIA) 모드를 지시한다.
한편, 기 설정된 각도 범위는 현재 블록의 모양에 따라 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 직사각형 블록일 경우 시계 방향으로 45도를 초과하거나 -135도 미만 각도를 지시하는 광각 모드가 추가적으로 사용될 수 있다. 현재 블록이 수평 블록일 경우, 각도 모드는 시계 방향으로 (45+offset1)도에서 (-135+offset1)도 사이의 각도 범위(즉, 제2 각도 범위) 이내의 각도를 지시할 수 있다. 이때, 제1 각도 범위를 벗어나는 각도 모드 67 내지 76이 추가적으로 사용될 수 있다. 또한, 현재 블록이 수직 블록일 경우, 각도 모드는 시계 방향으로 (45-offset2)도에서 (-135-offset2)도 사이의 각도 범위(즉, 제3 각도 범위) 이내의 각도를 지시할 수 있다. 이때, 제1 각도 범위를 벗어나는 각도 모드 -10 내지 -1이 추가적으로 사용될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, offset1 및 offset2의 값은 직사각형 블록의 너비와 높이 간의 비율에 따라 서로 다르게 결정될 수 있다. 또한, offset1 및 offset2는 양수일 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 인트라 예측 모드 세트를 구성하는 복수의 각도 모드들은 기본 각도 모드와 확장 각도 모드를 포함할 수 있다. 이때, 확장 각도 모드는 기본 각도 모드에 기초하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기본 각도 모드는 기존 HEVC(High Efficiency Video Coding) 표준의 인트라 예측에서 사용되는 각도에 대응하는 모드이고, 확장 각도 모드는 차세대 비디오 코덱 표준의 인트라 예측에서 새롭게 추가되는 각도에 대응하는 모드일 수 있다. 더욱 구체적으로, 기본 각도 모드는 인트라 예측 모드 {2, 4, 6, …, 66} 중 어느 하나에 대응하는 각도 모드이고, 확장 각도 모드는 인트라 예측 모드 {3, 5, 7, …, 65} 중 어느 하나에 대응하는 각도 모드일 수 있다. 즉, 확장 각도 모드는 제1 각도 범위 내에서 기본 각도 모드들 사이의 각도 모드일 수 있다. 따라서, 확장 각도 모드가 지시하는 각도는 기본 각도 모드가 지시하는 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 기본 각도 모드는 기 설정된 제1 각도 범위 이내의 각도에 대응하는 모드이고, 확장 각도 모드는 상기 제1 각도 범위를 벗어나는 광각 모드일 수 있다. 즉, 기본 각도 모드는 인트라 예측 모드 {2, 3, 4, …, 66} 중 어느 하나에 대응하는 각도 모드이고, 확장 각도 모드는 인트라 예측 모드 {-14, -13, -12, …, -1} 및 {67, 68, …, 80} 중 어느 하나에 대응하는 각도 모드일 수 있다. 확장 각도 모드가 지시하는 각도는 대응하는 기본 각도 모드가 지시하는 각도의 반대편 각도로 결정될 수 있다. 따라서, 확장 각도 모드가 지시하는 각도는 기본 각도 모드가 지시하는 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 한편, 확장 각도 모드들의 개수는 이에 한정되지 않으며, 현재 블록의 크기 및/또는 모양에 따라 추가적인 확장 각도들이 정의될 수 있다. 한편, 인트라 예측 모드 세트에 포함되는 인트라 예측 모드들의 총 개수는 전술한 기본 각도 모드와 확장 각도 모드의 구성에 따라 가변할 수 있다.
상기 실시예에서, 확장 각도 모드들 간의 간격은 대응하는 기본 각도 모드들 간의 간격에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 확장 각도 모드들 {3, 5, 7, …, 65} 간의 간격은 대응하는 기본 각도 모드들 {2, 4, 6, …, 66} 간의 간격에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 확장 각도 모드들 {-14, -13, …, -1} 간의 간격은 대응하는 반대편의 기본 각도 모드들 {53, 53, …, 66} 간의 간격에 기초하여 결정되고, 확장 각도 모드들 {67, 68, …, 80} 간의 간격은 대응하는 반대편의 기본 각도 모드들 {2, 3, 4, …, 15} 간의 간격에 기초하여 결정될 수 있다. 확장 각도 모드들 간의 각도 간격은 대응하는 기본 각도 모드들 간의 각도 간격과 동일하도록 설정될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드 세트에서 확장 각도 모드들의 개수는 기본 각도 모드들의 개수 이하로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 확장 각도 모드는 기본 각도 모드를 기초로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 광각 모드(즉, 확장 각도 모드)는 제1 각도 범위 이내의 적어도 하나의 각도 모드(즉, 기본 각도 모드)를 대체할 수 있다. 대체되는 기본 각도 모드는 광각 모드의 반대편에 대응하는 각도 모드일 수 있다. 즉, 대체되는 기본 각도 모드는 광각 모드가 지시하는 각도의 반대 방향의 각도에 대응하거나 또는 상기 반대 방향의 각도로부터 기 설정된 오프셋 인덱스만큼 차이 나는 각도에 대응하는 각도 모드이다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기 설정된 오프셋 인덱스는 1이다. 대체되는 기본 각도 모드에 대응하는 인트라 예측 모드 인덱스는 광각 모드에 다시 매핑되어 해당 광각 모드를 시그널링할 수 있다. 예를 들어, 광각 모드 {-14, -13, …, -1}은 인트라 예측 모드 인덱스 {52, 53, …, 66}에 의해 각각 시그널링될 수 있고, 광각 모드 {67, 68, …, 80}은 인트라 예측 모드 인덱스 {2, 3, …, 15}에 의해 각각 시그널링될 수 있다. 이와 같이 기본 각도 모드를 위한 인트라 예측 모드 인덱스가 확장 각도 모드를 시그널링하도록 함으로, 각 블록의 인트라 예측에 사용되는 각도 모드들의 구성이 서로 다르더라도 동일한 세트의 인트라 예측 모드 인덱스들이 인트라 예측 모드의 시그널링에 사용될 수 있다. 따라서, 인트라 예측 모드 구성의 변화에 따른 시그널링 오버헤드가 최소화될 수 있다.
한편, 확장 각도 모드의 사용 여부는 현재 블록의 모양 및 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 현재 블록의 크기가 기 설정된 크기보다 클 경우 확장 각도 모드가 현재 블록의 인트라 예측을 위해 사용되고, 그렇지 않을 경우 기본 각도 모드만 현재 블록의 인트라 예측을 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 현재 블록이 정사각형이 아닌 블록인 경우 확장 각도 모드가 현재 블록의 인트라 예측을 위해 사용되고, 현재 블록이 정사각형 블록인 경우 기본 각도 모드만 현재 블록의 인트라 예측을 위해 사용될 수 있다.
인트라 예측부는 현재 블록의 인트라 예측 모드 정보에 기초하여, 현재 블록의 인트라 예측에 사용될 참조 샘플들 및/또는 보간된 참조 샘플들을 결정한다. 인트라 예측 모드 인덱스가 특정 각도 모드를 지시할 경우, 현재 블록의 현재 샘플로부터 상기 특정 각도에 대응하는 참조 샘플 또는 보간된 참조 샘플이 현재 픽셀의 예측에 사용된다. 따라서, 인트라 예측 모드에 따라 서로 다른 세트의 참조 샘플들 및/또는 보간된 참조 샘플들이 인트라 예측에 사용될 수 있다. 참조 샘플들 및 인트라 예측 모드 정보를 이용하여 현재 블록의 인트라 예측이 수행되고 나면, 디코더는 역변환부로부터 획득된 현재 블록의 잔차 신호를 현재 블록의 인트라 예측 값과 더하여 현재 블록의 샘플 값들을 복원한다.
인터 예측에 사용되는 움직임(모션) 정보에는 참조 방향 지시 정보(inter_pred_idc), 참조 픽쳐 인덱스(ref_idx_l0, ref_idx_l1), 움직임(모션) 벡터(mvL0, mvL1)이 포함될 수 있다. 참조 방향 지시 정보에 따라 참조 픽쳐 리스트 활용 정보(predFlagL0, predFlagL1)가 설정될 수 있다. 실시 일 예로, L0 참조 픽쳐를 사용하는 단방향 예측인 경우, predFlagL0=1, predFlagL1=0로 설정될 수 있다. L1 참조 픽쳐를 사용하는 단방향 예측인 경우, predFlagL0=0, predFlagL1=1로 설정될 수 있다. L0와 L1 참조 픽쳐를 모두 사용하는 양방향 예측인 경우, predFlagL0=1, predFlagL1=1로 설정될 수 있다.
현재 블록이 코딩 유닛일 경우, 코딩 유닛은 여러 개의 서브 블록으로 분할될 수 있으며, 각 서브 블록의 예측 정보는 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 실시 일 예로, 코딩 유닛이 인트라 모드일 경우, 각 서브 블록의 인트라 예측 모드는 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 또한, 코딩 유닛이 인터 모드일 경우, 각 서브 블록의 움직임 정보는 서로 같거나 또는 다를 수 있다. 또한, 각 서브 블록은 서로 독립적으로 인코딩 또는 디코딩이 가능할 수 있다. 각각의 서브 블록은 서브 블록 인덱스(sub-block index, sbIdx)를 통해 구분될 수 있다.
현재 블록의 움직임 벡터는 주변 블록의 움직임 벡터와 유사할 가능성이 높다. 따라서, 주변 블록의 움직임 벡터는 움직임 예측 값(motion vector predictor, mvp)으로 사용될 수 있고, 현재 블록의 움직임 벡터는 주변 블록의 움직임 벡터를 이용하여 유도될 수 있다. 또한, 움직임 벡터의 정확성을 높이기 위해서, 인코더에서 원본 영상으로 찾은 현재 블록의 최적의 움직임 벡터와 움직임 예측 값 간의 움직임 벡터의 차이(motion vector difference, mvd)가 시그널링될 수 있다.
움직임 벡터는 다양한 해상도를 가질 수 있으며, 블록 단위로 움직임 벡터의 해상도가 달라질 수 있다. 움직임 벡터 해상도는 정수 단위, 반화소 단위, 1/4 화소 단위, 1/16 화소 단위, 4의 정수 화소 단위 등으로 표현될 수 있다. 스크린 콘텐츠와 같은 영상은 문자와 같은 단순한 그래픽 형태이므로 보간(interpolation) 필터를 적용하지 않아도 되므로, 정수 단위와 4의 정수 화소 단위가 블록 단위 선택적으로 적용될 수 있다. 회전 및 스케일을 표현할 수 있는 어파인(Affine) 모드로 부호화된 블록은 형태의 변화가 심하므로, 정수 단위, 1/4 화소 단위, 1/16 화소 단위가 블록 기반 선택적으로 적용될 수 있다. 블록 단위로 움직임 벡터 해상도를 선택적으로 적용할 지에 대한 여부 정보는 amvr_flag으로 시그널링된다. 만일 적용되는 경우, 어떠한 움직임 벡터 해상도를 현재 블록에 적용할지는 amvr_precision_idx으로 시그널링된다.
양방향 예측이 적용되는 블록의 경우, 가중치 평균을 적용할 때 2개의 예측 블록 간의 가중치를 같거나 또는 다르게 적용할 수 있으며, 가중치에 대한 정보는 bcw_idx를 통해 시그널링된다.
움직임 예측 값의 정확도를 높이기 위해서, 머지(Merge) 또는 AMVP 방법이 블록 단위 선택적으로 사용될 수 있다. Merge 방법은 현재 블록의 움직임 정보를 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보와 동일하게 구성하는 방법으로, 동질성을 갖는 움직임 영역에서 움직임 정보가 변화없이 공간적으로 전파됨으로써 움직임 정보의 부호화 효율을 증가시키는 장점이 있다. 반면에 AMVP 방법은 정확한 움직임 정보를 표현하기 위해 L0 및 L1 예측 방향으로 각각 움직임 정보를 예측하고 가장 최적의 움직임 정보를 시그널링하는 방법이다. 디코더는 AMVP 또는 Merge 방법을 통해 현재 블록에 대한 움직임 정보를 유도한 후, 참조 픽쳐(reference picture)에서 해당 움직임 정보에 위치한 참조 블록을 현재 블록을 위한 예측 블록으로 사용한다.
Merge 또는 AMVP에서 움직임 정보를 유도하는 방법은 주변 블록으로부터 유도된 움직임 예측 값을 사용하여 움직임 후보 리스트를 구성한 후, 최적의 움직임 후보에 대한 인덱스 정보를 시그널링하는 방법을 사용한다. AMVP의 경우, L0와 L1 각각 움직임 후보 리스트가 유도되므로, L0와 L1 각각에 대한 최적의 움직임 후보 인덱스(mvp_l0_flag, mvp_l1_flag)가 시그널링된다. Merge의 경우, 하나의 움직임 후보 리스트가 유도되므로, 하나의 머지 인덱스(merge_idx)가 시그널링된다. 하나의 코딩 유닛에서 유도되는 움직임 후보 리스트는 다양할 수 있으며, 각 움직임 후보 리스트마다 움직임 후보 인덱스 또는 머지 인덱스가 시그널링될 수 있다. 이때, Merge 모드로 부호화된 블록에서 잔여 블록에 대한 정보가 없는 모드를 머지 스킵(MergeSkip) 모드라고 할 수 있다.
SMVD(Symmetric MVD)는 양방향 예측(bi-directional prediction)의 경우에, L0 방향과 L1 방향의 MVD(Motion Vector Difference) 값이 대칭을 이루도록 하여 전송되는 움직임 정보의 비트량을 줄이는 방법이다. L0 방향과 대칭을 이루는 L1 방향의 MVD 정보는 전송하지 않으며, 더불어 L0 및 L1 방향의 참조 픽쳐 정보도 전송하지 않고 복호화 과정에서 유도한다.
OBMC(Overlapped Block Motion Compensation)는 블록 간의 움직임 정보가 서로 다른 경우, 주변 블록들의 움직임 정보를 사용하여 현재 블록에 대한 예측 블록들을 생성한 후, 예측 블록들을 가중치 평균하여 현재 블록에 대한 최종 예측 블록을 생성하는 방법이다. 이는 움직임 보상된 영상의 블록 경계에서 발생되는 블록킹 현상을 줄여주는 효과가 있다.
일반적으로 머지 움직임 후보는 움직임의 정확도가 낮다. 이러한 머지 움직임 후보의 정확도를 높이기 위해서, MMVD(Merge mode with MVD) 방법이 사용될 수 있다. MMVD 방법은 몇 개의 움직임 차분 값 후보들 중에서 선택된 하나의 후보를 이용하여 움직임 정보를 보정하는 방법이다. MMVD 방법을 통해 획득되는 움직임 정보의 보정 값에 대한 정보(예를 들어, 움직임 차분 값 후보들 중에서 선택된 하나의 후보를 지시하는 인덱스 등)은 비트스트림에 포함되어 디코더로 전송될 수 있다. 기존의 움직임 정보 차분 값을 비트스트림에 포함하는 것에 비해 움직임 정보의 보정 값에 대한 정보를 비트스트림에 포함함으로써 비트량을 절약할 수 있다.
TM(Template Matching) 방법은 현재 블록의 주변 화소를 통해 템플릿을 구성하여 템플릿과 가장 유사도가 높은 매칭 영역을 찾아서 움직임 정보를 보정하는 방법이다.
DMVR(Decoder-side Motion Vector Refinement) 방법은 조금 더 정확한 움직임 정보를 찾기 위해 이미 복원된 참조 영상들의 상관성을 통해 움직임 정보를 보정하는 방법으로써, 현재 블록의 양방향 움직임 정보를 사용하여 2개의 참조 픽쳐의 임의의 정해진 영역 내에서 참조 픽쳐 내의 참조 블록 간의 가장 매칭이 잘되는 지점을 새로운 양방향 움직임으로 사용하는 방법이다. 이러한 DMVR 방법이 수행될 때, 인코더는 하나의 블록 단위에서 DMVR을 수행하여 움직임 정보를 보정한 후, 다시 블록을 서브 블록으로 분할하여 각 서브 블록 단위에서 DMVR을 수행하여 서브 블록의 움직임 정보를 다시 보정할 수 있으며, 이를 MP-DMVR(Multi-pass DMVR)이라 할 수 있다.
LIC(Local Illumination Compensation) 방법은 블록 간의 휘도 변화를 보상하는 방법으로, 현재 블록에 인접한 주변 화소들을 사용하여 선형 모델을 유도한 후, 선형 모델을 통해 현재 블록의 휘도 정보를 보상하는 방법이다.
기존 비디오 부호화 방법들은 상하좌우의 평행 이동만을 고려한 움직임 보상을 수행하기 때문에, 현실에서 일반적으로 접하는 확대, 축소, 회전 등과 같은 움직임 포함하고 있는 비디오들의 부호화 시 부호화 효율이 저하된다. 이러한 확대, 축소, 회전에 대한 움직임을 표현하기 위하여, 4개(회전) 또는 6개(확대, 축소, 회전) 파라미터 모델을 이용하는 Affine 모델 기반 움직임 예측 기술이 적용될 수 있다.
BDOF(Bi-Directional Optical Flow)는 양방향 움직임으로 구성된 블록의 참조 블록으로부터 광-흐름(optical-flow) 기반으로 화소의 변화량을 추정하여 예측 블록을 보정하는데 사용된다. 이러한 VVC의 BDOF에서 유도된 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 움직임을 보정할 수 있다.
PROF(Prediction refinement with optical flow)는 서브 블록 단위 Affine 움직임 예측의 정확도를 픽셀 단위 움직임 예측의 정확도와 유사하도록 개선하기 위한 기술이다. PROF는 BDOF와 유사하게 광-흐름(optical-flow)에 기반하여 서브 블록 단위로 Affine 움직임 보상된 픽셀 값들에 대해 픽셀 단위로 보정 값을 계산하여 최종 예측 신호를 획득하는 기술이다.
CIIP(Combined Inter-/Intra-picture Prediction)방법은 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 때, 화면 내 예측 방법으로 생성한 예측 블록과 화면 간 예측 방법으로 생성한 예측 블록들을 가중치 평균하여 최종 예측 블록을 생성하는 방법이다.
IBC(Intra Block Copy) 방법은 현재 블록과 가장 유사한 부분을 현재 픽쳐 내의 이미 복원된 영역에서 찾아서, 해당 참조 블록을 현재 블록에 대한 예측 블록으로 사용하는 방법이다. 이때, 현재 블록과 참조 블록 간의 거리인 블록 벡터(Block Vector)와 관련된 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다. 디코더는 비스트스림에 포함된 블록 벡터와 관련된 정보를 파싱하여 현재 블록을 위한 블록 벡터를 계산하거나 설정할 수 있다.
BCW(Bi-prediction with CU-level Weights) 방법은 서로 다른 참조 픽쳐로 부터 움직임 보상된 두 개의 예측 블록에 대하여, 평균으로 예측 블록을 생성하지 않고, 블록 단위로 적응적으로 가중치를 적용하여 움직임 보상된 두 개의 예측 블록에 가중치 평균을 수행하는 방법이다.
MHP(Multi-hypothesis prediction) 방법은 화면 간 예측 시 단방향 및 양방향 움직임 정보에 추가적인 움직임 정보를 전송함으로써, 다양한 예측 신호를 통한 가중치 예측을 수행하는 방법이다.
CCLM(Cross-component linear model)은 휘도 신호와 해당 휘도 신호와 동일한 위치에 있는 색차 신호 간의 높은 상관성을 이용하여 선형 모델을 구성한 후, 해당 선형 모델을 통해 색차 신호를 예측하는 방법이다. 현재 블록에 인접한 주변 블록 중에서 복원이 완료된 블록을 사용하여 템플릿을 구성한 후, 템플릿을 통해 선형 모델에 대한 파라미터가 유도된다. 다음으로, 영상 포맷에 따라 선택적으로 색차 블록의 크기에 맞게 복원된 현재 휘도 블록이 다운샘플링된다. 마지막으로, 다운샘플링된 휘도 블록과 해당 선형 모델을 이용하여 현재 블록의 색차 블록을 예측한다. 이때, 2개 이상의 선형 모델을 사용하는 방법을 MMLM(Multi-model Linear mode)이라고 한다.
독립 스칼라 양자화(independent scalar quantization)에서, 입력된 계수 tk에 대한 복원된 계수 t'k는 관련된 양자화 인덱스(quantization index) qk에만 의존적이다. 즉, 임의의 복원된 계수에 대한 양자화 인덱스(quantization index)는 다른 복원된 계수들에 대한 양자화 인덱스들과는 다른 값을 가진다. 이때 t'k는 tk에서 양자화 오차가 포함된 값일 수 있으며, 양자화 파라미터에 따라 서로 다르거나 또는 같을 수 있다. 여기서, t'k는 복원된 변환 계수 또는 역양자화된 변환계수라고 명명할 수 있으며, 양자화 인덱스를 양자화된 변환 계수라고 명명할 수도 있다.
균일 복원 양자화(URQ; Uniform Reconstruction Quantizers)에서, 복원된 계수들은 동일한 간격으로 배치되는 특성을 지닌다. 이때 인접하는 두 복원 값들 사이의 거리를 양자화 단계 크기(quantization step size)라고 할 수 있다. 복원된 값 중에는 0을 포함할 수 있으며, 사용 가능한 복원 값들의 전체 집합(set)은 양자화 단계 크기에 따라 고유하게 정의될 수 있다. 양자화 단계 크기는 양자화 파라미터에 따라 달라질 수 있다.
기존 방법에서는 양자화로 인해 허용 가능한 복원된 변환 계수들의 집합(세트)이 감소하며, 이러한 집합의 원소(element)는 유한 개일 수 있다. 이로 인해, 원본 영상과 복원된 영상 간의 평균적인 오차를 최소화하는데 한계가 존재한다. 이러한 평균적인 오차를 최소화하기 위한 방법으로 벡터 양자화(Vector Quantization)를 사용할 수 있다.
비디오 부호화에서 사용되는 간단한 형태의 벡터 양자화 방법에는 부호 데이터 은닉(sign data hiding)이 있다. 이는 인코더에서 0이 아닌 하나의 계수에 대한 부호를 부호화하지 않고, 디코더에서는 해당 계수에 대한 부호를 모든 계수들에 대한 절대값의 합이 짝수인지 또는 홀수인지에 따라 결정하는 방법이다. 이를 위해 인코더에서는 적어도 하나의 계수가 '1'이 증가되거나 또는 감소될 수 있으며, 이는 율-왜곡(rate-distortion)에 대한 비용(Cost) 관점에서 최적이 되도록 적어도 하나의 계수가 선택되어 값이 조정될 수 있다. 실시 일 예로, 양자화 간격의 경계에 가까운 값을 가지는 계수가 선택될 수 있다.
또 다른 벡터 양자화 방법에는 트렐리스 부호화된 양자화(Trellis-Coded Quantization)가 있으며, 비디오 부호화에서는 종속 양자화(dependent quantization)에서 최적화된 양자화 값을 얻기 위한 최적의 경로 탐색 기법으로 활용된다. 블록 단위로, 블록 내 모든 계수들에 대한 양자화 후보들을 트렐리스 그래프에 배치하고, 최적화된 양자화 후보들 간의 최적의 트렐리스 경로를 율-왜곡(rate-distortion)에 대한 비용(Cost)을 고려하여 탐색한다. 구체적으로, 비디오 부호화에 적용된 종속 양자화는 변환 계수에 대한 허용 가능한 복원된 변환 계수들의 집합이 복원 순서에서 현재 변환 계수에 선행하는 변환 계수의 값에 의존하도록 설계될 수 있다. 이때, 여러 개의 양자화기를 변환 계수에 따라 선택적으로 사용하게 함으로써, 원본 영상과 복원된 영상 간의 평균적인 오차를 최소화하여 부호화 효율을 높이는 효과가 있다.
인트라 예측 부호화 기술 중에서 MIP(Matrix Intra Prediction) 방법은 행렬 기반 인트라 예측 방법으로 현재 블록에 인접한 주변 블록의 픽셀로부터 방향성을 가지는 예측 방법과 달리, 주변 블록의 좌측 및 상단의 픽셀들을 미리 정의된 행렬 매트릭스와 오프셋 값을 이용하여 예측 신호를 구하는 방법이다.
현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하기 위해서, 현재 블록에 인접하면서 복원된 임의의 영역인 템플릿(template)을 기반으로, 해당 템플릿의 주변 픽셀을 통해 유도된 템플릿에 대한 인트라 예측 모드가 현재 블록의 복원을 위해 이용할 수 있다. 우선, 디코더는 템플릿에 인접한 주변 픽셀(reference)을 이용하여 템플릿에 대한 예측 템플릿을 생성하고, 이미 복원된 템플릿과 가장 유사한 예측 템플릿을 생성한 인트라 예측 모드를 현재 블록의 복원을 위해 사용할 수 있다. 이러한 방법을 TIMD(Template intra mode derivation)이라고 할 수 있다.
일반적으로 인코더는 예측 블록을 생성하기 위한 예측 모드를 결정하여 결정된 예측 모드에 대한 정보가 포함된 비트스트림을 생성할 수 있다. 디코더는 수신한 비트스트림을 파싱하여 인트라 예측 모드를 설정할 수 있다. 이때, 예측 모드에 대한 정보의 비트량은 전체 비트스트림 크기의 10% 정도일 수 있다. 예측 모드에 대한 정보의 비트량을 감소시키기 위해 인코더는 비트스트림에 인트라 예측 모드에 대한 정보를 포함하지 않을 수 있다. 이에, 디코더는 주변 블록의 특성을 이용하여 현재 블록의 복원을 위한 인트라 예측 모드를 유도(결정)할 수 있고, 유도된 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록을 복원할 수 있다. 이때, 디코더는 인트라 예측 모드를 유도하기 위해 현재 블록에 인접한 주변 화소(픽셀)들마다 소벨(Sobel) 필터를 가로 및 세로 방향으로 적용하여 방향성 정보를 유추한 후, 해당 방향성 정보를 인트라 예측 모드로 매핑하는 방법을 이용할 수 있다. 디코더가 주변 블록을 이용하여 인트라 예측 모드를 유도하는 방법은 DIMD(Decoder side intra mode derivation)로 기술될 수 있다.
도 7은 인터 예측에서 움직임 후보 리스트를 구성하기 위해 사용되는 주변 블록들의 위치를 나타낸 도면이다.
주변 블록들은 공간적인 위치의 블록이거나 시간적인 위치의 블록일 수 있다. 현재 블록에 공간적으로 인접한 주변 블록은 좌측(Left, A1) 블록, 좌하측(Left Below, A0) 블록, 상측(Above, B1) 블록, 상우측(Above Right, B0) 블록 또는 상좌측(Above Left, B2) 블록 중 적어도 하나가 될 수 있다. 현재 블록에 시간적으로 인접한 주변 블록은 대응되는 픽쳐(Collocated picture)에서 현재 블록의 하우측(bottom Right, BR) 블록의 좌상단 픽셀 위치를 포함하는 블록이 될 수 있다. 상기 현재 블록에 시간적으로 인접한 주변 블록이 인트라 모드로 부호화되거나 상기 현재 블록에 시간적으로 인접한 주변 블록이 사용할 수 없는 위치에 존재하면, 현재 픽쳐에 대응되는 픽쳐(Collocated picture)에서 현재 블록의 가로 및 세로의 중앙(Center, Ctr) 픽셀 위치를 포함하는 블록이 시간적 주변 블록으로 사용될 수 있다. 대응되는 픽쳐에서 유도된 움직임 후보 정보는 TMVP(Temporal Motion Vector Predictor)라 지칭될 수 있다. TMVP는 하나의 블록에서 하나만 유도될 수 있고, 하나의 블록을 여러 개의 서브 블록으로 분할한 후, 각 서브 블록마다 각각의 TMVP 후보가 유도될 수 있다. 서브 블록 단위의 TMVP 유도 방법은 sbTMVP(sub-block Temporal Motion Vector Predictor)로 지칭될 수 있다.
도 8은 DIMD를 이용하여 예측 블록을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면 디코더는 주변 샘플(블록, 픽셀)을 이용하여 예측 블록을 유도할 수 있다. 이때, 주변 샘플은 현재 블록의 주변 블록(픽셀)일 수 있다. 구체적으로, 디코더는 주변 샘플을 입력으로 하여 방향성 정보(각도 정보)에 대한 히스토그램을 통해 현재 블록의 복원을 위한 인트라 예측 모드들 및 가중치 정보를 결정할 수 있다.
도 9는 방향성 정보를 유도하기 위해 사용되는 주변 픽셀의 위치를 나타낸 도면이다.
도 9(a)는 방향성 정보를 유도하기 위해 현재 블록의 주변 블록이 모두 사용 가능할 때를 나타내고, 도 9(b)는 현재 블록의 상측 경계가 서브 픽쳐(Sub-picture), 슬라이스(Slice), 타일(tile), CTU 경계일 때를 나타내고, 도 9(c)는 현재 블록의 좌측 경계가 서브 픽쳐(Sub-picture), 슬라이스(Slice), 타일(tile), CTU 경계일 때를 나타낸다. 한편 주변 블록과 현재 블록이 동일한 서브 픽쳐(Sub-picture), 슬라이스(Slice), 타일(tile), CTU에 속해 있지 않다면, 주변 블록은 방향성 정보를 유도하는데 사용되지 않을 수 있다. 도 9의 회색 점은 실제 방향성 정보를 유도하기 위해 사용되는 픽셀의 위치를 나타내고, 점선은 서브 픽쳐(Sub-picture), 슬라이스(Slice), 타일(tile), CTU 경계를 나타낸다. 또한, 도 9(d) 내지 (f)를 참조하면 방향성 정보를 유도하기 위해서, 경계에 위치한 픽셀은 경계 밖으로 한 픽셀씩 패딩(padding)될 수 있다. 이러한 패딩을 통해 보다 더 정확한 방향성 정보의 유도가 가능할 수 있다.
특정 위치의 픽셀에 대한 방향성 정보를 유도하기 위해, 수학식 1의 3x3 크기의 소벨(Sobel) 필터가 가로 및 세로 방향으로 각각 적용될 수 있다. 수학식 1의 A는 3x3 크기의 현재 블록의 복원된 주변 블록들의 픽셀 정보(값)을 의미할 수 있다. 그리고 방향성 정보(θ)는 수학식 2를 이용하여 결정될 수 있다. 방향성 정보 유도를 위한 계산 복잡도를 감소시키기 위해, 디코더는 수학식 2의 atan 함수를 계산하지 않고 수학식 1의 Gy/Gx에 대한 계산만으로 방향성 정보(θ)를 유도할 수 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
도 9를 참조하면 방향성 정보는 도 9에 표시된 모든 회색 점마다 계산될 수 있고, 방향성 정보는 인트라 예측 모드의 각도에 매핑될 수 있다. 인트라 예측 모드 세트는 평면(Planar) 모드, DC 모드 및 복수의(예, 65개의) 각도 모드들(즉, 방향 모드들)을 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드는 67가지의 모드들일 수 있는데, 수학식 2를 통해 계산된 방향성 정보(각도, θ)는 실수 단위의 값일 수 있다. 따라서, 방향성 정보를 특정 인트라 예측 방향성 모드에 매핑하는 과정이 필요하다. 본 명세서에서 기술하는 방향성 모드는 각도 모드와 동일할 수 있다.
도 10은 방향성 모드를 매핑하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면 인트라 예측 방향성 모드는 0도(인덱스 18), 45도(인덱스 34), 90도(인덱스 50), 135도(인덱스 66)를 기준으로 4개의 구간으로 나누어질 수 있다(도 6 참조). 도 10을 참조하면 인트라 예측 방향성 모드를 결정하기 위한 구간은 0번 구간부터 3번 구간까지 4개의 구간으로 나누어질 수 있다. 0번 구간은 -45도에서 0도까지이고, 1번 구간은 0도에서 45도까지이고, 2번 구간은 45도에서 90도까지이고, 3번 구간은 90도에서 135도까지일 수 있다. 이때, 각 구간은 16개의 인트라 예측 방향성 모드를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 수학식 1을 통해 계산된 Gx, Gy의 부호 및 크기를 비교하여 4개 구간 중 어느 하나의 구간이 결정될 수 있다. 예를 들어, Gx 및 Gy가 양수이고, Gx의 절대값이 Gy의 절대값보다 크다면 1번 구간이 선택될 수 있다. 각 구간에 매핑되는 인트라 예측 방향성 모드는 수학식 2로부터 계산된 방향성 정보(θ)를 통해 결정될 수 있다. 구체적으로, 디코더는 방향성 정보(θ)에 2^16을 곱하여 값을 확장한다. 그리고 디코더는 확장된 값을 미리 정의된 테이블의 수치와 비교하여 확장된 값과 가장 가까운 값을 찾고 가장 가까운 값에 기초하여 인트라 예측 방향성 모드를 결정할 수 있다. 이때 미리 정의된 테이블의 값은 17개 일 수 있다. 구체적으로, 미리 정의된 테이블의 값은 {0, 2048, 4096, 6144, 8192, 12288, 16384, 20480, 24576, 28672, 32768, 36864, 40960, 47104, 53248, 59392, 65536}일 수 있다. 이때, 미리 정의된 테이블 값들 간 차이는 인트라 예측 방향성 모드의 각도 간의 차이에 따라 다르게 설정될 수 있다.
한편, 계산 복잡도를 감소시키기 위해 atan 계산이 수행되지 않고 Gy/Gx만을 사용하여 방향성 각도를 구하는 경우, 미리 정의된 테이블 값들 간 차이는 인트라 예측 방향성 모드의 각도간 거리와 서로 불일치할 수 있다. atan는 입력 값이 증가할수록 기울기가 점점 낮아지는 특성이 있다. 따라서, 상기 정의된 테이블도 인트라 예측 방향성 모드의 각도 간의 차이뿐만 아니라 atan의 비선형 특성을 모두 고려하여 수치가 설정되어야 한다. 예를 들어, 상기 정의된 테이블 값들 간 차이는 점점 낮아지도록 설정될 수 있다. 반대로, 상기 정의된 테이블 값들 간 차이는 점점 높아지도록 설정될 수 있다.
현재 블록의 가로와 세로의 길이가 다르다면, 사용할 수 있는 인트라 예측 방향성 모드가 달라질 수 있다. 즉, 현재 블록의 가로와 세로의 길이가 다르다면, 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 구간이 달라질 수 있다. 다시 말하면 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 구간은 현재 블록의 가로와 세로의 길이에 기초(예를 들어, 가로의 길이와 세로의 길이의 비율 등)하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로가 세로보다 긴 경우, 인트라 예측 모드는 67~80까지 재매핑될 수 있으며, 반대 방향의 인트라 예측 모드는 2~15까지 제외될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로의 길이가 세로의 길이보다 n(정수)배 만큼 길다면(예를 들어 2배), 인트라 예측 모드 {3, 4, 5, 6, 7, 8}은 {67, 68, 69, 70, 71, 72}으로 각각 재설정(매핑)될 수 있다. 또한, 현재 블록의 가로의 길이가 세로의 길이보다 길다면, 인트라 예측 모드에 '65'를 더한 값으로 인트라 예측 모드가 재설정될 수 있다. 한편, 현재 블록의 가로의 길이가 세로의 길이보다 짧다면, 인트라 예측 모드에 '67'을 뺀 값으로 인트라 예측 모드가 재설정될 수 있다.
현재 블록의 복원을 위한 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위해 히스토그램이 사용될 수 있다. 주변 블록들에 대한 방향성 정보를 획득한 결과, 방향성이 존재하는 블록보다 방향성이 존재하지 않는 블록이 많은 경우, 방향성이 존재하지 않는 블록에 대한 예측 모드가 히스토그램상 누적 값이 가장 높을 수 있다. 그러나, 현재 블록의 복원을 위해서는 방향성 모드를 유도하여야 하므로, 히스토그램상 누적 값이 가장 높더라도 방향성이 존재하지 않는 블록에 대한 예측 모드는 제외될 수 있다. 즉, 주변 픽셀 간 변화도가 없거나 방향성이 없는 완만한 영역은 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위해 사용되지 않을 수 있다. 예를 들어 방향성이 존재하지 않는 블록에 대한 예측 모드는 평면 모드, DC 모드 일 수 있다. 만일 좌측 주변 블록이 평면 모드 또는 DC 모드인 경우, 좌측 주변 블록은 방향성 정보를 유도하는데 사용되지 않을 수 있으며, 상측 주변 블록만을 사용하여 방향성 정보는 유도될 수 있다. 현재 블록의 주변 블록들에 완만한 영역과 방향성이 존재하는 영역이 혼재하는 경우, 디코더는 방향성을 강조하기 위해 수학식 3과 같이 계산된 G 값을 이용하여 히스토그램을 생성할 수 있다. 이때 히스토그램은 발생된 인트라 예측 방향성 모드마다 '1'만큼 더해지는 빈도수 기반이 아닌, 발생된 인트라 예측 방향성 모드마다 상기 계산된 G 값이 더해지는 누적 값일 수 있다.
Figure pct00003
도 11은 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 히스토그램을 나타낸 도면이다.
도 11의 X축은 인트라 예측 방향성 모드를 나타내고, Y축은 G 값들의 누적 값을 나타낸다. 디코더는 인트라 예측 방향성 모드들 중에서 G 값들의 누적 값이 가장 큰 인트라 예측 방향성 모드를 선택할 수 있다. 다시 말하면, 디코더는 누적 값에 기초하여 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 선택할 수 있다. 도 11을 참조하면 누적 값이 가장 큰 modeA와 두 번째로 큰 modeB가 인트라 예측 방향성 모드로 선택될 수 있다. 디코더는 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하기 위해, modeA로 생성한 예측 블록과 modeB로 생성한 예측 블록, 마지막으로 평면 모드로 생성한 예측 블록들을 가중치 평균하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 각 예측 블록의 가중치 값은 modeA와 modeB의 누적 값을 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 평면 모드로 생성한 예측 블록에 대한 가중치 값은 전체 가중치의 1/3로 설정될 수 있다. modeA로 생성한 예측 블록에 대한 가중치 값은 modeA와 modeB의 누적 값을 더한 것에서 modeA 누적 값을 나눈 값에 해당하는 가중치로 설정될 수 있다. modeB로 생성한 예측 블록에 대한 가중치 값은 전체 가중치 값에서 modeA 가중치 값과 전체 가중치의 1/3값을 차분한 값으로 결정될 수 있다. 가중치에 대한 계산을 보다 정확하게 하기 위해 디코더는 modeA로 생성한 예측 블록에 대한 가중치 값에 임의의 값을 곱하여 가중치 값의 범위를 확장할 수 있다. modeB로 생성한 예측 블록에 대한 가충지 값 및 평면 모드로 생성한 예측 블록에 대한 가중치 값도 동일하게 확장될 수 있다.
도 12는 DIMD 모드를 시그널링하는 방법을 나타낸 도면이다.
구체적으로 도 12는 DIMD 모드의 적용 여부에 대한 신택스 요소를 비트스트림에 저장하여 디코더로 전달하는데 사용하는 시그널링 방법을 나타낸다. 도 12를 참조하면, 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하기 위해 DIMD 모드가 사용되는지 여부에 대한 신택스 요소(cu_dimd_flag)는, 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 모드이고 SPS에서 설정되는 DIMD 모드의 활성화 여부에 대한 신택스 요소(sps_dimd_enabled_flag)가 DIMD 모드가 활성화됨을 나타내고(예, sps_dimd_enabled_flag의 값이 1인 경우), 현재 블록의 부호화 모드가 SKIP모드가 아니고 현재 블록이 휘도 블록이고 현재 블록이 인터 부호화 모드가 아닌 경우 파싱될 수 있다. 이때, cu_dimd_flag가 '1'이면 현재 블록은 DIMD 모드로 복호화됨을 나타낼 수 있고, cu_dimd_flag가 '0'이면 현재 블록은 DIMD 모드로 복호화 되지 않음을 나타낼 수 있다. 한편, cu_dimd_flag가 파싱되지 않는다면 cu_dimd_flag의 값은 '0'으로 설정될 수 있다. sps_dimd_enabled_flag는 프로파일, 티어 및 레벨 신택스(profile, tier and level syntax)에 포함되는 신택스 요소에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어, sps_dimd_enabled_flag는 general_conatraints_info() syntax에 포함되는 신택스 요소인 gci_no_dimd_constraint_flag에 의해 제어될 수 있다. 다음과 같은 동작을 하도록 정의할 수 있다. gci_no_dimd_constraint_flag의 값이 1이면 OlsinScope 내의 모든 픽쳐들에 대한 sps_dimd_enabled_flag 값은 0일 수 있다. gci_no_dimd_constraint_flag의 값이 0이면 별도의 제약이 없을 수 있다 (gci_no_dimd_constraint_flag equal to 1 specifies that sps_dimd_enabled_flag for all pictures in OlsInScope shall be equal to 0. gci_no_dimd_constraint_flag equal to 0 does not impose such a constraint.).
도 13은 DIMD 모드의 사용 여부에 따른 인트라 예측 모드와 관련된 신택스 요소를 시그널링하는 방법을 나타낸 도면이다.
현재 블록이 DIMD 모드로 복호화되는 경우, 부호화 모드와 관련된 추가적인 정보(신택스 요소)들은 파싱되지 않을 수 있다. 도 13을 참조하면, cu_dimd_flag의 값이 1인 경우, 현재 블록의 부호화 모드와 관련된 추가적인 정보(예, intra_mip_flag, intra_subpartitions_mode_flag, intra_luma_mpm_flag, intra_luma_not_planar_flag, intra_luma_mpm_idx, intra_luma_mpm_remainder 등)는 파싱되지 않을 수 있다. 이후 잔차 신호가 존재하는 경우, 잔차 신호에 대한 변환 계수가 존재하는지 여부 및 잔차 신호와 관련된 신택스 요소들이 파싱될 수 있다.
도 14는 현재 블록을 복원하기 위한 예측 샘플을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 14는 부호화 성능을 개선하기 위해 인트라 예측 모드를 보다 효과적으로 유도하여, 유도된 인트라 예측 모드를 이용하여 예측 샘플을 생성하는 과정을 나타낸 구조도이다.
도 14를 참조하면, 'prediction mode generator' 과정에서 디코더는 현재 블록에 인접한 주변 블록의 샘플(neighboring sample)들을 이용하여 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 수 있다. 이때, 디코더는 인트라 예측 방향성 모드를 적어도 하나 이상 유도할 수 있으며, 각 모드에 대한 가중치 값을 유도할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위해 디코더는 임의의 필터를 통해 주변 블록 샘플들의 방향성 정보를 유도하고 빈번하게 발생하는 방향성 정보들을 인트라 예측 방향성 모드로 결정하도록 하는 히스토그램 기반 방법을 사용할 수 있다. 또한, 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 방법으로 현재 블록에 인접한 위쪽 픽셀만을 이용하여 현재 블록에 인접한 왼쪽 픽셀에 대한 인트라 예측 픽셀을 생성하여 가장 왜곡이 적은 인트라 예측 모드를 현재 블록을 위한 인트라 예측 방향성 모드로 결정하는 방법이 사용될 수도 있다.
도 14를 참조하면 'intra prediction' 과정에서는 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드들과 가중치를 이용하여 현재 블록에 대한 예측 블록들을 생성할 수 있다. 예측 블록들의 개수는 prediction mode generator 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드 개수에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 유도된 인트라 예측 방향성 모드 개수가 2일 경우, 현재 블록에 대한 예측 블록은 2개일 수 있다. 'intra prediction' 과정에서 생성된 예측 블록들은 후술하는 방법을 이용한 PDPC(Position dependent intra prediction combination) 필터링이 적용될 수 있다.
'intra prediction' 과정에서 생성한 예측 블록들 각각에 PDPC(Position dependent intra prediction combination) 필터링이 적용될 수 있다. 예측 블록마다 PDPC 필터링이 적용되는 경우, 디코더 측면에서 복잡도가 높아질 수 있으므로, 예측 블록이 DIMD 모드로 예측된 경우, 해당 예측 블록에는 PDPC 필터링이 적용되지 않을 수 있다. 또한, 누적 값이 가장 큰 modeA와 두 번째로 큰 modeB 중 어느 하나에 대해서만 PDPC 필터링이 적용될 수 있다. 예를 들어, modeA에 대해서만 PDPC 필터링이 적용될 수 있다. 또한, 각 방향성 모드의 가중치에 따라 PDPC 필터링이 적용될지 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, modeA에 대한 가중치와 modeB에 대한 가중치의 차이에 기초하여 modeA 및 modeB 전부 또는 일부에 PDPC가 적용될 지 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, modeA에 대한 가중치와 modeB에 대한 가중치의 차이가 특정 값보다 작다면, modeA 및 modeB 모두에 PDPC 필터링이 적용될 수 있다. 또한, modeA에 대한 가중치와 modeB에 대한 가중치 각각을 특정 값과 비교하여 modeA 및 modeB에 PDPC 필터링이 적용되는지 여부가 결정될 수 있다. 가중치가 특정 값보다 크다면 해당 가중치의 방향성 모드에 PDPC 필터링이 적용될 수 있다. 예를 들어, modeA에 대한 가중치가 특정 값 이상이고, modeB에 대한 가중치가 특정 값보다 작다면, modeA에는 PDPC 필터링이 적용될 수 있고, modeB에는 PDPC 필터링이 적용되지 않을 수 있다. 또한, 방향성 모드와는 무관하게 weighted prediction 과정(도 14 참조)을 통해 가중치 평균이 적용된 최종 예측 블록에만 기 설정된 형태의 PDPC 필터링이 적용될 수 있다. 또한, 'weighted prediction' 과정에서 가중치 평균이 적용된 최종 예측 블록에 modeA를 사용하여 PDPC 필터링이 적용될 수 있다. 'weighted prediction' 과정에서 가중치 평균이 적용된 최종 예측 블록에 modeB를 사용하여 PDPC 필터링이 적용될 수 있다.
도 14를 참조하면 'other prediction' 과정에서 디코더는 현재 블록에 대한 예측 블록을 추가적으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 평면 모드, DC 모드, MIP(Matrix Intra Prediction) 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 인트라 예측 블록을 생성할 수 있다. 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드들 및 예측 방향성 각각에 대한 가중치 정보들, 현재 블록의 양자화 파라미터 정보, 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이, 현재 블록이 휘도인지 색차인지 여부에 대한 정보, 현재 블록 주변의 인트라 예측 모드, 현재 블록 주변의 변환 계수의 존재 여부 정보들(도 14의 Additional information A, B, C에 해당할 수 있음) 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 'other prediction' 과정이 수행될지 여부가 결정될 수 있다. 이하에서 'other prediction' 과정이 수행되는지 여부를 결정하는 방법에 대해 설명한다.
'other prediction' 과정에서 디코더가 어떠한 모드(예, 평면, DC, MIP 모드 등)를 사용할지에 대한 정보는 미리 약속되어 있거나 SPS를 통해 시그널링 될 수 있다. 예를 들어, 디코더는 어떠한 모드를 사용할 지를 나타내는 신택스 요소(sps_dimd_default_mode)에 기초하여 모드를 결정할 수 있다. 디코더는 sps_dimd_default_mode의 값에 따라 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중 어떠한 모드를 사용할 것인지 결정할 수 있다. 예를 들어, sps_dimd_default_mode의 값이 '0'이면 평면 모드, sps_dimd_default_mode의 값이 '1'이면 DC 모드, sps_dimd_default_mode의 값이 0과 1이 아닌 다른 값이면 MIP 모드를 사용도록 지시할 수 있다. 또한, 현재 블록이 휘도 블록이고 주변 블록의 변환 계수가 존재할 경우, 디코더는 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 현재 블록이 색차 블록이고, 주변 블록의 변환 계수가 존재하지 않는 경우, 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드들의 가중치 값이 서로 비슷하다면(예를 들어, 방향성 모드들 각각의 가중치 값 간 차이가 특정 임계 값보다 작은 경우 등), 'other prediction' 과정은 수행되지 않을 수 있다. 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드들의 가중치 값이 서로 비슷하다면, 디코더는 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다(즉, 'other prediction' 과정이 수행됨). 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드들의 가중치 값 간 차이가 크다면(예를 들어, 방향성 모드들 각각의 가중치 값 간 차이가 특정 임계 값보다 큰 경우) 주변 블록의 픽셀간 변화가 많은 것을 의미하므로, 디코더는 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 현재 블록의 가로와 세로의 길이가 서로 다르다면 디코더는 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 반대로, 현재 블록의 가로와 세로의 길이가 동일할 때 디코더는 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
'weighted prediction' 과정에서 디코더는 'intra prediction', 'other prediction' 과정에서 생성된 여러 개의 인트라 예측 블록들을 가중치 평균하여 하나의 예측 샘플을 생성할 수 있다. 인트라 예측 블록들 각각에 대한 가중치는 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드 및 가중치 정보, 현재 블록의 양자화 파라미터 정보, 현재 블록의 가로 또는 세로의 길이, 현재 블록이 휘도 또는 색차인지 여부 정보, 현재 블록 주변의 인트라 예측 모드, 현재 블록 주변의 변환 계수의 존재 여부 정보들 중에서 적어도 하나 이상에 기초하여 결정될 수 있다.
도 15는 인트라 예측 모드를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14의 'prediction mode generator' 과정을 보다 자세히 나타낸다. 도 15를 참조하면 도 14의 'prediction mode generator' 과정은 히스토그램 분석을 통해 인트라 예측 방향성을 유도할 수 있다. 구체적으로 도 15의 'Histogram analysis' 과정에서 디코더는 현재 블록에 인접한 주변 샘플들을 이용하여 획득되는 히스토그램 분석하여 인트라 예측 방향성을 유도할 수 있다. 이때, 디코더는 현재 블록의 가로의 길이, 세로의 길이, 양자화 파라미터 정보, 현재 블록의 주변 블록들 중에서 가능한 인트라 예측 방향성 모드 정보, 현재 블록의 주변 블록의 잔차 신호의 존재 여부 정보, 현재 블록이 휘도 블록인지 색차 블록인지에 대한 정보들 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드와 가중치 값을 유도할 수 있다. 이하에서 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드와 가중치 값을 유도하는 방법에 대해 설명한다.
인트라 예측 방향성 모드는 빈도수에 기초하여 설정될 수 있다. 디코더는 주변 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드에 대한 히스토그램을 획득하고, 히스토그램을 분석하여 빈번하게 발생하는 인트라 예측 방향성 모드와 두 번째로 빈번하게 발생하는 모드를 예측 방향성 모드로 선택할 수 있다. 또한, 인트라 예측 방향성 모드는 누적 값(예, 도 11의 G 값)에 기초하여 설정될 수 있다. 디코더는 인트라 예측 방향성 모드 각각에 G값이 더해진 누적 값으로 획득되는 히스토그램을 분석하여 가장 높은 가중치 값을 가지는 인트라 예측 방향성 모드와 두 번째로 큰 가중치 값을 가지는 모드를 예측 방향성 모드로 선택할 수 있다. 또한, 디코더는 주변 블록의 인트라 예측 방향성 모드간 거리 및 G값이 더해진 누적 값 기반으로 인트라 예측 방향성 모드를 선택할 수 있다. 방향성 모드간 거리는 방향성 모드의 인덱스 차이를 의미할 수 있다. 예를 들어, 인덱스 66의 방향성 모드와 인덱스 2의 방향성 모드간 거리 차이는 64가 될 수 있다. 또는 방향성 모드의 인덱스는 66이 마지막 인덱스이므로, 인덱스 66의 방향성 모드와 인덱스 2의 방향성 모드간 거리 차이는 2일 수 있다. 디코더는 주변 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드들 각각에 G값이 더해진 누적 값으로 히스토그램을 획득하고 히스토그램을 분석하여, 가장 높은 누적 값을 가지는 인트라 예측 방향성 모드를 먼저 선택할 수 있다. 다음으로 디코더는 가장 높은 누적 값을 제외한 나머지 누적 값에 대응되는 모드들(예를 들어, 두 번째로 높은 누적 값을 가지는 모드, 세 번째로 높은 누적 값을 가지는 모드, 네 번째로 높은 누적 값을 가지는 모드 등) 중에서 가장 높은 누적 값을 가지는 모드와 방향성 모드간 거리가 가장 적은 모드(가장 가까운 모드)를 사용할 수 있다. 한편, 디코더는 가장 높은 누적 값을 가지는 인트라 예측 방향성 모드를 먼저 선택하고, 디코더는 가장 높은 누적 값을 제외한 나머지 누적 값에 대응되는 모드들(예를 들어, 두 번째로 높은 누적 값을 가지는 모드, 세 번째로 높은 누적 값을 가지는 모드, 네 번째로 높은 누적값을 가지는 모드 등) 중에서 가장 높은 누적 값을 가지는 모드와 방향성 모드간 거리가 가장 큰 모드(가장 멀리 떨어진 모드)를 사용할 수 있다. 상기 각각의 인트라 예측 방향성 모드에 대한 누적 값은 'Histogram analysis' 과정에서 최종적으로 결정된 인트라 예측 방향성 모드들에 대한 가중치를 결정할 때 사용될 수 있다.
도 15의 디코더가 'Histogram analysis' 과정에서 유도한 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드는 2개 이상일 수 있다. 'Histogram analysis'에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드가 2개 이상인 경우, 각 인트라 예측 방향성 모드간 거리는 서로 비슷하거나 다를 수 있다. 또한, 인트라 예측 방향성 모드간 누적 값들도 각각 서로 비슷하거나 다를 수 있다. 따라서, 현재 블록에 대한 최적의 예측 샘플을 유도하기 위해서는 다양한 모드 조합 중에서 가장 최적의 조합이 선택되어야 한다. 또한, 디코더는 현재 블록에 대한 최적의 예측 샘플을 유도하기 위해 도 14의 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드뿐만 아니라 'other prediction'에서 유도된 부호화 모드도 조합할 수 있다. 이러한 조합에 대한 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다. 본 명세서에서 기술하는 모드 조합은 mode A, mode B, 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중 하나를 사용하거나 일부 또는 전부를 조합하는 것을 의미할 수 있다.
다음으로, 도 15를 참조하면 디코더는 'Prediction mode analysis' 과정에서 'Histogram analysis' 과정에서 결정된 인트라 예측 모드들과 유도된 인트라 예측 모드들에 대응되는 가중치 정보를 이용하여, 현재 블록에 대한 최적의 예측 샘플을 유도하기 위한 최적의 조합을 선택할 수 있다. 구체적으로, 디코더는 유도된 인트라 예측 모드들과 이에 대응되는 가중치 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하기 위해 가중치 평균을 사용할지 여부, 어떠한 인트라 예측 모드를 사용할 것인지, 인트라 예측 모드에 대한 가중치를 어떻게 설정할 것인지에 대한 정보를 결정할 수 있다. 또한, 디코더는 'Prediction mode analysis' 과정에 있어, 'Histogram analysis' 과정에서 결정된 인트라 예측 모드들과 결정된 인트라 예측 모드들에 대응되는 가중치 정보 및 주변 블록의 인트라 예측 모드들 중에서 적어도 어느 하나를 이용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도하기 위한 최적의 조합을 선택할 수 있다. 구체적으로, 디코더는 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하기 위해 가중치 평균을 사용할지 여부, 어떠한 인트라 예측 모드를 사용할 것인지, 인트라 예측 모드에 대한 가중치를 어떻게 설정할 것인지에 대한 정보를 결정할 수 있다. 이때, 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이, 양자화 파라미터 정보, 현재 블록의 주변 블록들 중에서 사용 가능한 인트라 예측 모드 정보, 현재 블록의 주변 블록의 잔차 신호의 존재 여부 정보, 현재 블록이 휘도 블록인지 색차 블록인지에 대한 정보들 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하기 위한 최적의 조합 정보(Combination information for prediction modes)를 유도할 수 있다. 조합 정보에는 인트라 예측 방향성 모드 정보들과 인트라 예측 방향성 모드에 대한 가중치 값이 포함될 수 있다. 예를 들어, 유도된 2개의 인트라 예측 방향성 모드 중에서 가중치가 2번째 높은 모드의 가중치가 '0' 이거나 임의의 값 이내이면, 디코더는 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 때 가중치 평균을 적용하지 않고, 가중치가 가장 높은 하나의 인트라 예측 방향성 모드만을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 임의의 값은 1 이상의 정수로, 10일 수 있다. 또한, 유도된 2개의 인트라 예측 방향성 모드 중에서 적어도 하나가 DC 모드, Planar 모드 또는 MIP 모드인 경우(즉, 방향성 모드가 아닌 경우), 디코더는 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 때 가중치 평균을 적용하지 않고, 가중치가 가장 높은 하나의 인트라 예측 방향성 모드만을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 유도된 2개의 인트라 예측 모드 중에서 적어도 하나가 DC 모드, Planar 모드, MIP 모드인 경우(즉, 방향성 모드가 아닌 경우), 디코더는 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 때 가중치 평균을 적용할 수 있다.
도 16은 DIMD와 관련된 신택스 요소들이 포함된 신택스 구조를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 현재 블록이 DIMD로 부호화 되었다면(즉, cu_dimd_flag의 값이 1인 경우), 디코더는 DIMD 조합 정보(예측 샘플 획득을 위해 조합되는 모드에 대한 정보, 모드 조합 정보)에 대한 신택스 요소(cu_dimd_mode)를 추가적으로 파싱할 수 있다. 이때, cu_dimd_mode는 조합되는 예측 모드의 개수에 따라 파싱되는 방법이 상이할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 조합되는 개수가 '2'개일 경우, 1개의 빈(bin)만을 파싱할 수 있다. 이때, cu_dimd_mode의 값이 '0'일 경우, 디코더는 modeA와 modeB를 사용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. cu_dimd_mode의 값이 '1'일 경우, 디코더는 modeA와 modeB 그리고 평면 모드를 사용하여 예측 샘플을 생성하거나 modeA와 평면 모드를 사용하여 예측 샘플을 생성하거나 modeB와 평면 모드를 사용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. 조합되는 개수가 '4'개일 경우, 디코더는 2개의 빈(bin)을 파싱할 수 있다. 이때, cu_dimd_mode의 값이 '0'일 경우, 디코더는 modeA와 modeB를 사용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. cu_dimd_mode값이 '1'일 경우, modeA와 modeB 그리고 평면 모드를 사용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. cu_dimd_mode의 값이 '2'일 경우, 디코더는 modeA와 평면 모드를 사용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. cu_dimd_mode의 값이 '3'일 경우, 디코더는 modeB와 평면 모드를 사용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.
DIMD 조합 정보에 대한 신택스 요소가 비트스트림에 포함될 경우, 비트량이 증가한다는 문제점이 있을 수 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위해 DIMD 조합 정보에 대한 신택스 요소는 비트스트림에 포함되지 않고, 디코더가 현재 블록 및 주변 블록의 정보를 통해 조합 정보를 유도할 수 있다. 상술한대로, 디코더는 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성하기 위한 최적의 조합 정보를 유도할 수 있다.
도 17은 현재 블록의 주변 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드 및 가중치 정보를 나타낸 도면이다.
구체적으로 도 17은, 도 15을 통해 설명한 'Histogram analysis' 단계에서 유도되는 각 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드와 대응되는 가중치 정보를 나타낸다. 도 17을 참조하면 가중치의 크기(WeightX)는 알파벳 순으로 표현할 수 있다. 예를 들어, 가장 높은 가중치는 'WeightA'로, 두번째로 높은 가중치는 'WeightB'로 표현될 수 있다. 가중치 정보는 유도된 인트라 예측 방향성 모드의 개수(X) 만큼 존재할 수 있다. 또한, WeightA가중치에 대응되는 인트라 예측 모드는 modeA일 수 있다. 현재 블록에 인접한 주변 블록의 특성에 따라 인트라 예측 방향성 모드와 대응되는 가중치 정보의 특성은 상이할 수 있다. 도 17을 참조하면, Case 1은 modeA와 modeB의 인트라 예측 방향성 모드와 이에 대응되는 가중치 정보가 서로 유사한 경우를 나타낸다. Case 2는 modeA와 modeB의 인트라 예측 방향성 모드와 이에 대응되는 가중치 정보간 차이가 크게 상이한 경우를 나타낸다. Case 3은 modeA와 modeB의 인트라 예측 방향성 모드는 유사하지만 대응되는 가중치 정보간 차이가 크게 상이한 경우를 나타낸다. Case 4는 modeA와 modeB의 인트라 예측 방향성 모드는 크게 상이하지만 대응되는 가중치 정보는 서로 유사한 경우를 나타낸다.
도 18은 DIMD 조합 정보를 결정하는 방법을 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 18은 'prediction mode generator' 과정에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드(modeA, modeB)와 대응되는 가중치(WeightA, WeightB)간의 차이를 통해 최적의 DIMD 조합 정보를 결정하는 방법을 나타낸다.
도 18을 참조하면 i) ModeA와 ModeB 간의 절대값의 차이가 임의의 임계 값(Tmode1, 예를 들어, 10) 미만이고, WeightA가 임의의 임계 값(Tweight1, 예를 들어, 0.7) 미만일 경우, 현재 블록에 대한 DIMD 최적의 조합은 modeA와 modeB를 조합하는 것일 수 있고, 디코더는 modeA와 modeB를 조합하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. ii) i)에 해당하지 않고 WeightA가 임의의 임계치(Tweight2, 예를 들어, 0.85)이상일 경우, 현재 블록에 대한 DIMD 최적의 조합은 modeA만을 사용하는 것일 수 있고, 디코더는 modeA만을 사용하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. iii) ii)에 해당하지 않고 modeA와 modeB 간의 절대값의 차이가 임의의 임계치(Tmode2, 예를 들어, 15) 이상일 경우, 현재 블록에 대한 DIMD 최적의 조합은 modeA 및 'other Prediction' 과정에서 유도된 부호화 모드(예를 들어, 평면 모드, DC 모드, MIP 모드) 중 일부 또는 전부를 조합하는 것일 수 있고, 디코더는 modeA 및 'other Prediction' 과정에서 유도된 부호화 모드(예를 들어, 평면 모드, DC 모드, MIP 모드) 중 일부 또는 전부를 조합하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. iv) iii)에 해당하지 않으면 현재 블록에 대한 DIMD 최적의 조합은 modeA와 modeB 및 'other Prediction' 과정에서 유도된 부호화 모드(예를 들어, 평면 모드, DC 모드, MIP 모드) 중 일부 또는 전부를 조합하는 것일 수 있고, 디코더는 modeA와 modeB 및 'other Prediction' 과정에서 유도된 부호화 모드(예를 들어, 평면 모드, DC 모드, MIP 모드) 중 일부 또는 전부를 조합하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.
이하에서 디코더가 유도한 인트라 예측 방향성 모드(modeA, modeB)와 이에 대응하는 가중치(WeightA, WeightB) 간의 차이를 통해 최적의 DIMD 조합 정보를 결정하는 방법에 대해 설명한다.
modeA와 modeB의 가중치와 히스토그램(도 11 참조)의 모든 가중치의 합을 비교하여 디코더는 DIMD 조합 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 현재 블록의 주변 블록에 대한 방향성 정보의 가중치들(modeA 및 modeB의 가중치 포함) 전체(예를 들어, 가중치들 합)와 modeA 및 modeB의 가중치를 비교하여 DIMD 조합 정보는 획득될 수 있다.
예를 들어, 유도된 인트라 예측 방향성 모드가 1개(modeA 또는 modeB)인 경우 전체 가중치들 중에서 해당하는 예측 방향성 모드의 가중치가 차지하는 비율이 특정 비율보다 큰 경우, 해당하는 예측 방향성 모드가 선택될 수 있다. 한편, 전체 가중치들 중에서 유도된 인트라 예측 방향성 모드의 가중치가 차지하는 비율이 특정 비율보다 같거나 작은 경우, DIMD 조합 정보는 유도된 인트라 예측 방향성 모드, 평면 모드, DC 모드 MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 조합하는 것일 수 있다. 이때 특정 비율은 1/2, 2/3, 3/4, 3/8 등일 수 있다.
또 다른 예로, 유도된 인트라 예측 방향성 모드가 2개(modeA 및 modeB)인 경우 전체 가중치들 중에서 인트라 예측 방향성 모드 각각의 가중치들 합이 차지하는 비율이 특정 비율보다 큰 경우, 해당하는 2개의 인트라 예측 방향성 모드가 선택될 수 있다. 한편, 전체 가중치들 중에서 유도된 2개의 인트라 예측 방향성 모드의 가중치들 합이 차지하는 비율이 특정 비율보다 같거나 작은 경우, DIMD 조합 정보는 유도된 인트라 예측 방향성 모드, 평면 모드, DC 모드 MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상이 선택될 수 있다. 예를 들어, modeA, modeB 및 평면 모드가 선택될 수 있다. 또는 modeA 및 modeB가 선택될 수 있다. 이때 특정 비율은 1/2, 2/3, 3/4, 3/8 등일 수 있다.
도 19는 인트라 예측 방향성 모드 정보와 가중치를 이용하여 예측 샘플을 생성하는 방법을 나타낸 도면이다.
구체적으로, 도 19는 도 14의 'Intra prediction'과 'weighted prediction' 과정을 나타낸다. 도 19를 참조하면 디코더가 유도한 인트라 예측 방향성 모드가 복수 개인 경우, 디코더는 복수 개의 인트라 예측 방향성 모드 각각의 가중치 정보를 이용하여 그것들의 가중치 정보를 이용한 가중치 예측(weighted prediction)을 수행하여 예측 샘플을 획득할 수 있다. 가중치 정보는 현재 블록의 가로의 길이, 세로의 길이, 양자화 파라미터 정보, 현재 블록이 휘도인지 색차인지 여부에 대한 정보 중 적어도 하나 이상에 기초하여 재설정될 수 있다(Additional information).
도 20 및 도 21은 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 때 사용되는 주변 블록의 픽셀 값을 나타낸 도면이다.
도 20 및 도 21은 도 14의 'histogram analysis' 과정에서 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 때 사용되는 주변 블록의 픽셀(화소) 값을 나타낸다. 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 때 현재 블록의 좌측 및 상측에 위치한 주변 픽셀들 전부에 대해 필터링 계산이 필요하다. 이때, 주변 픽셀들은 현재 블록의 경계와 인접하거나 이격된 라인 상의 픽셀들일 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위해 현재 블록의 좌측 및 상측 경계에 인접하거나 이격된 라인 상의 주변 픽셀들 전부에 대해 필터링 계산을 수행해야 하므로 계산 복잡도로 인한 지연이 발생할 수 있다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 디코더는 현재 블록의 좌측 및 상측에 위치한 주변 픽셀들에 대한 필터링 계산을 분리하여 병렬적으로 좌측 및 상측에 위치한 주변 픽셀에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 수 있다. 또한 디코더는 임의의 정해진 위치에 해당하는 주변 픽셀에 대해서만 필터링 계산을 수행하여 방향성 정보를 유도할 수도 있다.
도 20(a) 및 (c)는 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 필터링 계산에 사용되는 현재 블록의 좌측에 위치한 주변 픽셀을 나타낸다. 도 20(b), (d)는 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 필터링 계산에 사용되는 현재 블록의 상측에 위치한 주변 픽셀을 나타내다.
디코더가 도 11에서 설명한 히스토그램을 획득하기 위해 사용하는 참조 픽셀의 위치에 따라 매핑 가능한 인트라 방향성 정보는 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 가로 및 세로의 길이는 동일할 수 있다. 이때, 도 20 (a)에서 현재 블록의 좌측에 위치한 주변 픽셀에 대한 방향성 정보를 유도할 때 매핑되는 인트라 예측 방향성 모드는 인덱스 -14 내지 34 까지만 사용될 수 있다. 도 20 (b)에서 현재 블록의 상측에 위치한 주변 픽셀에 대한 방향성 정보를 유도할 때 매핑되는 인트라 예측 방향성 모드는 인덱스 34 내지 80 까지만 사용될 수 있다.
한편, 현재 블록의 가로의 길이와 세로의 길이가 다른 경우가 있을 수 있으며, 현재 블록의 가로의 길이와 세로의 길이에 따라 방향성 정보를 유도할 때 사용되는 주변 픽셀의 위치가 달라질 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 세로의 길이가 가로의 길이보다 길다면, 디코더는 현재 블록의 상측에 위치한 주변 픽셀은 사용하지 않고, 좌측에 위치한 주변 픽셀만을 사용하여 방향성 정보를 유도할 수 있다. 이는 상측에 위치한 주변 픽셀을 사용하지 않고 좌측에 위치한 주변 픽셀만을 사용함으로써 계산 복잡도가 줄어든다는 효과가 있다. 현재 블록의 가로의 길이가 세로의 길이보다 길다면, 디코더는 현재 블록의 좌측에 위치한 주변 픽셀보다 상측에 위치한 주변 픽셀에 더 큰 가중치를 적용하여 방향성 정보를 유도할 수 있다. 가중치는 미리 약속된 특정 값을 사용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 세로의 길이보다 가로의 길이가 더 크다면, 현재 블록의 좌측에 위치한 주변 픽셀에는 1의 가중치를, 상측에 위치한 주변 픽셀에는 2의 가중치가 사용될 수 있다. 다시 말해서, 현재 블록은 세로의 길이보다 가로의 길이가 더 길기 때문에, 현재 블록의 좌측에 위치한 주변 픽셀보다 상측에 위치한 주변 픽셀에 대한 방향성 정보를 이용하여 인트라 예측 방향성 모드를 유도하는 것이 더 효과적이기 때문이다.
디코더는 현재 블록의 주변에 위치한 주변 픽셀들 중에서 특정 개수에 해당하는 픽셀들에 대해서만 필터링 계산을 수행할 수 있다. 이때 특정 개수는 N의 배수일 수 있고, N은 2, 3, 4 등일 수 있다. N에 대한 정보는 픽쳐 헤더 정보에 포함될 수 있다. 도 21을 참조하면, 현재 블록의 좌상단에서 x, y 축으로 (-2, -2)로 이동한 위치를 기준으로 하여, '2'의 배수에 해당하는 위치에서만 디코더는 필터링 계산을 수행하고, 방향성 정보를 유도할 수 있다. 또한, 디코더는 현재 블록이 휘도 블록이면 방향성 정보를 유도하고, 색차 블록이면 방향성 정보를 유도하지 않을 수 있다. 디코더는 휘도 블록에서 찾은 방향성 정보를 색차 블록에 적용할 수 있다. 한편, 휘도 블록에 대한 방향성 정보와 색차 블록에 대한 방향성 정보는 각각 획득될 수 있다. 색차 블록은 휘도 블록에서 찾은 방향성 정보를 사용하지 않고, 평면 모드, DC 모드, 수평 모드, 수직 모드, MIP 모드 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 획득된 정보를 이용할 수 있다.
현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드는 주변 블록의 인트라 예측 방향성 모드와 유사할 가능성이 높다. 따라서, 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드를 부호화하기 위해서 주변 블록의 인트라 예측 방향성 모드를 이용하여 MPM(Most Probable Mode) 리스트를 구성하고 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드가 MPM 리스트에 존재하는지에 대한 정보 및 존재하는 위치에 대한 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 즉, 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드에 대한 정보는 별도로 비트스트림에 포함되지 않을 수 있다. 따라서 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드가 MPM 리스트에 존재하는지에 대한 정보 및 존재하는 위치에 대한 정보에 기초하여 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드가 결정되므로, MPM 리스트가 효과적으로 구성되는지에 따라 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위한 정보(즉, 비트량)는 달라질 수 있다.
현재 블록의 주변 픽셀들의 방향성 특성을 이용하여 인트라 예측 방향성 모드를 유도하는 방법은 MPM 리스트를 구성하는 과정에서도 사용될 수 있다. 디코더는 현재 블록의 주변 픽셀들의 방향성 특성을 이용하여 유도된 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 MPM 리스트에 추가하여 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 부호화하는데 사용할 수 있다. 이는 현재 블록의 주변 블록이 인트라 예측 모드로 부호화되지 않았거나 MIP(Matrix intra prediction) 모드와 같이 인트라 예측 방향성 모드가 없는 경우 사용될 수 있다.
현재 블록에 인접한 주변 블록들에는 인트라 예측 방향성 모드가 없는 블록과 인트라 예측 방향성 모드가 존재하는 블록이 혼재할 수 있다. 현재 블록의 좌측에 위치한 주변 블록이 인트라 예측 방향성 모드가 없는 블록이라면, 디코더는 현재 블록의 상측에 위치한 주변 픽셀들만을 이용하여 방향성 특성을 계산하고, 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 수 있다. 또는 현재 블록의 상측에 위치한 주변 블록에는 인트라 예측 방향성 모드가 존재하고, 현재 블록의 좌측에 위치한 주변 블록에는 인트라 예측 방향성 모드가 존재하지 않을 경우, 디코더는 상측에 위치한 주변 블록의 인트라 예측 방향성 모드를 MPM 리스트에 포함하고, 좌측에 위치한 주변 픽셀들의 방향성 특성을 통해 유도된 인트라 예측 방향성 모드를 MPM 리스트에 포함시킬 수 있다.
도 22는 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드를 포함한 MPM 리스트를 구성하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 22를 참조하면 DIMD 모드가 MPM 리스트에 우선하여 포함될 수 있다. DIMD 모드를 통해 유도되는 현재 블록의 인트라 예측 방향성 모드는 복수 개일 수 있다. 따라서 디코더는 다중 예측(multiple prediction)을 통해 예측 샘플을 획득할 수 있다. 현재 블록의 주변 블록들 중에서 인트라 예측 방향성 모드가 있는 블록의 인트라 예측 방향성 모드가 MPM 리스트에 추가될 수 있다. MPM 리스트에 빈 곳이 있다면 modeA에서 +1 또는 -1만큼 수정된 모드가 리스트에 추가될 수 있으며, DC 모드, 수평 모드, 수직 모드, MIP 모드가 추가될 수 있다. DIMD 모드 대신에 TIMD(Template based Intra Mode Derivation) 모드가 MPM 리스트에 우선하여 포함될 수 있다. 또한, DIMD 및 TIMD 모드가 MPM 리스트에 모두 포함될 수 있다. 또한, DIMD 모드를 이용하여 유도된 2개의 인트라 방향성 예측 모드들과 TIMD 모드를 이용하여 유도된 2개의 인트라 방향성 예측 모드들 중에서 적어도 하나 이상이 MPM 리스트에 포함될 수 있다. 또한, 2개의 영역으로 분할된 GPM 블록들 중 하나의 제1 영역에 인트라 예측 방향성 모드가 사용되었다면, 제1 영역에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 유도하기 위해 MPM 리스트가 사용될 수 있다. MPM 리스트에는 DIMD 모드를 이용하여 유도된 2개의 인트라 예측 방향성 모드와 TIMD 모드를 이용하여 유도된 2개의 인트라 예측 방향성 모드들 중 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.
MPM리스트에 DIMD 모드가 포함되는 경우, 현재 블록이 DIMD 모드로 부호화되었는지에 대한 정보는 신택스 요소(mpm_idx)를 통해 유도될 수 있다. 따라서, DIMD와 관련된 추가적인 정보는 시그널링될 필요가 없을 수 있다. 이때, 현재 블록이 DIMD 모드로 부호화된 경우, 참조 라인 인덱스는 0(mrl_ref_idx는 0)일 수 있다. 또한, DIMD 모드가 사용된 경우, mrl_ref_idx는 파싱되지 않고 mrl_ref_idx의 값은 0으로 추론(infer)될 수 있다. 또한 MPM 리스트에는 DIMD 모드를 사용하여 유도된 인트라 예측 방향성 모드가 포함될 수 있다. DIMD로부터 유도된 인트라 예측 방향성 모드가 선택되는 경우, mrl_ref_idx는 재설정될 수 있다. 예를 들어, mrl_ref_idx의 값은 0, 1, 2 ... 중 어느 하나로 재설정될 수 있다. 디코더는 mrl_ref_idx를 파싱하여 획득된 mrl_ref_idx의 값에 기초하여 MPM 리스트 내 DIMD 모드를 이용하여 유도되는 인트라 예측 방향성 모드를 추가할 것인지 MPM 리스트 내 DIMD 모드를 이용하여 유도되는 인트라 예측 방향성 모드의 우선 순위를 결정할 수 있다. 예를 들어, mrl_ref_idx의 값이 0이 아닌 경우, 디코더는 MPM 리스트에 DIMD 모드를 이용하여 유도되는 인트라 예측 방향성 모드를 포함하지 않을 수 있다. 또는, mrl_ref_idx의 값이 0이 아닌 경우, 디코더는 MPM 리스트에 DIMD 모드를 이용하여 유도되는 인트라 예측 방향성 모드를 포함할 수 있다.
DIMD 모드로 유도되는 인트라 예측 방향성 모드는 MPM 리스트 내의 인트라 예측 모드 후보들을 재정렬하는데 사용될 수 있다. 디코더는 현재 블록의 주변 블록들부터 MPM 리스트를 구성한 후, DIMD 모드를 이용하여 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 수 있다. 디코더는 유도된 인트라 예측 방향성 모드를 이용하여 MPM 리스트 내의 인트라 예측 모드 후보들을 재정렬할 수 있다. 이때, 디코더는 유도된 인트라 예측 방향성 모드, 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이, 양자화 파라미터 정보, 현재 블록의 주변 블록들 중에서 사용 가능한 인트라 예측 모드 정보, 현재 블록의 주변 블록의 잔차 신호의 존재 여부 정보, 현재 블록이 휘도 블록인지 색차 블록인지에 대한 정보 중 어느 하나 이상을 사용하여 MPM 리스트를 재정렬할 수 있다.
디코더는 MPM 리스트 내의 인트라 예측 모드 후보들과 유도된 인트라 예측 방향성 모드간 차이를 이용하여 MPM 리스트를 재정렬할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 MPM 리스트 내 인트라 예측 모드 후보들 각각의 차이를 계산하여 차이가 작은 순(0 포함)으로 MPM 리스트를 정렬할 수 있다. MPM 리스트에서 차이가 가장 작은 인트라 예측 모드 후보는 MPM 리스트 내 가장 작은 인덱스 값을 가지도록 설정될 수 있다. 또한, 유도된 인트라 예측 방향성 모드가 MPM 리스트 내에서 가장 높은 우선 순위를 갖도록 설정될 수 있고, 가장 작은 인덱스 값을 가지도록 설정될 수 있다. 그리고 디코더는 유도된 인트라 예측 방향성 모드 이후 MPM 리스트를 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 MPM 리스트 내 인트라 예측 모드 후보들 각각의 차이를 계산하여 차이가 작은 순(0 포함)으로 정렬할 수 있다. 또한, 2개의 MPM 리스트를 사용되는 경우, 첫번째 MPM 리스트는 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 유사한 인트라 예측 모드 후보 순으로 구성될 수 있다. 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 MPM 리스트 내 인트라 예측 모드 후보들 간 차이가 작은 순으로 구성될 수 있다. 두번째 MPM 리스트는 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 유사도가 높지 않은 후보들을 사용하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 두번째 MPM 리스트는 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 MPM 리스트 내 인트라 예측 모드 후보들 간 차이가 큰 순으로 구성될 수 있다. MPM 리스트의 크기가 고정되는 경우, MPM 리스트 내 채워지지 않은 빈 공간이 존재할 수 있다. 이때, 빈 공간에는 MPM 리스트에 이미 포함된 후보들 또는 자주 발생하는 후보들 중에서 하나 이상을 이용하여 유도된 새로운 예측 후보가 추가될 수 있다. 예를 들어, 새로운 예측 후보는 이미 포함된 후보의 모드 번호(인덱스)에서 '+' 또는 '-' 방향으로 임의의 크기만큼 가감된 번호에 대응되는 후보일 수 있다. 이때, 임의의 크기는 '1', '2', '3', … 등의 자연수일 수 있고, 임의의 크기에 대한 정보는 픽쳐 헤더 정보에 포함될 수 있다. 또한, 2개의 MPM 리스트가 사용되는 경우, 첫번째 MPM 리스트는 현재 블록의 이웃 블록의 예측 모드를 참조하여 획득되는 예측 모드들로 구성될 수 있고, 두번째 MPM리스트는 DIMD로 유도된 예측 모드들로 구성될 수 있다. 이때, MPM 리스트에 포함된 예측 모드들의 수가 미리 정의된 MPM 리스트에 포함될 수 있는 예측 모드들의 수보다 작으면 MPM 리스트에 포함된 예측 모드들에 오프셋을 적용하여 유도되는 예측 모드들이 추가될 수도 있다.
DIMD 모드로 유도된 인트라 예측 방향성 모드는 MPM 리스트 내의 인트라 예측 모드 후보들을 재조합하는데 사용될 수 있다. 디코더는, 현재 블록의 주변 블록들의 예측 모드에 기초하여 MPM 리스트를 구성한 후, DIMD 모드를 통해 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 수 있다. 그리고, 디코더는 유도한 인트라 예측 방향성 모드를 이용하여 MPM 리스트 내의 인트라 예측 모드 후보들을 재조합하여 다중 예측 후보(multiple prediction)들로 재구성할 수 있다. 이때, 디코더는 유도된 인트라 예측 방향성 모드, 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이, 양자화 파라미터 정보, 현재 블록의 주변 블록들 중에서 사용 가능한 인트라 예측 모드 정보, 현재 블록의 주변 블록의 잔차 신호의 존재 여부 정보, 현재 블록이 휘도 블록인지 색차 블록인지에 대한 정보 중 어느 하나 이상을 사용하여 MPM 리스트를 재조합할 수 있다. 이하에서 MPM 리스트 재조합 방법에 대해 설명한다.
유도된 인트라 예측 방향성 모드와 MPM 리스트 내의 인트라 예측 모드 후보들 간의 차이를 이용하여 디코더는 MPM 리스트를 재조합 할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 차이가 임의의 값 이하인 후보들을 선택하여 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 상기 후보(MPM 리스트 내 기존의 인트라 예측 모드)들을 조합하여 구성한 다중 예측 후보를 MPM 리스트에 포함할 수 있다. 이때, 디코더는 차이가 작은 순서부터 큰 순서로 해당하는 후보들을 MPM 리스트에 포함할 수 있다. 다음으로, 디코더는 차이가 임의의 값보다 큰 후보들을 차례대로 MPM 리스트에 삽입할 수 있다. 이때, 임의의 값은 1, 2, 3, … 등의 자연수일 수 있다. 예를 들어, 유도된 인트라 예측 모드의 인덱스가 '18'이고, MPM 리스트내에 후보들의 인덱스는 '16', '21', '34', '1', '66'이고 임의의 값은 5로 가정할 수 있다. 이때, 유도된 인트라 예측 모드와 차이가 '5'이내인, 인덱스 '16', '21'이 다중 예측 후보로 변경될 수 있고, MPM 리스트 내 후보들은 인덱스 '16, 18', '21, 18', '34', '1', '66'의 예측 모드로 변경될 수 있다. 즉, '16, 18' 및 '21, 18'이 다중 예측 후보일 수 있다. 예를 들어, 디코더가 MPM 리스트 내 다중 예측 후보인 '16, 18'을 선택하는 경우 디코더는 인덱스 16의 예측 모드로 생성한 예측 샘플과 인덱스 18의 예측 모드로 생성한 예측 샘플을 가중치 평균하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, MPM 리스트의 개수가 5로 제한되어 있다면 MPM 리스트는 '16, 18', '21, 18', '16', '21', '34' 가 될 수 있다. 또한, 2개의 MPM 리스트가 사용되는 경우, 경우, 첫번째 MPM 리스트는 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 유사한 후보들을 사용하여 재조합되는 후보들로 구성될 수 있다. 두번째 MPM 리스트는 첫번째 MPM 리스트의 후보들 및 유도된 인트라 예측 방향성 모드와 유사도가 높지 않은 후보들로 구성될 수 있다. 따라서, 첫번째 MPM리스트는 다중 예측 후보들로 구성되고, 두 번째 MPM 후보들은 단일 예측 후보들로 구성될 수 있다. 또는 첫번째 MPM리스트는 단일 예측 후보들과 다중 예측 후보들을 모두 포함하여 구성될 수 있고, 두 번째 MPM 후보들은 단일 예측 후보로만 구성될 수 있다. 예를 들어, 유도된 인트라 예측 모드가 인덱스 '18'이고, 첫번째 MPM 리스트내 예측 모드 후보들이 인덱스 '16', '21', '34', '1', '66'이고, 두번째 MPM 리스트내에 예측 모드 후보들이 인덱스 '50', '2', '8', '30', '40'이고, 임의의 값이 5일 수 있다. 이때, 유도된 인트라 예측 모드 인덱스 18과 차이가 5 이내인 인덱스 '16', '21'이 다중 예측 후보로 변경될 수 있다. 이때, 첫번째 MPM리스트는 인덱스 '16, 18', '21, 18', '16', '18', '34'으로 구성될 수 있고, 두번째 MPM 리스트는 인덱스 '1', '66', '50', '2', '8', '30', '40'으로 구성될 수 있다.
인트라 예측 방향성 모드는 MPM 리스트에 있는지 여부와 MPM 리스트에 있다면 어디에 위치하는지에 기초하여 부호화될 수 있다. 인트라 예측 방향성 모드가 MPM 리스트에 존재하지 않는 경우, 인트라 예측 방향성 모드는 전체 인트라 예측 방향성 모드 개수에서 MPM 리스트 내 예측 모드의 전체 개수를 뺀 값에 기초하여 부호화될 수 있다. 구체적으로 인트라 예측 방향성 모드는 총 67가지가 존재하며 그 중에서 MPM 리스트 내 예측 모드의 전체 개수 5개와 평면 모드를 제외한 61가지에 대하여 부호화가 수행될 수 있다. 이때 61가지의 인트라 예측 방향성 모드는 고정 길이 부호화(fixed length coding)를 사용하여 부호화될 수 있으므로, 총 6개 빈(bin)에 대한 부호화가 필요하다.
현재 블록의 주변 픽셀들의 방향성 특성을 이용하여 유도된 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드는 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 방향성 모드와 유사할 가능성이 높다. 따라서, 인코더는 유도된 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 예측 값으로 사용하고, 현재 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드와 유도된 인트라 예측 방향성 모드 간의 차분 값만을 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 이로 인해 비트스트림의 비트량이 줄어든다는 효과가 있을 수 있다.
도 23은, DIMD 모드로 유도된 방향성 모드를 예측 값으로 사용하여 인트라 예측 방향성 모드의 차분 값을 전송하는 방법을 나타낸 도면이다. DIMD 모드에 사용되는 참조 샘플은 도 23의 검은 픽셀 전부 또는 일부가 사용될 수 있으며, 미리 지정된 위치의 픽셀 또는 일정 간격의 픽셀들일 수 있다. 디코더는 현재 블록이 DIMD 모드로 부호화될 수 있는 경우, 추가적으로 차이(차분) 값을 파싱하여 현재 블록에 대한 최종 인트라 예측 방향성 모드를 결정할 수 있다. 또한, DIMD 모드가 여러 개의 인트라 예측 방향성 모드를 사용하여 예측 블록을 생성하는 경우, 디코더는 DIMD 모드의 차분 값에 대해 최소 하나 이상 파싱해야 할 수 있다. 예를 들어, 만일 DIMD 모드의 차분 값이 하나만 파싱되었고, DIMD 모드가 복수 개의 인트라 예측 방향성 모드를 사용할 경우, 차분 값은 하나의 인트라 예측 방향성 모드에 적용되거나 복수 개의 인트라 예측 방향성 모드에 모두 적용될 수 있다. 차분 값을 복수 개의 인트라 예측 방향성 모드 중 어디에 적용할 것인지에 대한 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다. 현재 블록이 인트라 예측 모드로 예측된 경우, 디코더는 차분 값에 대한 정보를 파싱하여 차분 값을 획득하고, DIMD 모드에서 사용되는 가중치가 가장 크거나 빈도 수가 가장 큰 모드에 차분 값을 적용하여 최종 인트라 예측 방향성 모드를 결정할 수 있다.
도 24는 DIMD 모드가 적용될 때, 차분 값을 파싱하는 신택스 구조를 나타낸 도면이다.
도 24를 참조하면, 디코더는 예측 모드로 DIMD 모드가 사용되는 경우, dimd_distance_idx를 파싱하여 차분 값을 획득하고, dimd_sign_flag를 파싱하여 부호(+, -)를 획득할 수 있다. dimd_distance_idx의 값이 '0'인 경우, dimd_sign_flag는 파싱되지 않을 수 있다. dimd_distance_idx 및 dimd_sign_flag이 파싱되지 않는다면, '0'으로 설정될 수 있다.
차분 값의 범위는 인트라 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드는 67가지이고(인덱스 0 내지 66에 대응), 이때, 인트라 예측 방향성 모드는 인덱스 2 내지 66에 대응된다. 따라서, 차분 값은 ±1 내지 ±64 사이의 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 방향성 모드의 인덱스가 2이고, 최적의 인트라 예측 방향성 모드의 인덱스(최적 값)가 66일 때 차분 값은 +64일 수 있다. 그러나, 인트라 예측 방향성 모드는 인덱스 2 내지 66까지에 해당하므로, +64를 부호화하는 것 보다는 반대 방향으로의 차분 값인 -1을 부호화하는 것이 더 효과적일 수 있다. 디코더는 예측 값 2(인트라 예측 방향성 모드의 인덱스)와 차분 값 -1를 파싱한 후 예측 값과 차분 값을 더하는 계산을 수행할 수 있고, 이때 계산한 값은 1이 된다. 하지만 인덱스 1은 DC 모드이므로 인트라 예측 방향성 모드로 계산하면 반대 방향인 인덱스 66의 인트라 예측 방향성 모드가 최종 인트라 예측 방향성 모드가 될 수 있다. 즉, 차분 값은 정방향과 역방향 중에서 가장 적은 차이가 발생하는 값으로 결정될 수 있다. 또한, 예측 값과 최적 값의 차이가 크지 않은 것으로 가정하면, 차이 값의 범위는 고정될 수 있다. 예를 들어, 차이 값은 1, 2, 3 중 어느 하나의 값으로 고정될 수 있다. 구체적으로, 차이 값은 dimd_distance_idx의 값이 0일 때는 1로, dimd_distance_idx의 값이 1일 때는 2로, dimd_distance_idx의 값이 2일 때는 3으로 설정될 수 있다. 또한, 차이 값은 dimd_sign_flag의 값이 0일 때는 양수, dimd_sign_flag의 값이 1일 때는 음수로 설정될 수 있다. 예를 들어, 차이 값이 -2라면, dimd_distance_idx의 값은 1로 부호화하고 dimd_sign_flag의 값은 1로 부호화할 수 있다.
본 명세서에서 기술하는 내용은 현재 블록에 대응되는 휘도 블록 및 색차 블록 각각마다 적용될 수 있다. 또는 색차 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드는 휘도 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드와 동일한 모드를 사용할 수 있다. 예를 들어, 휘도 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드가 modeA, modeB, 평면 모드이면 색차 블록에 대한 인트라 예측 방향성 모드도 modeA, modeB, 평면 모드일 수 있다. 디코더는, modeA, modeB, 평면 모드에 대해 가중치 평균을 적용하여 색차 블록에 대한 예측 샘플을 획득할 수 있다. 또 다른 예로 휘도 블록에 대해 유도된 인트라 예측 방향성 모드가 modeA, modeB, 평면 모드인 경우, 디코더는 modeA, modeB 중 어느 하나를 사용하여 색차 블록에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있다. 또 다른 예로, 휘도 블록에 대한 예측 샘플이 DIMD 모드를 사용하여 생성된 경우, 디코더는 평면 모드를 사용하여 색차 블록에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있다. 또 다른 예로, 휘도 신호에 대한 예측 샘플이 DIMD를 사용하여 생성된 경우, 디코더는 DC 모드를 사용하여 색차 블록에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있다.
DIMD 모드는 ISP(Intra Sub-Partition)에서도 적용될 수 있다. ISP 모드는 현재 블록의 크기에 따라 2개 또는 4개의 서브 블록으로 수평 또는 수직 방향으로 분할되어 부호화되는 방법이다. 이하에서 ISP 모드에서 서브 예측 블록이 생성될 때, DIMD가 적용되는 방법에 대해 설명한다.
코딩 블록이 ISP 모드로 부호화되는 경우, 코딩 블록 주변 픽셀에 기초하여 DIMD는 적용될 수 있다. 이때 코딩 블록 단위에서 DIMD 모드를 이용하여 유도된 인트라 예측 방향성 모드는 ISP 모드에 의해 분할되는 모든 서브블록에 동일하게 적용될 수 있다. 이때, 디코더는 유도된 인트라 예측 방향성 모드들 중 가장 가중치가 높은 모드를 사용하여 서브 블록들에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있다. 또한 코딩 블록이 ISP 모드로 부호화되는 경우, 분할된 서브 블록의 주변 픽셀에 기초하여 DIMD 모드가 적용될 수 있다. 이때 디코더는 각 서브 블록 단위마다 DIMD 모드에 의해 유도되는 인트라 예측 방향성 모드를 획득하고, 획득된 인트라 예측 방향성 모드를 이용하여 각 서브 블록에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있다. 상술한 코딩 블록이 ISP 모드로 부호화될 때 적용되는 DIMD는 ISP 모드로 분할된 각 변환 블록들의 가로, 세로의 길이를 기준 값에 기초하여 적용될 수 있다. 예를 들어, 각 변환 블록들의 가로, 세로의 길이가 기준 값보다 같거나 긴 경우, 긴 경우, 같거나 짧은 경우 또는 짧은 경우에 DIMD는 적용될 수 있고, 이때 기준 값은 4, 8, 16, 32, 64, 128 ... 일 수 있다.
도 25 및 도 26은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하기 위해 사용되는 템플릿(template)을 나타낸 도면이다.
도 25를 참조하면, 디코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하기 위해 현재 블록에 인접한 복원된 임의의 영역(픽셀(들))인 템플릿을 사용할 수 있다. 먼저, 디코더는 템플릿에 인접한 주변 픽셀(reference)을 이용하여 템플릿에 대한 예측 템플릿을 생성할 수 있다. 그리고, 디코더는 이미 복원된 템플릿과 가장 유사한 예측 템플릿에 대한 인트라 예측 모드를 현재 블록의 복원을 위해 사용할 수 있다. 상술한 템플릿을 사용하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하는 방법은 TIMD(Template intra mode derivation)라고 기술될 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드는 인덱스 0 내지 67의 모드일 수 있고, 현재 블록의 주변 블록으로부터 유도된 MPM 리스트 내에 있는 인트라 예측 모드만 해당될 수도 있다. 이때, 인트라 예측 모드는 현재 블록의 주변 블록으로부터 유도된 MPM 리스트 내에 있는 인트라 예측 모드와 해당 인트라 예측 모드와 임의의 수만큼 차이가 나는 모드들일 수 있다. 임의의 수는 1, 2, 3, ... 일 수 있다. 또는 템플릿에 대한 인트라 예측 모드에는 방향성 모드만 해당할 수 있고, 비방향성 모드(평면 모드, DC 모드)는 해당하지 않을 수 있다.
이하 TIMD 모드를 이용하여 인트라 예측 방향성 모드를 유도하는 방법에 대해 설명한다.
i) 디코더는 템플릿의 크기를 설정할 수 있다. 템플릿의 가로 또는 세로의 크기(길이)는 4일 수 있고, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기(길이)가 8 이하인 경우, 템플릿의 가로 또는 세로의 크기는 2로 설정될 수 있다. ii) 디코더는 템플릿의 타입을 설정할 수 있다. 템플릿의 타입은 좌측 샘플만 사용하는 타입, 상측 샘플만 사용하는 타입, 좌측, 상측 및 좌상측 샘플을 모두 사용하는 타입으로 구분될 수 있다. 디코더는 주변 블록이 유효한지 또는 주변 블록이 인트라 예측 방향성 모드를 유도하는데 사용될 수 있는지 여부에 따라 템플릿의 타입을 결정할 수 있다. 한편, 주변 블록이 인트라 예측 방향성 모드를 유도하는데 사용될 수 없는 경우, TIMD 모드는 평면 모드로 설정될 수 있고, 가중치 평균은 수행되지 않을 수 있다. iii) 디코더는 현재 블록에 대한 템플릿을 구성할 수 있다. iv) 디코더는, 현재 블록이 방향성을 가지는지 판단하기 위해 현재 블록의 좌측, 상측, 좌상측, 우상측, 좌하측에 위치한 주변 블록들에 대한 인트라 예측 방향성 모드를 유도할 수 있다. v) 현재 블록의 주변 블록들이 모두 방향성을 가지지 않는 경우(예를 들어, 비방향성 모드(DC 모드, 평면 모드, MIP 모드 등)), 디코더는 최소 코스트(Cost)를 가지는 하나의 인트라 예측 방향성 모드를 선택하고, TIMD 모드를 수행하지 않을 수 있다. 이때, 여러 개의 예측 블록을 이용하는 가중치 평균은 수행되지 않을 수 있다. vi) 현재 블록의 주변 블록들 중 방향성을 가지는 블록이 하나 이상 존재한다면, 후술하는 과정이 수행될 수 있다. 후술하는 과정은 MPM 리스트 내에 존재하는 인트라 예측 방향성 모드에 기초하여 수행될 수 있다. 67가지의 인트라 예측 방향성 모드를 모두 확인하는 경우 복잡도가 증가할 수 있기 때문이다. a. 디코더는 MPM 리스트를 구성할 수 있다. b. 다음으로, 디코더는 MPM 리스트 내에 DC 모드, 수평 모드, 수직 모드가 존재하지 않으면 MPM 리스트 내에 추가하여 MPM 리스트를 수정할 수 있다. c. 디코더는 수정된 리스트 내의 모든 인트라 예측 방향성 모드들에 대한 평가를 수행하여 코스트를 비교할 수 있다. 디코더는 가장 작은 코스트를 가지는 제1 모드와 두번째로 작은 코스트를 가지는 제2 모드를 선택할 수 있다. d. 디코더는, 정확도를 높이기 위해 제1 모드의 인트라 예측 방향성 모드 인덱스와 제2 모드의 인트라 예측 방향성 모드의 인덱스보다 1만큼 적거나 큰 인덱스에 대응되는 인트라 예측 방향성 모드에 대한 평가를 추가적으로 수행할 수 있다. 디코더는 추가적인 평가를 수행하고 가장 작은 코스트를 가지는 제3모드와 2번째로 작은 코스트를 가지는 제4 모드를 다시 선택할 수 있다. 한편, 제1 모드와 제3 모드는 서로 동일할 수 있고, 제2 모드와 제4 모드는 동일할 수 있다. e. 디코더는 제3 모드와 제4 모드의 코스트에 기초하여 가중치 평균을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 제3 모드의 코스트와 제4 모드의 코스트 간 차이가 특정 값보다 작다면 디코더는 가중치 평균을 수행할 수 있고, 제3 모드와 제4 모드의 가중치는 제3 모드와 제4 모드의 코스트를 기반으로 결정될 수 있다. 제3 모드의 코스트와 제4 모드의 코스트 간 차이가 특정 값보다 크다면 디코더는 가중치 평균을 수행하지 않고 제3 모드만을 사용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때 특정 값은 미리 약속된 값일 수 있다.
템플릿의 크기는 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 도 25(a)와 같이 현재 블록의 가로의 길이보다 긴 상측 템플릿(Above template)이 구성될 수 있다. 이때, 상측 템플릿의 세로 길이는 미리 약속된 길이일 수 있다. 마찬가지로, 현재 블록의 세로의 길이보다 긴 좌측 템플릿(Left template)이 구성될 수 있다. 이때, 좌측 템플릿의 가로 길이는 미리 약속된 길이일 수 있다. 미리 약속된 길이는 1, 2, 3, ... 일 수 있다.
현재 블록이 CTU 경계에 위치해 있는 경우(현재 블록의 상하좌우 중 어느 경계가 CTU의 경계에 포함되는 경우), TIMD 모드를 위해 사용되는 템플릿을 유도/예측하기 위한 참조 픽셀은 변경될 수 있다. 도 26을 참조하면 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계에 포함되는 경우, 템플릿 구성을 위해 사용되는 현재 블록의 상측에 위치한 참조 라인은 1개일 수 있다. 이는 라인 버퍼(line buffer) 메모리 사용량을 최소화하기 위함이다. 따라서, 디코더는 현재 블록의 상측 템플릿을 구성하지 않고, 현재 블록의 좌측 템플릿만 구성하여 TIMD 모드를 수행할 수 있다. 이때, 좌측 템플릿을 예측하기 위한 참조 픽셀은 현재 블록의 상측 참조 픽셀(above reference)와 좌측 참조 픽셀(left reference)이 사용될 수 있다. 이때, 좌측 템플릿의 높이는 도 26(a)와 같이 현재 블록의 높이와 동일할 수 있다. 또한, 도 26(b)와 같이 디코더는 현재 블록의 좌측에 이웃하는 블록이 이미 복원이 완료된 블록인지를 확인한 후, 만일 복원이 완료된 블록일 경우, 좌측 템플릿의 높이를 현재 블록의 높이보다 크게 구성할 수 있다.
일반적으로 현재 블록에 대한 예측 샘플의 정확도는 디코더가 현재 블록의 인접한 주변 픽셀을 많이 참조할수록 높아질 수 있다. 반면에, 주변 픽셀을 많이 참조하게 되면 요구되는 메모리가 증가하게 된다. 또한, 현재 블록에 인접한 주변 블록 중 아직 복원되지 않은 블록이 존재할 경우, 해당 영역은 템플릿으로 사용할 수 없다. 이러한 메모리 증가 및 복원되지 않은 영역에 대한 효과적인 처리를 위해, 도 25(b)와 같이 상측 템플릿의 길이는 현재 블록의 가로의 길이와 동일하게 좌측 템플릿의 길이는 현재 블록의 세로의 길이와 동일하게 설정될 수 있다.
디코더는 현재 블록에 대한 예측 샘플을 획득하는데 템플릿을 이용하여 유도되는 인트라 예측 모드를 사용할 수 있다. 디코더는 현재 블록에 인접한 주변 픽셀을 이용하여 예측 샘플을 생성할 수 있고, 예측 샘플을 생성하기 위해 어떠한 주변 픽셀을 사용할 것인지 적응적으로 선택할 수 있다. 또한, 디코더는 예측 샘플을 생성하기 위해 다중 참조 라인을 사용할 수 있는데, 이때 다중 참조 라인의 인덱스 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다.
엔트로피 코딩을 위해서, TIMD 모드를 위한 다중 참조 라인의 인덱스에 대한 컨텍스트(context)가 새롭게 정의될 수 있다. 컨텍스트 종류의 증가는 메모리 및 컨텍스트 스위칭 복잡도와 관련될 수 있다. 따라서, TIMD 모드에서 사용되는 다중 참조 라인의 인덱스를 코딩 및 디코딩하기 위해 사용되는 컨텍스트는 기존의 다중 참조 라인의 인덱스에 대한 컨텍스트를 재사용한 것일 수 있다.
현재 블록의 잔차 신호에 대한 변환은 2단계로 진행될 수 있다. 1차 변환은 DCT-II, DST-VII, DCT-VIII, DCT5, DST4, DST1, identity transformation (IDT) 등의 변환을 수평 그리고 수직에 각각 적응적으로 적용되는 것일 수 있다. 1차 변환이 완료된 변환 계수에 2차 변환이 추가적으로 적용될 수 있고, 2차 변환은 1차 변환된 변환 계수와 미리 정의된 매트릭스(matrix) 간의 행렬 곱으로 계산될 수 있다. 2차 변환은 저대역 비분리 변환(Low Frequency Non-Separable Transform, LFNST)로 기술될 수 있다. 2차 변환을 위한 매트릭스 변환 세트는 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 2차 변환에 사용되는 변환 매트릭스의 계수 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다.
DIMD 모드 또는 TIMD 모드가 적용되는 현재 블록에 2차 변환이 적용되는 경우, 2차 변환에 대한 변환 세트는 DIMD 모드 또는 TIMD 모드로 유도된 인트라 예측 모드에 기초하여 결정될 수 있다. 2차 변환에 사용되는 변환 매트릭스의 계수 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다. 디코더는 비트스트림에 포함된 계수 정보를 파싱하여 DIMD 모드 또는 TIMD 모드를 위한 2차 변환의 매트릭스 계수 정보를 설정할 수 있다. 이때, TIMD 모드로부터 유도된 2개의 인트라 예측 모드들 중에서 하나가 1차 변환 또는 2차 변환 세트를 선택하는데 사용될 수 있다. 2개의 인트라 예측 방향성 모드 각각의 코스트를 비교하여 가장 작은 코스트를 가지는 인트라 예측 방향성 모드가 1차 변환 또는 2차 변환 세트를 선택하는데 사용될 수 있다. 또한, DIMD로부터 유도된 2개의 인트라 예측 방향성 모드들 중에서 하나가 1차 변환 또는 2차 변환 세트를 선택하는데 사용될 수 있다. 2개의 인트라 예측 모드 각각의 가중치를 비교하여 가장 높은 가중치를 가지는 인트라 예측 방향성 모드가 1차 변환 또는 2차 변환 세트를 선택하는데 사용될 수 있다.
TIMD 모드는 현재 블록의 템플릿을 예측하고, 템플릿으로부터 유도된 인트라 예측 모드를 현재 블록의 예측 블록을 생성하는데 사용하는 모드이므로 복잡도가 높다. 따라서, 디코더가 템플릿 영역에 대한 예측 템플릿을 생성할 때, 기존의 참조 샘플 필터링 과정을 수행하지 않을 수 있다. 또한, 현재 블록에 ISP 모드가 적용되는 경우 또는 현재 블록이 CIIP 모드로 적용되는 경우, TIMD 모드가 적용되지 않을 수 있다. TIMD 모드가 적용된 현재 블록에는 ISP 모드 또는 CIIP 모드가 적용되지 않을 수 있거나 ISP 또는 CIIP와 관련된 신택스가 파싱되지 않을 수 있다. 이때 파싱되지 않는 ISP 또는 CIIP와 관련된 신택스의 값은 미리 지정된 값으로 추론(infer)될 수 있다.
템플릿 예측은 현재 블록에 인접한 좌측 템플릿 영역과 상측 템플릿 영역으로 나누어져 수행될 수 있고, 각 템플릿마다 인트라 예측 모드가 유도될 수 있다. 또한 각 템플릿마다 인트라 예측 모드가 2개 이상 유도될 수 있고, 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드는 4개 이상이 될 수 있다. 인트라 예측 모드가 2개 이상인 경우, 현재 블록에 대한 예측 샘플은 유도된 인트라 예측 모드들을 모두 사용하여 생성될 수 있고, 디코더는 생성된 예측 샘플들을 가중치 평균하여 현재 블록에 대한 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 예측 샘플을 생성하기 위해 템플릿 예측으로부터 유도된 2개 이상의 인트라 예측 모드들, 평면 모드, DC 모드, MIP 모드 중에서 적어도 3개 이상이 사용될 수 있다. 예를 들어, 디코더가 현재 블록에 대한 예측 샘플을 생성(획득)할 때, 디코더는 템플릿 예측으로 유도된 인트라 예측 모드들과 평면 모드를 사용하여 생성한 예측 샘플들을 가중치 평균하여 최종 예측 샘플을 생성할 수 있다.
CIIP 모드가 적용되는 경우에도 상술한 방법들을 이용하여 예측 샘플은 생성될 수 있다. CIIP 모드는 현재 블록에 대한 예측 샘플(블록)을 생성할 때, 인트라 예측과 인터 예측을 모두 사용하는 방법이다. 현재 블록에 대한 예측 샘플은 인트라 예측 샘플과 인터 예측 샘플 간의 가중치 평균으로 생성될 수 있다.
CIIP 모드를 적용하여 인트라 예측 샘플이 생성되는 경우, DIMD 모드 또는 TIMD 모드가 사용될 수 있다. 이때 DIMD 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측 샘플은 DIMD 조합 정보에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 디코더는 가중치가 가장 높은 인트라 예측 모드를 사용하여 제1 예측 샘플을 생성하고 2번째로 가중치가 높은 인트라 예측 모드를 사용하여 제2 예측 샘플을 생성할 수 있다. 그리고, 디코더는 제1 예측 샘플과 제2 예측 샘플을 가중치 평균하여 최종 인트라 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 디코더는 현재 블록의 주변 블록들 중 평면 모드로 예측된 샘플과 제1 예측 샘플, 제2 예측 샘플 총 3개의 예측 샘플들을 가중치 평균하여 최종 인트라 예측 블록을 생성할 수 있다. TIMD 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측 샘플은 TIMD 조합 정보에 기초하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 디코더는 2개의 인트라 예측 모드 각각을 사용하여 2개의 예측 샘플을 생성할 수 있다. 그리고, 디코더는 2개의 예측 샘플을 가중치 평균하여 최종 인트라 예측 샘플을 생성할 수 있다. 이때, 디코더는 2개의 예측 샘플과 평면 모드로 예측된 샘플을 가중치 평균하여 최종 인트라 예측 샘플을 생성할 있다.
인트라 예측 샘플은 위치에 따라 정확도가 달라질 수 있다. 즉, 예측 샘플 내 예측에 사용된 주변 픽셀과 거리가 먼 위치의 픽셀은 거리가 가까운 위치의 픽셀보다 더 많은 잔차 신호를 포함할 수 있다. 따라서, 디코더는 인트라 예측 모드의 방향에 따라 예측 샘플을 수직, 수평, 대각선 방향으로 분할하고, 예측에 사용된 주변 픽셀과의 거리에 따라 가중치 값을 다르게 설정할 수 있다. 이는 CIIP 모드를 사용하여 생성한 인트라 예측 블록 또는 2개 이상의 인트라 예측 모드를 사용하여 생성한 인트라 예측 블록에 적용될 수 있으며, 참조 픽셀의 위치와 예측 블록 내 픽셀 위치 간의 거리에 따라 예측 블록 내 픽셀마다 가중치를 다르게 설정할 수 있다. 실시 일 예로, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 수직 방향 또는 수직과 유사한 방향을 가지는 모드일 경우, 예측 블록의 픽셀 위치가 상단 픽셀과 거리가 가까울수록 높은 가중치가 설정되고 상단 픽셀과 거리가 먼 픽셀 위치일수록 낮은 가중치가 각 픽셀 위치마다 설정될 수 있다.
현재 블록이 CIIP 모드로 부호화되는 경우, 디코더는 인트라 예측 샘플과 인터 예측 샘플을 가중치 평균하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 인터 예측 샘플에서의 픽셀 단위 가중치는 인트라 예측 샘플의 픽셀 단위 가중치를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 인터 예측 샘플의 픽셀 단위 가중치는 전체 가중치의 합에서 인트라 예측 샘플의 픽셀 단위 가중치를 뺀 값이 될 수 있다. 이때, 전체 가중치의 합은 픽셀 단위에서 인트라 예측 샘플의 가중치와 인터 예측 샘플의 가중치가 더해진 값일 수 있다.
예측 샘플 생성을 위해 2개 이상의 인트라 예측 모드가 사용되는 경우, 디코더는 각 인트라 예측 모드에 기초하여 예측 샘플을 각각 생성하고, 생성된 예측 샘플들을 가중치 평균하여 최종 예측 샘플을 생성할 수 있다. 각 인트라 예측 모드에 대한 예측 샘플을 생성할 때, 인트라 예측 모드에 따른 픽셀 단위 가중치가 적용될 수 있다.
픽셀 단위 가중치는 인트라 예측 모드, 현재 블록의 가로의 길이, 세로의 길이, 양자화 파라미터, 현재 블록이 휘도 인지 또는 색차 인지에 대한 정보, 주변 블록의 인트라 코딩 여부, 주변 블록의 잔여 변환 계수에 대한 존재 유무 정보 등 적어도 어느 하나에 기초하여 설정될 수 있다.
도 27은 DIMD 색차 모드 및 TIMD 색차 모드에서 인트라 예측 모드를 유도할 때 사용되는 픽셀을 나타낸 도면이다.
DIMD 모드는 휘도 블록 및 색차 블록에 각각 적용될 수 있고 TIMD 모드 또한 휘도 블록 및 색차 블록에 각각 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 휘도 블록이면, 상술한 DIMD 모드 및 TIMD 모드를 이용하여 인트라 예측 모드는 유도될 수 있고, 현재 블록이 색차 블록이면 대응되는 복원된 휘도 블록이 존재하기 때문에 복원된 휘도 블록에 DIMD 모드 및 TIMD 모드를 이용하여 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다. 현재 블록이 휘도 블록이면 디코더는 방향성 정보를 유도할 수 있고, 현재 블록이 색차 블록이면 디코더는 방향성 정보를 유도하지 않고, 휘도 블록에서 유도된 방향성 정보를 색차 블록에 이용할 수 있다. 휘도 블록에서 DIMD 모드/TIMD 모드를 통해 유도된 방향성 정보를 색차 블록에 이용하는 방법은 DIMD 크로마 모드/TIMD 크로마 모드로 기술될 수 있다.
도 27(a)를 참조하면 미리 복원된 휘도 블록을 사용하여 디코더는 DIMD 모드를 적용할 수 있다. 디코더는 도 27(a)의 회색 픽셀에 대해 방향성을 계산하고, 계산된 방향성으로부터 인트라 예측 모드를 유도한 후 유도된 인트라 예측 모드를 색차 블록의 인트라 예측 모드로 사용할 수 있다. 도 27(b)를 참조하면 휘도 블록의 높이는 2일 수 있다. 이때, 디코더는 DIMD 크로마 모드를 수행하지 않을 수 있다. 다시 말하면, 색차 블록의 높이가 1이면, DIMD 크로마 모드는 수행되지 않을 수 있다. 즉, 디코더가 DIMD 크로마 모드를 수행하기 위해서는 휘도 블록의 너비 또는 높이의 길이가 필터링이 수행될 수 있는 너비 또는 높이의 길이보다 길거나 같아야 할 수 있다. DIMD 크로마 모드가 수행되는지 여부는 필터링의 종류에 따라 달라질 수 있다. 디코더는 도 27(b)와 같이 회색 픽셀에 대한 방향성을 개선하기 위해 현재 블록의 상측에 위치한 복원된 픽셀을 사용할 수 있다. 도 27(c)를 참조하면 디코더는 복원된 휘도 블록들 중 회색 픽셀들로 템플릿을 구성할 수 있고, 흰색 픽셀들을 참조하여 템플릿을 예측할 수 있다. 흰색 픽셀의 크기는 기 설정된 크기일 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 크기는 1이상의 자연수일 수 있다. 도 27(d)를 참조하면 휘도 블록의 높이는 2일 수 있고, 휘도 블록의 높이가 2이면 TIMD 크로마 모드가 적용되더라도 DM 모드와 동일하므로 TIMD 크로마 모드는 사용 가능하지 않을 수 있다. 즉, 휘도 블록의 너비 또는 높이가 기 설정된 값 이내인 경우 TIMD 크로마 모드는 허용되지 않거나 사용 가능하지 않을 수 있다. 이때, 현재 블록에 TIMD 모드가 적용되는 경우, 디코더는 TIMD 모드를 이용하여 휘도 블록에 대한 유도된 인트라 예측 방향성 모드를 사용하여 휘도 블록에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있고, 색차 블록은 DM모드를 사용하여 색차 블록에 대한 예측 샘플을 생성할 수 있다. DM 모드는 휘도 블록의 인트라 예측 모드를 색차 블록에 사용하는 모드를 의미할 수 있다.
도 28 내지 도 30은 인트라 예측 모드를 시그널링하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 28은 색차 블록에 대한 인트라 예측 모드의 비트를 구성하는 방법을 나타낸다. 도 28의 intra_chroma_pred_mode의 값에 따라 색차 인트라 예측 모드는 설정될 수 있다. intra_chroma_pred_mode의 값이 0이면 평면 모드, 1이면 수평 모드, 2이면 수직 모드, 3이면 대각 모드, 4이면 DM 모드 5이면 DIMD 크로마 모드 또는 TIMD 크로마 모드를 지시할 수 있다. intra_chroma_pred_mode의 값이 5일 때 색차 인트라 예측 모드가 DIMD 크로마 모드인지 TIMD 크로마 모드인지는 휘도 블록의 부호화 모드에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 휘도 블록에 DIMD 모드가 적용되면, 색차 인트라 예측 모드는 DIMD 크로마 모드일 수 있다. 마찬가지로 휘도 블록에 TIMD 모드가 적용되면 색차 인트라 예측 모드는 TIMD 크로마 모드일 수 있다. 휘도 블록이 방향성 모드 또는 비방향성 모드 또는 MIP 모드일 경우, 색차 인트라 예측 모드는 DIMD 크로마 모드일 수 있다. 또한, 휘도 블록의 부호화 모드와 무관하게 색차 인트라 예측 모드는 DIMD 크로마 모드일 수 있다. 인코더 및 디코더가 CCLM 방법을 수행할 수 있다면, 도 29에 나타난 DIMD/TIMD 크로마 모드에 대한 시그널링이 가능할 수 있다.
현재 블록에 ISP 모드가 적용되거나 현재 블록의 크기가 방향성을 유도할 수 없는 크기인 경우, 허용 가능한(사용 가능한) 색차 인트라 예측 모드의 범위가 변경될 수 있다. 예를 들어, 블록의 가로 또는 세로의 길이 중 적어도 어느 하나가 임의의 값(예, 1 이상의 정수)보다 작다면 색차 인트라 예측 모드는 평면 모드, 수평 모드, 수직 모드, 대각 모드, DM 모드만 사용될 수 있다. 즉, intra_chroma_pred_mode의 값은 0 내지 4 중 어느 하나일 수 있다. 한편, DIMD 크로마 모드 또는 TIMD 크로마 모드인지를 지시하는 별도의 플래그가 존재한다면, 상기 별도의 플래그는 파싱되지 않을 수 있다.
DIMD 모드 및 TIMD 모드는 복원된 휘도 블록을 이용한다는 점에서 CCLM과 유사할 수 있다. 즉, 색차 블록에 대한 예측 모드는 알고리즘의 특성에 따라 통합되어 시그널링될 수 있다. 이때, 통합되는 기준은 방향성 여부 또는 복원된 휘도 블록을 사용하여 예측 모드를 유도하는지 여부 등일 수 있다. 예를 들어, DIMD 모드와 TIMD 모드는 방향성 또는 비방향성 모드가 아니므로, 도 30과 같이 CCLM의 하나의 모드로 구성될 수 있다. 도 30을 참조하면 cclm_mode_idx의 값이 3인 경우 색차 블록은 DIMD 크로마 모드 또는 TIMD 크로마 모드로 부호화됨을 나타낼 수 있다. 즉, 디코더는 cclm_mode_idx를 파싱하여 cclm_mode_idx의 값이 3인 경우, 색차 블록을 DIMD 크로마 모드 또는 TIMD 크로마 모드로 예측할 수 있다.
도 31은, 현재 블록이 수평, 수직, 대각선 방향으로 분할되는 방법을 나타낸 도면이다.
예측 샘플 내 픽셀마다 가중치는 다르게 설정될 수 있다. 가중치는 계산 복잡도 측면에서 현재 블록에서 임의의 크기의 분할된 서브블록마다 다르게 설정될 수 있다. 이때, 임의의 크기는 현재 블록의 가로 또는 세로의 길이에 따라 달라질 수 있고, 2의 배수일 수 있다. 임의의 크기에 따라 현재 블록은 복수 개(예를 들어, 2개 또는 4개)의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 인트라 예측 모드의 방향이 대각선인 경우 현재 블록은 대각선 방향으로 분할될 수 있다. 도 31(a)는 현재 블록이 수평과 수직 방향으로 분할되는 것을 나타내고, 도 31(b)는 현재 블록이 대각선 방향으로 분할되는 것을 나타낸다. 인트라 예측 모드의 각도가 특정 값보다 크다면 현재 블록의 상측 픽셀을 사용하여 예측 샘플이 생성되었을 수 있다. 현재 블록이 수평 방향으로 분할되는 경우, 분할된 서브 블록들 중 최상측의 서브 블록에 가장 높은 가중치가 설정될 수 있고, 최하측의 서브 블록에 가장 낮은 가중치가 설정될 수 있다. 이때, 특정 값은 0 내지 67 사이의 값일 수 있다. 예를 들어, 특정 값은 34일 수 있다. 도 31(a)에 나타난 바와 같이 현재 블록은 수평 방향으로 4개의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 이때, 최상측 서브 블록의 가중치는 6이고 두번째 상측 서브 블록의 가중치는 5, 세번째 상측 서브 블록의 가중치는 3, 최하측 서브 블록의 가중치는 2로 설정될 수 있다. 마찬가지로 도 31(a)에 나타난 바와 같이 현재 블록이 수직 방향으로 분할되는 경우, 분할된 서브 블록들 중 가장 좌측의 서브 블록에 가장 높은 가중치가 설정될 수 있고, 가장 우측의 서브 블록에 가장 낮은 가중치가 설정될 수 있다. 인트라 예측 모드의 방향이 대각선일 경우, 현재 블록은 대각선 방향으로 분할될 수 있다. 도 31(b)에 나타난 바와 같이 현재 블록은 대각선 방향으로 분할될 수 있다. 예를 들어 현재 블록은 대각선 방향으로 2개(실선 기준) 또는 4개(실선 및 점선 기준)의 서브 블록으로 분할될 수 있다. 인트라 예측 모드의 각도가 특정 범위 사이라면 현재 블록은 대각선 방향으로 예측될 수 있고, 예측 픽셀과 인접한 서브 블록에 가장 높은 가중치가 설정될 수 있다.
현재 블록은 동일한 간격으로 수직, 수평 또는 대각선 방향으로 분할될 수 있다. 한편, 분할되는 간격은 현재 블록의 가로의 길이, 세로의 길이, 인트라 예측 모드, 현재 블록이 휘도 인지 색차 인지 여부에 대한 정보 등을 적어도 하나 이상에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로가 세로보다 길고, 수평 분할되는 경우, 분할되는 간격은 현재 블록의 가로와 세로의 길이가 동일한 경우보다 넓어질 수 있다. 분할과 관련된 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다. 디코더는 분할과 관련된 정보를 파싱하여 현재 블록의 수직, 수평, 대각선 방향 분할에 대한 정보를 획득하고, 인트라 예측 모드와 무관하게 현재 블록의 예측 샘플에 대한 각 서브 블록들의 가중치를 획득할 수 있다.
일반적으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 블록은 주변 픽셀로부터 유도되며, 예측 블록을 생성할 때 하나의 인트라 예측 모드가 사용된다. 현재 블록의 주변 픽셀의 특성이 하나의 방향성을 가지는 경우도 있지만, 방향성이 모호한 경우도 존재할 수 있다. 이러한 경우, 디코더는 여러 개의 인트라 예측 모드를 사용하여 예측 샘플들을 생성하고, 생성한 예측 샘플들을 가중치 평균하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때, 여러 개의 인트라 예측 모드에 대한 정보는 비트스트림에 포함될 수 있다. 디코더는 여러 개의 인트라 예측 모드에 대한 정보를 파싱하여 획득되는 각각의 인트라 예측 모드에 기초하여 예측 샘플들을 생성하고 생성된 예측 샘플들을 가중치 평균하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
여러 개의 인트라 예측 모드가 부호화될 때, 첫 번째 인트라 예측 모드는 기존의 부호화 및 복호화 방법을 적용할 수 있다. 두 번째 인트라 예측 모드는 첫 번째 인트라 예측 모드와 유사할 수 있다. 따라서, 두 번째 인트라 예측 모드에 대한 정보는 인트라 예측 모드를 직접 지시하는 것이 아닌, 첫 번째 인트라 예측 모드와의 차분 값만이 비트스트림에 포함되어 디코더로 시그널링될 수 있다. 한편, 두 번째 인트라 예측 모드가 첫 번째 인트라 예측 모드와 유사하지 않는다면, 상기 차분 값만이 비트스트림에 포함되어 디코더로 시그널링되거나 기존의 부호화 및 복호화 방법이 적용되는지 여부에 대한 정보도 같이 비트스트림에 포함되어 디코더로 시그널링될 수 있다. 또한, 두 번째 인트라 예측 모드가 MPM 리스트 내에 있는지에 대한 정보가 비트스트림에 포함되어 시그널링될 수 있다. 두 번째 인트라 예측 모드가 MPM 리스트 내에 없는 경우, 두 번째 인트라 예측 모드에 대한 잔여 부호가 비트스트림에 포함되어 시그널링될 수 있다. 두 번째 인트라 예측 모드의 잔여 부호에 대한 부호화 및 복호화 시, 전체 인트라 예측 모드 개수에서 MPM 리스트에 있는 인트라 예측 모드 개수와 첫 번째 예측 모드가 제외된 개수가 최대 신택스 요소(syntax element)의 개수가 될 수 있다.
인트라 예측 모드의 유도를 위해 사용되는 참조 픽셀은 복수 개의 참조 라인 중 하나의 참조 라인에 포함될 수 있다. 첫 번째 인트라 예측 모드와 두 번째 인트라 예측 모드의 유도를 위해 사용되는 참조 라인은 동일하거나 상이할 수 있다. 참조 라인이 동일하면 연산 복잡도 측면에서 효율적이고, 참조 라인이 상이하면 예측 정확도 측면에서 효율적일 수 있다. 참조 라인이 서로 상이한 경우, 두 번째 인트라 예측 모드의 유도를 위해 사용되는 참조 라인에 대한 정보에는 첫 번째 인트라 예측 모드의 유도를 위해 사용되는 참조 라인의 인덱스는 제외될 수 있다. 예를 들어, 다중 참조 라인이 3개인 경우, 두 번째 인트라 예측 모드의 유도를 위해 사용되는 참조 라인의 인덱스는 첫번째 인트라 예측 모드의 유도를 위해 사용되는 참조 라인이 제외된 2개의 참조 라인 중 어느 하나를 지시하는 인덱스일 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 방법들이 적용될 것인지 여부는 슬라이스 타입 정보 (예, I 슬라이스, P 슬라이스, B 슬라이스 인지 여부), 타일인지 여부, 서브 픽쳐인지 여부, 현재 블록의 크기, 코딩 유닛의 깊이, 현재 블록이 휘도 블록인지 색차 블록인지 여부, 참조 프레임인지 비참조 프레임인지 여부, 참조 순서 및 계층에 따른 시간적인 계층 등에 대한 정보들 중 적어도 어느 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 방법들이 적용될 것인지 여부를 결정하기 위해 사용되는 정보들은 디코더 및 인코더 간 미리 약속된 정보일 수 있다. 또한, 이러한 정보들은 프로파일 및 레벨에 따라 결정되어 있을 수 있다. 이러한 정보들은 변수 값으로 표현될 수 있고, 비트스트림에는 변수 값에 대한 정보가 포함될 수 있다. 즉, 디코더는 비트스트림에 포함된 변수 값에 대한 정보를 파싱하여 상술한 방법들이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 코딩 유닛의 가로의 길이 또는 세로의 길이에 기초하여 상술한 방법들이 적용될 것인지 여부가 결정될 수 있다. 가로의 길이 또는 세로의 길이가 32 이상(예, 32, 64, 128 등)이면 상술한 방법들은 적용될 수 있다. 또한 가로의 길이 또는 세로의 길이가 32 보다 작은 경우(예, 2, 4, 8, 16)에 상술한 방법들은 적용될 수 있다. 또한 가로의 길이 또는 세로의 길이가 4 또는 8인 경우 상술한 방법들은 적용될 수 있다.
도 32내지 도 34는 DIMD 모드와 TIMD 모드와 관련된 신택스 구조를 나타낸 도면이다.
도 32를 참조하면 DIMD 모드와 관련 신택스 요소와 TIMD 모드의 관련된 신택스 요소는 CTU 경계에 기초하여 파싱될 수 있다. 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계인지 여부는 현재 블록의 좌상단 좌표 중 세로축 좌표(y0)를 CtbSizeY로 나눈 나머지 값에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 나머지 값이 0보다 크다면 현재 블록의 상측 경계는 CTU의 경계가 아니고, 나머지 값이 0이면 현재 블록의 상측 경계는 CTU의 경계일 수 있다. 도 32-1을 참조하면, 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계가 아닌 경우 디코더는 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, y0 % CtbSizeY > 0 이면 디코더는 intra_dimd_flag를 파싱할 수 있다. intra_dimd_flag는 현재 블록의 복원을 위해 DIMD 모드가 사용되는지 여부를 지시하는 신택스 요소로 intra_dimd_flag의 값이 0이면 DIMD 모드가 사용되지 않음을 지시하고, intra_dimd_flag의 값이 1이면 DIMD 모드가 사용되는 것임을 지시할 수 있다. 또한 intra_dimd_flag는 sps_dimd_enable_flag의 값이 1인 경우 파싱될 수 있다. sps_dimd_enable_flag는 시퀀스 파라미터 세트 신택스에서 시그널링/파싱 되는 신택스 요소로 시퀀스 단위로 DIMD 모드의 활성/비활성 유무를 지시할 수 있다. 예를 들어, sps_dimd_enable_flag의 값이 1이면 DIMD 모드가 활성화됨을 지시할 수 있고 sps_dimd_enable_flag의 값이 0이면 DIMD 모드가 비활성화 됨을 지시할 수 있다. 도 32-2를 참조하면, DIMD 모드가 사용되지 않고, 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계가 아닌 경우 디코더는 TIMD 모드가 적용되는지 여부를 확인할 수 있다. 즉, intra_dimd_flag의 값이 0이고 (!intra_dimd_flag), y0 % CtbSizeY > 0 이면 디코더는 intra_timd_flag를 파싱할 수 있다. intra_timd_flag는 현재 블록의 복원을 위해 TIMD 모드가 사용되는지 여부를 지시하는 신택스 요소로 intra_timd_flag의 값이 0이면 TIMD 모드가 사용되지 않음을 지시하고, intra_timd_flag의 값이 1이면 TIMD 모드가 사용되는 것임을 지시할 수 있다. 한편 현재 블록의 상측 경계가 CTU 경계인 경우 DIMD 모드 및 TIMD 모드는 적용되지 않을 수 있다. 이는 라인 버퍼 메모리의 사용량을 최소화하기 위함이다. intra_dimd_flag 및 intra_timd_flag가 파싱되지 않는 경우, intra_dimd_flag 및 intra_timd_flag의 값은 각각 0으로 암시(infer)될 수 있다. CtbSizeY는 루마 블록의 코딩 트리 유닛의 크기일 수 있다. DIMD 모드와 TIMD 모드를 위한 참조 샘플의 개수는 2개 또는 4개일 수 있으므로, CtbSizeY는 2보다 크거나 4보다 클 수 있다. CtbSizeY는 기 설정된 값보다 클 수 있고, DIMD 모드와 TIMD 모드 별로 각각 달리 설정될 수 있다. 이때 기 설정된 값은 양의 정수 일 수 있다. 예를 들어, DIMD 모드가 적용되는 경우 CtbSizeY는 2보다 크거나 기 설정된 값(예, 1)보다 클 수 있다. TIMD 모드가 적용되는 경우 CtbSizeY는 4보다 크거나 기 설정된 값(예, 2)보다 클 수 있다.
도 33은 DIMD 모드 및 TIMD 모드와 기존의 일반적인 인트라 예측 모드가 구분되어 파싱되는 신택스 구조를 나타낸다.
도 33-1을 참조하면 기존의 일반적인 인트라 예측 모드가 사용되는지 디코더에서 유도한 인트라 예측 모드가 사용되는지(즉, DIMD 모드, TIMD 모드)에 따라 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다. sps_dimd_timd_enable_flag는 SPS 레벨에서 파싱되는 신택스 요소로 디코더에서 유도한 인트라 예측 모드가 사용되는지 여부를 지시하는 신택스 요소일 수 있다. sps_dimd_timd_enable_flag의 값이 1이면 DIMD 모드 및 TIMD 모드가 활성화됨을 지시할 수 있고, sps_dimd_timd_enable_flag의 값이 0이면 DIMD 모드 및 TIMD 모드가 비활성화됨을 지시할 수 있다. non_general_intra_mode_flag는 기존의 일반적인 인트라 예측 모드를 사용하는지 여부를 지시하는 신택스 요소일 수 있다. non_general_intra_mode_flag는 intra_mip_flag의 값이 '0'일 때, 파싱되어 설정될 수 있다. non_general_intra_mode_flag의 값이 1이면 DIMD 모드 및 TIMD 모드가 사용됨을 지시할 수 있고, non_general_intra_mode_flag의 값이 0이면 기존의 일반적인 인트라 예측 모드가 사용됨을 지시할 수 있다. 더하여, 현재 블록의 상측 경계가 CTU의 경계인지 여부에 대한 조건이 추가될 수 있다. 도 33-1을 참조하면 sps_dimd_timd_enabled_flag의 값이 1이고, non_general_intra_mode_flag의 값이 1이고, y0 % CtbSizeY > 0 이면 디코더는 도 33-2의 조건들을 확인할 수 있다. 도 33-1에서는 3가지 조건이 모두 개시되어 있으나 이 중 일부만이 사용될 수도 있다. 도 33-2를 참조하면, intra_timd_flag가 파싱되기 위해서는 (sh_slice_type != I || (sh_slice_type == I && cbWidth * cbHeight <=1024 ))를 만족하여야 한다. 즉, intra_timd_flag가 파싱되기 위해서는 슬라이스 타입이 I 타입이 아니거나 슬라이스 타입이 I이고 코딩 블록의 가로 및 세로의 길이의 곱이 1024 이하이면 intra_timd_flag는 파싱될 수 있다. intra_timd_flag의 값이 1이면 TIMD 모드가 사용됨을 지시하고, intra_timd_flag의 값이 0이면 DIMD 모드가 사용됨을 지시할 수 있다.
한편, 도 33-1의 조건을 만족하지 않는 경우, 디코더는 도 33-3의 신택스 요소들을 파싱할 수 있다. 즉, 기존의 일반적인 인트라 예측 모드를 사용하는 방법에 대한 신택스 요소들이 파싱될 수 있다.
프로파일 티어 레벨 신택스는, 프로파일, 티어, 및 레벨과 관련된 정보를 포함할 수 있다. 이때, 프로파일 티어 레벨 신택스(profile tier level syntax)는 일반 제약 정보(General constraint inforamtion, GCI)에 대한 신택스 'general_constraint_info()'를 포함할 수 있다. GCI에 대한 신택스(이하, GCI 신택스)는, 상호 운용성(interoperability)을 위해 GCI 신택스 및/또는 다른 신택스(예를 들어, DPS RBSP 신택스, VPS RBSP 신택스, SPS RBSP 신택스, PPS RBSP 신택스, Sliceheader 신택스 등)에 포함된 툴 및/또는 기능 등을 비활성화(disable)하도록 제어할 수 있다. GCI 신택스가 툴 및/또는 기능 등을 비활성화하도록 지시하는 경우, 하위 신택스에 선언된 툴 및/또는 기능들은 비활성화 될 수 있다
sps_dimd_timd_enable_flag에 대한 일반 제약(general constraint) 플래그는 일반 제약 정보(General constraint information, GCI) 신택스에 포함될 수 있다. sps_dimd_timd_enable_flag에 대한 일반 제약 플래그는 no_dimd_timd_constraint_flag가 될 수 있다. no_dimd_timd_constraint_flag의 값이 1이면 OlsInScope 내의 모든 픽쳐들에 대한 sps_dimd_timd_enable_flag의 값은 0일 수 있다. no_dimd_timd_constraint_flag의 값이 0이면 sps_dimd_timd_enable_flag의 값에 대한 제약이 없을 수 있다. (no_dimd_timd_constraint_flag equal to 1 specifies that sps_dimd_timd_enable_flagfor all pictures in OlsInScope shall be equal to 0. no_dimd_timd_constraint_flag equal to 0 does not impose such a constraint.) GCI 신택스는 프로파일 티어 레벨 신택스에 포함될 수 있다. GCI 신택스는, 상호 운용성(interoperability)을 위해 GCI 신택스 및/또는 다른 신택스(예를 들어, DPS RBSP 신택스, VPS RBSP 신택스, SPS RBSP 신택스, PPS RBSP 신택스, Sliceheader 신택스 등)에 포함된 툴 및/또는 기능 등을 비활성화(disable)하도록 제어할 수 있다. GCI 신택스가 툴 및/또는 기능 등을 비활성화하도록 지시하는 경우, 하위 신택스에 선언된 툴 및/또는 기능들은 비활성화 될 수 있다
도 34는 도 33-2의 intra_timd_flag가 파싱되기 위한 조건 없이 intra_timd_flag가 파싱되는 방법을 나타낸 신택스 구조이다.
도 34-1을 참조하면 sps_dimd_timd_enabled_flag의 값이 1이고, non_general_intra_mode_flag의 값이 1이고, y0 % CtbSizeY > 0 이면 디코더는 intra_timd_flag를 파싱할 수 있다. 도 34-1의 조건을 만족하지 못하면 디코더는 예측 모드를 사용하는 방법에 대한 신택스 요소들을 파싱할 수 있다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 비디오 신호 처리 방법을 나타낸 순서도이다.
구체적으로 도 35는 도 1 내지 도 34를 통해 설명한 DIMD 모드에 기초하여 현재 블록을 복원하는 방법을 나타낸다.
도 35를 참조하면, 디코더는 DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱할 수 있다(S3510). 이때, 상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링될 수 있다. 디코더는 상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱할 수 있다(S3520). 디코더는 상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원할 수 있다(S3530).
구체적으로, 디코더는 S3530 단계를 다음과 같이 수행할 수 있다. 디코더는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들을 획득할 수 있다. 디코더는 상기 방향성 정보들 중 가장 빈번하게 발생하는 제1 방향성 정보와 두번째로 빈번하게 발생하는 제2 방향성 정보를 선택할 수 있다. 그리고 디코더는 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 상기 현재 블록을 복원할 수 있다.
상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보에 대응하는 가중치 값과 상기 제2 방향성 정보에 대응하는 가중치 값에 기초하여 복원될 수 있다.
상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 생성되는 유도된 인트라 예측 모드 및 제1 예측 모드를 이용하여 복원될 수 있다. 이때, 상기 제1 예측 모드는 평면 모드일 수 있다.
상기 제2 신택스 요소는, 상기 현재 블록이 휘도 성분 블록이고, 상기 현재 블록에 인터 예측이 적용되지 않는 경우, 파싱될 수 있다.
상기 현재 블록은 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드에 기초하여 복원될 수 있다. 이때, 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들에 기초하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록은 상기 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드들 중 어느 하나의 예측 모드와 상기 유도된 인트라 예측 모드의 조합에 기초하여 복원될 수 있다.
도 35를 통해 상술한 비디오 신호 처리 방법은 디코더 또는 인코더의 프로세서를 통해 수행될 수 있다. 또한, 인코더는 비디오 신호 처리 방법에 의해 디코딩되는 비트스트림을 생성할 수 있다. 또한, 인코더가 생성한 비트스트림은 컴퓨터 판독 가능한 비 일시적 저장 매체(기록 매체)에 저장될 수 있다.
본 명세서는 주로 디코더 관점에서 기술되었으나 인코더에서도 동일하게 동작될 수 있다. 본 명세서의 파싱이라는 용어는 비트스트림으로부터 정보를 획득하는 과정을 중점으로하여 설명되었으나 인코더 측면에서는 비트스트림에 해당 정보를 구성하는 것으로 해석될 수 있다. 따라서 파싱이라는 용어는 디코더 동작으로만 한정되지 않고 인코더에서는 비트스트림을 구성하는 행위로까지 해석될 수 있다. 또한, 이러한 비트스트림은 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 저장되어 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 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), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.
일부 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조 또는 프로그램 모듈과 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아는 것으로 해석해야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 비디오 신호 디코딩 장치에 있어서,
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하고,
    상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고,
    상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하고,
    상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프로세서는
    상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들을 획득하고,
    상기 방향성 정보들 중 가장 빈번하게 발생하는 제1 방향성 정보와 두번째로 빈번하게 발생하는 제2 방향성 정보를 선택하고,
    상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보에 대응하는 가중치 값과 상기 제2 방향성 정보에 대응하는 가중치 값에 기초하여 복원되는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 생성되는 유도된 인트라 예측 모드 및 제1 예측 모드를 이용하여 복원되고,
    상기 제1 예측 모드는 평면 모드인 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 신택스 요소는, 상기 현재 블록이 휘도 성분 블록이고, 상기 현재 블록에 인터 예측이 적용되지 않는 경우, 파싱되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 장치.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 현재 블록은 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드에 기초하여 복원되고,
    상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들에 기초하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드들 중 어느 하나의 예측 모드와 상기 유도된 인트라 예측 모드의 조합에 기초하여 복원되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 디코딩 장치.
  8. 비디오 신호 인코딩 장치에 있어서,
    프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    디코딩 방법에 의해 디코딩되는 비트스트림을 획득하고,
    상기 디코딩 방법은,
    DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계,
    상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고;
    상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계;
    상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 인코딩 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계는,
    상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들을 획득하는 단계;
    상기 방향성 정보들 중 가장 빈번하게 발생하는 제1 방향성 정보와 두번째로 빈번하게 발생하는 제2 방향성 정보를 선택하는 단계;
    상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 인코딩 장치.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보에 대응하는 가중치 값과 상기 제2 방향성 정보에 대응하는 가중치 값에 기초하여 복원되는 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 생성되는 유도된 인트라 예측 모드 및 제1 예측 모드를 이용하여 복원되고,
    상기 제1 예측 모드는 평면 모드인 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  12. 제 7항에 있어서,
    상기 제2 신택스 요소는, 상기 현재 블록이 휘도 성분 블록이고, 상기 현재 블록에 인터 예측이 적용되지 않는 경우, 파싱되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 인코딩 장치.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 현재 블록은 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드에 기초하여 복원되고,
    상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들에 기초하여 구성되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 인코딩 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 MPM 리스트에 포함되는 예측 모드들 중 어느 하나의 예측 모드와 상기 유도된 인트라 예측 모드의 조합에 기초하여 복원되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 인코딩 장치.
  15. 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 비 일시적 저장 매체에 있어서, 상기 비트스트림은 디코딩 방법에 의해 디코딩되고,
    상기 디코딩 방법은,
    DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계,
    상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고;
    상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계;
    상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 일시적 저장 매체.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계는,
    상기 현재 블록의 주변 블록들의 방향성 정보들을 획득하는 단계;
    상기 방향성 정보들 중 가장 빈번하게 발생하는 제1 방향성 정보와 두번째로 빈번하게 발생하는 제2 방향성 정보를 선택하는 단계;
    상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 상기 현재 블록을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비 일시적 저장 매체.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보에 대응하는 가중치 값과 상기 제2 방향성 정보에 대응하는 가중치 값에 기초하여 복원되는 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 현재 블록은 상기 제1 방향성 정보 및 상기 제2 방향성 정보에 기초하여 생성되는 유도된 인트라 예측 모드 및 제1 예측 모드를 이용하여 복원되고,
    상기 제1 예측 모드는 평면 모드인 것을 특징으로 하는 비 일시적 저장 매체.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 제2 신택스 요소는, 상기 현재 블록이 휘도 성분 블록이고, 상기 현재 블록에 인터 예측이 적용되지 않는 경우, 파싱되는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 비 일시적 저장 매체.
  20. 비디오 신호 처리 방법에 있어서, 상기 방법은,
    DIMD 모드의 활성화 여부를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계,
    상기 제1 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS) RBSP(Raw Byte Sequence Payload) 신택스 상에서 시그널링되고;
    상기 제1 신택스 요소가 DIMD 모드의 활성화를 지시하면, 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용되는지 여부를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계;
    상기 제2 신택스 요소가 상기 현재 블록에 상기 DIMD 모드가 적용됨을 지시하면, 상기 현재 블록을 상기 DIMD 모드에 기초하여 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 비디오 신호 처리 방법.
KR1020247001801A 2021-06-28 2022-06-28 인트라 예측을 이용한 비디오 신호 처리 방법 및 이를 위한 장치 KR20240026180A (ko)

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