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WO2015137785A1 - 샘플값 보상을 위한 영상 부호화 방법과 그 장치, 및 샘플값 보상을 위한 영상 복호화 방법과 그 장치 - Google Patents

샘플값 보상을 위한 영상 부호화 방법과 그 장치, 및 샘플값 보상을 위한 영상 복호화 방법과 그 장치 Download PDF

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WO2015137785A1
WO2015137785A1 PCT/KR2015/002528 KR2015002528W WO2015137785A1 WO 2015137785 A1 WO2015137785 A1 WO 2015137785A1 KR 2015002528 W KR2015002528 W KR 2015002528W WO 2015137785 A1 WO2015137785 A1 WO 2015137785A1
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WO
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offset
parameter
unit
coding unit
depth
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/002528
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English (en)
French (fr)
Inventor
알쉬나엘레나
알쉰알렉산더
Original Assignee
삼성전자 주식회사
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.)
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Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
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Priority to US15/125,852 priority patent/US20170006289A1/en
Priority to EP15761428.0A priority patent/EP3107298A4/en
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    • H04N19/96—Tree coding, e.g. quad-tree coding

Definitions

  • the present disclosure relates to encoding and decoding of an image.
  • video codec for efficiently encoding or decoding high resolution or high definition video content.
  • video is encoded according to a limited encoding method based on a block having a predetermined size.
  • Image data in the spatial domain is transformed into coefficients in the frequency domain using frequency transformation.
  • the video codec divides an image into blocks having a predetermined size for fast operation of frequency conversion, performs DCT conversion for each block, and encodes frequency coefficients in units of blocks. Compared to the image data of the spatial domain, the coefficients of the frequency domain are easily compressed. In particular, since the image pixel value of the spatial domain is expressed as a prediction error through inter prediction or intra prediction of the video codec, when frequency conversion is performed on the prediction error, much data may be converted to zero.
  • the video codec reduces data volume by substituting data repeatedly generated continuously with small size data.
  • the present disclosure proposes an image encoding method and apparatus, an image decoding method, and apparatus for generating a reconstructed image in which an error with an original image is minimized at a high bit depth and a high bit rate.
  • a method of decoding an image may include parsing a scale parameter from a bitstream to scale an offset of a current block; Scaling an absolute value of the offset of the current block using the scale parameter, and determining an offset of the current block using the scaled offset absolute value; And using the offset of the current block, compensating a sample value of the reconstructed pixel of the current block.
  • the scale parameter may be based on at least one of a bit depth BitDepth and a quantization parameter.
  • parsing from the bitstream may be parsing a scale parameter from a picture parameter set (PPS) of the bitstream.
  • PPS picture parameter set
  • parsing from the bitstream may be parsing a scale parameter from a sequence parameter set (SPS) of the bitstream.
  • SPS sequence parameter set
  • parsing from the bitstream may be parsing a scale parameter from a slice segment header of the bitstream.
  • a method of decoding an image includes parsing a flag indicating that a scale parameter exists in a slice segment header from a sequence parameter set of a bitstream; And if the flag is 1, parsing the scale parameter from the slice segment header.
  • the scale parameter may include at least one of a parameter related to a luma component and a parameter related to a chroma component.
  • the scale parameter may include at least one of a parameter related to an edge offset (EO) and a parameter related to a band offset (BO).
  • EO edge offset
  • BO band offset
  • the scale parameter may range from 0 to Max (bit depth-10, 0).
  • An apparatus for decoding an image includes an extracting unit for parsing a scale parameter from a bitstream to scale an offset of a current block; An offset determination unit that scales the absolute value of the offset of the current block by using the scale parameter and determines the offset of the current block by using the scaled offset absolute value; And a pixel compensator for compensating a sample value of the reconstructed pixel of the current block by using the offset of the current block.
  • a program for implementing a method of decoding an image according to an embodiment of the present disclosure may be recorded in a computer-readable recording medium.
  • a method of encoding an image includes encoding an image based on blocks of a tree structure; Determining a scale parameter for scaling an offset of the current block; Encoding a scale parameter; And
  • the determining of the scale parameter may be a step of determining the scale parameter based on at least one of a bit depth Bittepth and a quantization parameter.
  • Determining the scale parameter may include determining the scale parameter in a range from 0 to Max (bit depth-10, 0).
  • An apparatus for encoding an image includes an encoder encoding an image based on blocks of a tree structure; A parameter determining unit that determines a scale parameter for scaling an offset of the current block; And a transmitter for encoding the scale parameter and transmitting a bitstream including the encoded scale parameter.
  • FIG. 1 is a block diagram of an image encoding apparatus 10 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a flowchart of an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram of an image decoding apparatus 30 according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart of an image decoding method, according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram of an image decoding apparatus 50 according to another embodiment.
  • FIG 6 illustrates an edge class of an edge type according to one embodiment.
  • 7A and 7B illustrate categories of edge type according to one embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram of an image encoding apparatus 100 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a block diagram of an image decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a block diagram of an image encoder 400 based on coding units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a block diagram of an image decoder 500 based on coding units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 18 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 19 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • an image encoding technique and an image decoding technique for scaling an offset of a current block using a scale parameter based on at least one of a bit depth and a quantization parameter will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • an embodiment of scaling an offset of a current block in an image encoding technique and an image decoding technique based on coding units having a tree structure according to an embodiment is described with reference to FIGS. 1 to 20.
  • the 'image' may be a still image of the video or a video, that is, the video itself.
  • an image encoding technique and an image decoding technique for scaling an offset of a current block using a scale parameter based on at least one of a bit depth and a quantization parameter will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. 1 is a block diagram of an image encoding apparatus 10 according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 10 includes an encoder 12, a parameter determiner 14, and a transmitter 16.
  • the image encoding apparatus 10 receives images of a video, divides each image into blocks, and encodes each block.
  • the type of block may be square or rectangular, and may be any geometric shape. It is not limited to data units of a certain size.
  • Blocks according to an embodiment may be coding units having a tree structure.
  • coding units having a tree structure may include a largest coding unit (LCU) and a coding unit (CU).
  • LCU largest coding unit
  • CU coding unit
  • a video encoding and decoding method based on coding units having a tree structure will be described later with reference to FIGS. 8 to 20.
  • the image encoding apparatus 10 receives the images of the video, partitions each image into the largest coding units, and generates the prediction, the transformation, and the entropy encoding on the samples for each maximum coding unit.
  • the resulting data can be output in the form of a bitstream.
  • Samples of the largest coding unit may be sample value data of pixels included in the maximum coding unit.
  • the encoder 12 may encode an image based on blocks of a tree structure.
  • the encoder 12 may individually perform encoding for each largest coding unit of an image included in the blocks of the tree structure.
  • the encoder 12 may encode the current maximum coding unit based on coding units having a tree structure divided from the current maximum coding unit.
  • the encoder 12 may perform intra prediction, inter prediction, transform, and quantization on each of coding units having a tree structure included in the current coding unit to encode samples in order to encode the current maximum coding unit. Can be.
  • the encoder 12 decodes the encoded samples by inverse quantization, inverse transform, inter prediction, or intra prediction for each block of the tree structure, and reconstructs the samples included in the current block. Can be.
  • the image encoding apparatus 10 may determine an offset value indicating a difference between the original pixel and the reconstructed pixel in order to minimize an error between the original pixel before the current block is encoded and the reconstructed pixel after decoding.
  • the offset value may be represented using at least one of an absolute absolute value and a scale parameter for scaling the absolute absolute value.
  • the image encoding apparatus 10 may shift the absolute offset value using a scale parameter to determine the offset value.
  • the image encoding apparatus 10 indicates the offset value using the absolute offset value and the scale parameter, since the bits used may be reduced, the efficiency of the amount of information per bit of the bitstream may be improved.
  • the absolute offset value may be included in the bitstream and is information related to the size of the offset.
  • the absolute value of the offset is also positive and can be scaled by a scale parameter.
  • the scale may mean a shift operation.
  • the parameter determiner 14 may determine the offset parameter for each block.
  • the offset parameter may include an offset value, an offset type, and an offset class.
  • the parameter determiner 14 may determine an offset value for each largest coding unit.
  • the parameter determiner 14 may also determine the offset type and the offset class for each largest coding unit.
  • the offset value may be represented by using an offset absolute value and a scale parameter for scaling an offset absolute value.
  • the offset value may be represented by scaling the absolute absolute value by a scale parameter.
  • the scale parameter may be zero.
  • the image encoding apparatus 10 may determine whether to send the scale parameter to the image decoding apparatus 30 through the bitstream. For example, when the image encoding apparatus 10 determines the offset value by scaling the absolute absolute value using a scale parameter, the image encoding apparatus 10 may set an adaptive offset enable flag. That is, when the adaptive offset use flag value is 1, the offset value may be determined by scaling the absolute absolute value by a scale parameter. The image encoding apparatus 10 may transmit the absolute offset value, the scale parameter, and the adaptive offset use flag to the image decoding apparatus 30 through the bitstream. The image decoding apparatus 30 may determine whether to parse the scale parameter by parsing the adaptive offset use flag. For example, when the adaptive offset use flag is 1, the image decoding apparatus 30 may parse the scale parameter. In addition, the image decoding apparatus 30 may determine the offset value by scaling the absolute offset value by a scale parameter.
  • the image encoding apparatus 10 when the image encoding apparatus 10 does not use the scale parameter, the image encoding apparatus 10 may set the adaptive offset use flag to zero.
  • the image encoding apparatus 10 may transmit the absolute offset value and the adaptive offset use flag through the bitstream.
  • the image decoding apparatus 30 may determine whether to parse the scale parameter by parsing the adaptive offset use flag.
  • the video decoding apparatus 30 may not parse the scale parameter when the adaptive offset use flag is zero.
  • the image decoding apparatus 30 may determine the offset value using the absolute offset value. For example, the image decoding apparatus 30 may determine the offset value using the absolute offset value and the bit depth.
  • the image encoding apparatus 10 when the image encoding apparatus 10 does not use the scale parameter, the image encoding apparatus 10 may set the adaptive offset use flag to zero. Also, the image encoding apparatus 10 may transmit an adaptive offset use flag through a bitstream. The image decoding apparatus 30 may parse the adaptive offset use flag and determine not to compensate the sample value of the reconstructed pixel of the current block.
  • the parameter determiner 14 may determine at least one of an absolute offset value and a scale parameter for scaling an offset of the current block.
  • the offset value may also have a sign.
  • the offset value may be represented using at least one of an offset code, an absolute offset value, and a scale parameter for scaling an absolute offset value.
  • the parameter determiner 14 may determine an offset type according to a sample value classification method of the current block.
  • the offset type according to an embodiment may be determined as an edge type or a band type. According to the sample value classification scheme of the current block, it may be determined whether it is appropriate to classify the pixels according to the edge type or to classify the pixels according to the band type.
  • an offset between the reconstructed pixels and the original pixels may be determined according to the direction and shape of the edge that the reconstructed pixels of the current block form with neighboring pixels.
  • the offset type is a band type, among a plurality of bands obtained by dividing a range of sample values of reconstructed pixels of the current block, an offset of reconstructed pixels belonging to some bands may be determined.
  • the bands may divide the range of sample values at equal intervals or at non-uniform intervals. The range of sample values may be determined based on the bit depth, which is described below.
  • the parameter determiner 14 may determine the offset type of the current block indicating whether the edge type or the band type is based on the spatial characteristics of the sample values of the current block.
  • the parameter determiner 14 may determine an offset class for each reconstructed pixel according to the offset type of the current block.
  • the offset class according to an embodiment may be determined as an edge class or a band class.
  • an edge class according to one embodiment may indicate the direction of the edge that the reconstructed pixel forms with neighboring pixels.
  • An edge class according to one embodiment may indicate an edge direction of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 °.
  • the parameter determiner 14 may determine an edge class for each reconstruction pixel of the current block.
  • the band class refers to each sample value interval as a band when the range of sample values of the current block is divided into a predetermined number of consecutive sample value intervals, The band position representing the band to which the sample values belong may be indicated.
  • the sample value when the sample value is an 8-bit pixel, the sample value ranges from 0 to 255, and the sample value may be divided into 32 bands in total. In this case, a predetermined number of bands to which the sample values of the reconstructed pixels belong among the total 32 bands may be determined.
  • the band class according to an embodiment may indicate the start position of a predetermined number of consecutive bands, and the position of the earliest band may be represented by a band index of 0 to 31.
  • reconstructed pixels of the current block may be classified into a predetermined number of categories according to neighboring pixels and an edge shape to be formed. For example, in the four edge forms of the local valley of the concave, the curved corner of the concave edge, the curved corner of the convex edge, and the local peak of the convex edge. Accordingly, reconstructed pixels can be classified into four categories. Depending on which type of edge is formed for each reconstruction pixel of the current block, it may be determined to belong to one of four categories.
  • the band type it may be classified into a predetermined number of categories according to the band position to which the sample value of the reconstructed pixels of the current block belongs. For example, reconstructed pixels may be classified into four categories according to a band index of four bands consecutive from the start position of the band indicated by the band class. For each reconstructed pixel of the current block, it may be determined to belong to one of four categories depending on which band among the four bands.
  • the parameter determiner 14 may determine a category for each reconstructed pixel of the current block.
  • the parameter determiner 14 may determine an offset value by using difference values between the reconstructed pixel and the original pixels with respect to reconstructed pixels belonging to the same category in the current coding unit. For some categories, an average of difference values between the reconstructed pixels and the original pixels, that is, an average error of the reconstructed pixels may be determined as an offset value corresponding to the current category.
  • the parameter determiner 14 may determine an offset value for each category and determine offset values of all categories as an offset value for the current block.
  • the reconstruction pixels are classified into four categories according to the edge type and the edge type of the current block, or the reconstruction pixels are classified according to the index of four consecutive bands.
  • the parameter determiner 14 may determine four offset values since the average error between the reconstructed pixels belonging to four categories and the original pixels is determined.
  • the offset values according to the exemplary embodiment may be greater than or equal to the preset minimum value and less than or equal to the preset maximum value, respectively.
  • the transmitter 16 may encode an offset parameter including an offset type, an offset class, and an offset value of the current block determined by the parameter determiner 14.
  • the transmitter 16 may transmit a bitstream including the encoded offset parameter.
  • the offset parameter of each block may include an offset type and offset values of each block.
  • the offset value may be represented using at least one of an absolute offset value and a scale parameter.
  • the transmitter 16 may encode the scale parameter and transmit a bitstream including the encoded scale parameter. Since the transmitter 16 transmits the bitstream including the absolute offset value and the scale parameter, the image decoding apparatus 30 may receive the bitstream and parse the offset absolute value and the scale parameter from the bitstream. The image decoding apparatus 30 may shift the absolute value of the offset based on the scale parameter to determine the offset value. In addition, according to an embodiment of the present disclosure, since the scale parameter is included in the bitstream, the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may provide an offset corresponding to an image having a high bit depth or a high bit rate. have.
  • the offset type may be an off type, an edge type, or a band type.
  • the offset type may indicate that the offset adjustment technique is not applied to the current block. In this case, the remaining offset parameters of the current block do not need to be encoded anymore.
  • the offset parameter may include offset values corresponding to each edge category among the edge categories.
  • the offset parameter may include offset values corresponding to each band among the bands. That is, the transmission unit 16 can encode the offset parameter for each block.
  • the transmitter 16 uses the second offset parameter based on the sameness of the first offset parameter of the current block and the second offset parameters of the neighboring left block or the upper block. Offset merge information of the current block indicating whether to determine an offset parameter may be transmitted.
  • the transmitter 16 may encode only the offset merge information except the offset parameter of the current block. It may be. In this case, offset merge information indicating that the offset parameter of the left or top block is used as the offset parameter of the current block may be transmitted.
  • the transmitter 16 may encode the offset merge information and the offset parameter of the current block.
  • offset merge information indicating that the offset parameter of the left or top block is not used as the offset parameter of the current block may be transmitted.
  • FIG. 2 is a flowchart of an image encoding method, according to an exemplary embodiment.
  • the encoder 12 may encode an image based on blocks of a tree structure.
  • the current block may be encoded based on coding units of a tree structure.
  • the parameter determiner 14 may determine the first offset parameter of the current block.
  • the first offset parameter includes an offset type indicating whether the sample value classification scheme of the current block is an edge type or a band type, an offset class indicating a band range according to an edge direction or a band type according to the edge type, and reconstructed pixels included in the offset class. And an offset value representing a difference between original pixels.
  • the offset value may be represented using at least one of an absolute offset value and a scale parameter for scaling the absolute offset value.
  • the parameter determiner 14 may determine a scale parameter for scaling an offset of the current block.
  • the parameter determiner 14 may determine the scale parameter based on at least one of a bit depth and a quantization parameter.
  • the equation for determining the scale parameter may be as in relation (1).
  • bitDepth means bit depth.
  • QP means quantization parameter.
  • MaxSaoBitShift means the maximum value of the scale parameter.
  • the image encoding apparatus 10 may determine MaxSaoBitShift based on the bit depth.
  • a and p mean a predetermined constant. A and p can be obtained appropriate values in an experimental manner. A and p may vary depending on the offset type or color component. For example, when the offset type is an edge type, A may be 0.86 and p may be 0.15. In the case of the band type, A may be 1.3 and p may be 0.19. A and p can be zero.
  • the scale parameter may be determined within a predetermined range.
  • the scale parameter may be smaller than the maximum scale parameter.
  • the maximum scale parameter may be determined based on the bit depth.
  • the scale parameter may be determined within a range from 0 to MAX (bit depth-10, 0).
  • MAX bit depth-10, 0
  • MAX means the maximum value between 'bit depth-10' and '0'.
  • MaxSaoBitShift may be MAX (bit depth-10, 0).
  • the transmitter 16 may encode and transmit the first parameter.
  • the scale parameter included in the first parameter may be encoded.
  • the transmitter 16 may transmit a bitstream including the scale parameter.
  • the transmitter 16 may transmit the scale parameter through a picture parameter set of the bitstream.
  • the transmitter 16 may further transmit offset merge information of the current block as the first offset parameter based on whether the first offset parameter may be determined using the second offset parameter of the left or top block of the current block. Can be.
  • the transmitter 16 determines the first offset parameter using the second offset parameter, the transmitter 16 outputs only the offset merge information, and transmits the offset type, offset class, and offset values of the current block. You can't.
  • step 23 when the transmitter 16 does not determine the first offset parameter using the second offset parameter, the offset type, the offset value, and the offset class of the current block are followed by the offset merge information of the current block. To include, the first offset parameter can be transmitted.
  • the transmitter 16 When the transmitter 16 outputs the offset type, the offset value, and the offset class of the first offset parameter, the transmitter 16 transmits the offset type, the offset values of each category, and the offset class of the current block in order. Can be.
  • the image encoding apparatus 10 may determine whether to adjust the offset for each block in the current slice.
  • the parameter determiner 14 may determine the offset merge information and the offset parameter for each block.
  • the transmitter 16 may output offset adjustment information indicating that the offset scheme is applied to the current slice, and then transmit respective offset merge information and offset parameters determined for each block.
  • the parameter determiner 14 does not need to determine the offset of the blocks of the current slice, and the transmitter 16 transmits only offset adjustment information indicating that the offset is not adjusted in the current slice. Just do it.
  • the transmitter 16 may transmit offset values corresponding to a predetermined number of categories.
  • the transmitter 16 may transmit offset type information.
  • the transmitter 16 may transmit an absolute offset value corresponding to each category.
  • step 23 when the transmitter 16 transmits offset type information indicating the edge type, the direction of 0 °, 90 °, 45 °, or 135 °, depending on the edge direction of the reconstructed pixels included in the current block.
  • An edge class indicating a may be transmitted.
  • the transmitter 16 may determine whether the offset absolute value is zero. When the absolute value of the offset transmitted by the transmitter 16 is 0, the transmitter 16 may not transmit the sign information of the offset value. In addition, when the absolute value of the offset transmitted by the transmitter 16 is not 0, the transmitter 16 may transmit sign information of the offset value. Also, the transmitter 16 may transmit a band class indicating a band position of reconstructed pixels included in the current block.
  • step 23 when the transmitter 16 transmits the offset type information indicating the edge type, it is not necessary to transmit the sign information of the offset value. This is because the sign of the offset value is predicted only by the category according to the edge shape. The prediction of the offset value code will be described later with reference to FIGS. 7A and 7B.
  • the transmitter 16 may output common offset merging information for offset adjustment of the luma component, the first chroma component, and the second chroma component of the current block.
  • the transmitter 16 may transmit a common offset type for the second chroma component and the offset parameter of the first chroma component of the current block.
  • the edge class or the band class may also transmit a common offset type for the first chroma component and the second chroma component.
  • the image encoding apparatus 10 may include a central processor (not shown) that collectively controls the encoder 12, the parameter determiner 14, and the transmitter 16.
  • the encoder 12, the parameter determiner 14, and the transmitter 16 are operated by their own processors (not shown), and as the processors (not shown) operate organically with each other, the image encoder ( 10) may be operated as a whole.
  • the encoder 12, the parameter determiner 14, and the transmitter 16 may be controlled under the control of an external processor (not shown) of the image encoding apparatus 10 according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 10 may include one or more data storage units (not shown) in which input / output data of the encoder 12, the parameter determiner 14, and the transmitter 16 are stored. have.
  • the video encoding apparatus 10 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the image encoding apparatus 10 may perform an image encoding operation including transformation by operating in conjunction with an internal video encoding processor or an external video encoding processor to output an image encoding result.
  • the internal video encoding processor of the image encoding apparatus 10 may implement an image encoding operation as a separate processor.
  • the video encoding apparatus 10, the central computing unit, or the graphics processing unit may include a video encoding processing module to implement a basic video encoding operation.
  • FIG. 3 is a block diagram of an image decoding apparatus 30 according to an embodiment.
  • the image decoding apparatus 30 includes an extractor 32, an offset determiner 34, and a pixel compensator 36.
  • the image decoding apparatus 30 receives a bitstream including encoded data of a video.
  • the image decoding apparatus 30 parses the encoded video samples from the received bitstream, performs reconstruction, inverse quantization, inverse transformation, prediction, and motion compensation for each image block to generate reconstructed pixels, and as a result, generates reconstructed images. can do.
  • the extractor 32 may parse a scale parameter from the bitstream to scale the offset of the current block.
  • the extractor 32 may parse the absolute offset of the current block from the bitstream.
  • the offset determiner 34 may scale the absolute value of the offset of the current block by using the scale parameter. Scaling may mean a shift operation.
  • the offset determiner 34 may determine the offset of the current block using the scaled offset absolute value.
  • the pixel compensator 36 may compensate for the sample value of the reconstructed pixel of the current block by using the offset of the current block.
  • the image decoding apparatus 30 may receive a bitstream from the image encoding apparatus 10 including an absolute offset value, a scale parameter, and an adaptive offset use flag. For example, the image decoding apparatus 30 may determine the offset value using the absolute offset value and the scale parameter based on the adaptive offset enable flag included in the bitstream. That is, the image decoding apparatus 30 may determine whether to parse the scale parameter by parsing the adaptive offset use flag. For example, when the adaptive offset use flag is 1, the image decoding apparatus 30 may parse the scale parameter. In addition, the image decoding apparatus 30 may determine the offset value by scaling the absolute offset value by a scale parameter.
  • the image decoding apparatus 30 may determine whether to parse a scale parameter by parsing an adaptive offset use flag. When the adaptive offset use flag of the current block received by the image decoding apparatus 30 is 0, the scale parameter may not be parsed.
  • the image decoding apparatus 30 may determine the offset value using the absolute offset value. For example, the image decoding apparatus 30 may determine the offset value using the absolute offset value and the bit depth.
  • the image decoding apparatus 30 may not compensate the sample value of the reconstructed pixel of the current block. Can decide.
  • FIG. 4 is a flowchart of an image decoding method, according to an exemplary embodiment.
  • the extractor 32 may parse the offset parameter from the bit stream. For example, the extractor 32 may parse a scale parameter from the bitstream to scale the offset of the current block. In addition, the extractor 32 may parse information including at least one of offset type information of the current block, absolute offset value, sign information of the offset value, band class, and edge class from the bitstream.
  • the extractor 32 may parse offset merge information of the current block from the received bitstream.
  • the offset merging information of the current block indicates whether to determine the first offset parameter of the current block using the second offset parameter of the left or top block of the current block.
  • the extractor 32 may parse the scale parameter from the picture parameter set of the bitstream. In addition, the extractor 32 may parse the scale parameter from the sequence parameter set (SPS) of the bitstream. Also, the extractor 32 may parse the scale parameter from the slice segment header of the bitstream.
  • SPS sequence parameter set
  • step 41 when the extractor 32 parses the scale parameter from the slice segment header of the bitstream, the extractor 32 may set a flag indicating that the scale parameter exists in the slice segment header. It can parse from the sequence parameter set of the bitstream. In addition, when the flag indicates the presence of the scale parameter in the slice segment header (that is, when the value of the flag is 1), the extracting unit 32 may parse the scale parameter from the slice segment header.
  • the scale parameter may include at least one of a parameter related to a luma component and a parameter related to a chroma component.
  • the offset determiner 34 may scale the absolute value of the offset related to the luma component by using a parameter related to the luma component. The offset determiner 34 may determine an offset value for the luma component based on the scaled offset absolute value associated with the luma component. Similarly, in step 42, the offset determiner 34 may scale the absolute value of the offset related to the chroma component by using the parameter related to the chroma component. The offset determiner 34 may determine an offset value for the luma component based on the scaled offset absolute value related to the chroma component.
  • the scale parameter may include at least one of a parameter related to an edge offset (EO) and a parameter related to a band offset (BO).
  • the offset determiner 34 may scale the absolute value of the offset related to the edge offset by using a parameter related to the edge offset.
  • the offset determiner 34 may determine the edge offset value based on the absolute value related to the scaled edge offset.
  • the offset determiner 34 may scale the absolute value of the offset related to the band offset by using a parameter related to the band offset.
  • the offset determiner 34 may determine a band offset value based on an absolute value related to the scaled band offset.
  • the offset determiner 34 may restore the first offset parameter including the offset type, the offset value, and the offset class of the current block based on the offset merging information.
  • the offset determiner 34 may restore the offset value by using the offset absolute value and the scale parameter for scaling the absolute offset value.
  • the absolute value of the offset of the current block may be scaled using a scale parameter, and the offset of the current block may be determined using the scaled offset absolute value.
  • the scale parameter may be based on at least one of a bit depth Bittepth and a quantization parameter. Since this has been described above with relation (1), a detailed description thereof will be omitted.
  • the scale parameter may range from 0 to Max (bit depth-10, 0).
  • the offset determiner 34 restores the offset type, the offset value, and the offset class of the current block by using the second offset parameter based on the offset merging information, or the offset type, offset value from the bitstream. And whether to extract the offset class.
  • the offset determiner 34 may determine whether the sample value classification scheme of the current block is an edge type or a band type, based on the parsed offset type. In addition, in operation 42, the offset determiner 34 may determine the absolute offset value of the current block from the parsed offset absolute value.
  • the offset type is off type, it may be determined that the offset adjustment technique is not applied in the current block. In this case, the remaining offset parameters of the current block no longer need to be parsed.
  • the offset determiner 34 may determine the first offset parameter using the second offset parameter of the left or top block based on the offset merging information. In this case, the offset determiner 34 may reconstruct the first offset parameter by using the reconstructed second offset parameter without extracting the first offset parameters of the current block.
  • the offset determiner 34 may determine the first offset parameter based on the offset merging information without using the second offset parameter. In this case, the offset determiner 34 may extract and restore the first offset parameter following the offset merge information from the bitstream.
  • the offset determiner 34 may determine offset values corresponding to a predetermined number of categories from the offset parameter. Each offset value may be greater than or equal to a preset minimum value and less than or equal to a preset maximum value.
  • the offset determiner 34 determines the direction of the edges of the reconstructed pixels included in the current block based on the class of the current block, 0 °, 90 °, 45 °, Or 135 °.
  • the offset determiner 34 may determine whether the offset absolute value is zero. When the absolute offset value is 0, the offset determiner 34 may not determine sign information of the offset value. In addition, when the absolute offset value is not 0, the offset determiner 34 may determine the offset based on the received bitstream. In addition, the offset determiner 34 may determine a band to which the sample values of the reconstructed pixels belong based on an offset class indicating a band position of the reconstructed pixels included in the current block.
  • the pixel compensator 36 may compensate for the sample value of the reconstructed pixel of the current block by using the offset of the current block determined by the offset determiner 34.
  • the pixel compensator 36 may compensate the sample values of the reconstructed pixel by using the offset determined by the offset determiner 34 with respect to the coding units of the tree structure split from the current block. have.
  • the image decoding apparatus 30 may include a central processor (not shown) that collectively controls the extractor 32, the offset determiner 34, and the pixel compensator 36.
  • the extractor 32, the offset determiner 34, and the pixel compensator 36 are operated by their own processors (not shown), and the images are decoded as the processors (not shown) operate organically with each other. 30 may be operated as a whole.
  • the extractor 32, the offset determiner 34, and the pixel compensator 36 may be controlled under the control of an external processor (not shown) of the image decoding apparatus 30 according to an exemplary embodiment.
  • the image decoding apparatus 30 may include one or more data storage units (not shown) in which input / output data of the extractor 32, the offset determiner 34, and the pixel compensator 36 are stored. Can be.
  • the video decoding apparatus 30 may include a memory controller (not shown) that controls data input / output of the data storage unit (not shown).
  • the image decoding apparatus 30 may perform an image decoding operation by operating in conjunction with an internal video decoding processor or an external video decoding processor to reconstruct a video through image decoding.
  • the internal video decoding processor of the video decoding apparatus 30 may implement a basic video decoding operation as a separate processor.
  • the video decoding apparatus 30, the central processing unit, or the graphics processing unit may include a video decoding processing module to implement a basic video decoding operation.
  • the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may use a sample adaptive offset (SAO) technique to minimize an error between the original pixel and the reconstructed pixel.
  • SAO sample adaptive offset
  • the image encoding apparatus 10 classifies pixels into predetermined pixel groups, assigns each pixel to a corresponding pixel group, and for each image block, original pixels included in the same pixel group.
  • An offset value representing an average value of the errors between the pixels and the reconstructed pixels is encoded.
  • Samples are signaled between the video encoding apparatus 10 and the video decoding apparatus 30. That is, the image encoding apparatus 10 may encode the samples and transmit the samples to the bitstream, and the image decoding apparatus 30 may parse and reconstruct the samples from the received bitstream. According to an embodiment, the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 signal offset parameters to adjust the reconstruction sample value by an offset determined through pixel classification to minimize the error between the original pixel and the reconstructed pixel. . Signaling is performed between the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 in which an offset value is encoded, transmitted, received and decoded as an offset parameter.
  • the image decoding apparatus 30 decodes the received bitstream, generates reconstructed pixels for each image block, and reconstructs the offset values from the bitstream by reconstructing the corresponding reconstructed pixels. By adjusting the amount, the reconstructed image having the minimum error with the original image can be generated.
  • FIG. 5 is a block diagram of an image decoding apparatus 50 according to another embodiment.
  • the video decoding apparatus 50 includes an entropy decoder 51, an inverse quantizer 52, an inverse transformer 53, a reconstructor 54, an intra predictor 55, a reference picture buffer 56, and motion compensation.
  • the unit 57 includes a deblocking filtering unit 58 and a SAO unit 59.
  • the image decoding apparatus 50 may receive a bitstream including encoded video data.
  • the intra mode information, the inter mode information, the sample adaptive offset information, and the residual data may be parsed from the bitstream by the entropy decoder 51.
  • the residual data extracted by the entropy decoder 51 may be quantized transform coefficients. Accordingly, inverse quantization unit 52 performs inverse quantization on the residual data to restore transform coefficients, and inverse transform is performed on the restoration coefficients restored in inverse transform unit 53 to restore residual values of the spatial domain. can do.
  • intra prediction or motion compensation may be performed.
  • the intra predictor 55 may use the intra mode information to determine which sample from among neighboring samples spatially adjacent to the current sample to restore the current sample. Can be. Neighbor samples to be referenced may be selected from samples previously reconstructed by the reconstructor 54. The reconstructor 54 may reconstruct the current samples by using the reference samples determined based on the intra mode information and the residual values reconstructed by the inverse transform unit 53.
  • the motion compensator 57 may refer to which samples among pictures reconstructed before the current picture by using the inter mode information to reconstruct the current sample of the current picture. You can decide.
  • the inter mode information may include a motion vector, a reference index, and the like.
  • a reference picture for motion compensation of the current sample may be determined among the pictures reconstructed before the current picture and stored in the reference picture buffer 56 using the reference index.
  • a reference block for motion compensation of the current block among reference pictures may be determined using the motion vector.
  • the reconstructor 54 may reconstruct the current samples using the reference block determined based on the inter mode information and the residual values reconstructed by the inverse transform unit 53.
  • the samples may be reconstructed by the reconstructor 54 to output reconstructed pixels.
  • the reconstruction unit 54 may generate reconstructed pixels based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit.
  • filtering for alleviating blocking may be performed on pixels positioned in a boundary region of a coding unit for each coding unit having a maximum coding unit or a tree structure.
  • the SAO unit 59 may adjust the offset of reconstructed pixels for each largest coding unit according to the SAO technique.
  • the SAO unit 59 may determine the offset type, offset class, and offset values for the current maximum coding unit from the SAO information extracted by the entropy decoding unit 51.
  • Extracting from the SAO information by the entropy decoding unit 51 corresponds to an operation of the extracting unit 32 of the image decoding apparatus 30, and operations of the SAO unit 59 are offset determining units of the image decoding apparatus 30. And the operations of the pixel compensator 36.
  • the SAO unit 59 may determine a sign and a difference value of the offset value for each reconstructed pixel of the current maximum coding unit from the SAO offset value.
  • the SAO unit 59 may reduce the error between the reconstructed pixels and the original pixels by increasing or decreasing the sample value by the difference value determined from the offset value for each reconstructed pixel.
  • a picture including reconstructed pixels whose offset is adjusted by the SAO unit 59 may be stored in the reference picture buffer 56. Accordingly, motion compensation of the next picture may be performed by using a reference picture in which an error between reconstructed samples and original pixels is minimized according to the SAO technique.
  • the offset of the pixel group including the reconstructed pixels may be determined based on the difference between the reconstructed pixels and the original pixels.
  • the pixels may be classified according to the edge type configured by the reconstructed pixels, or (ii) the pixels may be classified according to the band type of the reconstructed pixels.
  • whether pixels are classified according to an edge type or a band type may be defined as an offset type.
  • an edge class of some reconstructed pixels included in the current maximum coding unit may be determined. That is, the edge class of the current reconstructed pixels may be defined by comparing the sample value of the current reconstructed pixel and the neighboring pixels. An example in which the edge class is determined will be described later with reference to FIG. 6.
  • FIG 6 illustrates an edge class of an edge type according to one embodiment.
  • Indexes of the edge classes 61, 62, 63, and 64 may be assigned to 0, 1, 2, and 3 in order. The higher the frequency of occurrence of the edge type, the smaller the index of the edge type may be allocated.
  • the edge class may indicate the direction of the one-dimensional edge formed by two neighboring pixels adjacent to the current reconstructed pixel X0.
  • the edge class 61 at index 0 represents a case where two neighboring pixels X1 and X2 adjacent in the horizontal direction to the current reconstructed pixel X0 form an edge.
  • the edge class 62 of index 1 represents a case where two neighboring pixels X3 and X4 adjacent to the current reconstructed pixel X0 in the vertical direction form an edge.
  • the edge class 63 of index 2 represents a case where two neighboring pixels X5 and X8 adjacent in the 135 ° diagonal direction to the current reconstructed pixel X0 form an edge.
  • Edge class 64 at index 3 represents the case where two neighboring pixels X6, X7 adjacent in the 45 degree diagonal direction to the current reconstructed pixel X0 form an edge.
  • the edge class of the current maximum coding unit may be determined by analyzing the edge direction of the reconstructed pixels included in the current maximum coding unit to determine the direction of the strong edge in the current maximum coding unit.
  • categories may be classified according to the edge type of the current pixel. Examples of categories according to the edge shape will be described later with reference to FIGS. 7A and 7B.
  • 7A and 7B illustrate categories of edge type according to one embodiment.
  • the edge category indicates whether the current pixel is the lowest point of the concave edge, the pixel of the curved corner located around the lowest point of the concave edge, the highest point of the convex edge, or the pixel of the curved corner located around the highest point of the convex edge.
  • 7A illustrates conditions for determining a category of edges.
  • 7B illustrates a graph of the edge shape and sample values c, a, b of the reconstructed pixel and neighboring pixels.
  • c denotes an index of the reconstructed pixel
  • a and b denote indices of neighboring pixels adjacent to both sides of the current reconstructed pixel along the edge direction.
  • Xa, Xb, and Xc represent sample values of reconstructed pixels having indices a, b, and c, respectively.
  • the x-axis of the graphs of FIG. 7B represents indices of the reconstructed pixel and neighboring pixels adjacent to both sides, and the y-axis represents sample values of each pixel.
  • the y-axis may be a value obtained by scaling a sample value of each pixel with predetermined scale information. For example, when the sample value of some pixels is shifted upward by predetermined scale information, the influence of noise may be reduced.
  • Category 1 represents the case where the current pixel is the lowest point of the concave edge, that is, the local valley point. (Xc ⁇ Xa && Xc ⁇ Xb) As shown in graph 71, when the current reconstructed pixel c is the lowest point of the concave edge between the neighboring pixels a and b, the current reconstructed pixel may be classified into category 1.
  • Category 2 represents the case where the current pixel is located at curved corners located around the lowest point of the concave edge.
  • the current reconstructed pixel c is located between the neighboring pixels a, b at the point where the falling curve of the concave edge ends.
  • the current restoration Pixels can be classified into category 2.
  • Category 4 represents the case where the current pixel is the highest point of the convex edge, that is, the local peak point. (Xc> Xa && Xc> Xb) As shown in graph 76, when the current reconstructed pixel c is the highest point of the convex edge between neighboring pixels a and b, the current reconstructed pixel may be classified into category 4.
  • Category determination as described above may be represented by one of the following relations (2) to (4).
  • roundOffset is the value to round off.
  • roundOffset can be (1 ⁇ (eoOffsetBitShift-1)).
  • roundOffset may be 0 when obtained without rounding.
  • p0 represents the sample value of the previous pixel of the current pixel.
  • p1 represents a sample value of the current pixel.
  • p2 represents a sample value of a subsequent pixel of the current pixel.
  • z1 represents p1-p0.
  • z2 represents p1-p2.
  • eoOffsetBitShift is information for scaling a sample value. By using the sample value scaled by eoOffsetBitShift, the effect of noise can be reduced.
  • an average value of the difference between the reconstructed pixel and the original pixel may be determined as an offset of the current category.
  • an offset may be determined for some categories.
  • the concave edges of categories 1 and 2 have a smoothing effect in which the edge is flattened if the sample value of the reconstructed pixel is adjusted by the positive offset value, and sharpening of the sharpness of the edge is increased by the negative offset value. sharpening effect may occur.
  • the smoothing effect of the edge may be generated by the negative offset value, and the sharpening effect of the edge may be generated by the positive offset value.
  • the image encoding apparatus 10 may not allow sharpening effects of edges.
  • positive offset values are required for concave edges of categories 1 and 2
  • negative offset values are required for convex edges of categories 3 and 4.
  • the sign of the offset value can be determined if the category of the edge is known. Therefore, the video encoding apparatus 10 and the video decoding apparatus 30 need only transmit / receive the offset absolute value without the sign of the offset value.
  • the image encoding apparatus 10 encodes and transmits offset values corresponding to the categories of the current edge class, and the image decoding apparatus 30 uses the received category-specific offset values for each category of reconstructed pixels.
  • the offset value can be adjusted.
  • the video encoding apparatus 10 may transmit the absolute offset value and the scale parameter as the offset value. There is no need to send the sign of the offset value.
  • the video decoding apparatus 30 may parse the absolute offset value in the case of the edge type.
  • the sign of the offset value may be predicted according to the edge category according to the edge shape of the reconstructed pixels and the neighboring pixels.
  • the image encoding apparatus 10 may classify pixels according to an edge direction and an edge shape, determine an average error value of pixels having the same characteristics as an offset value, and determine offset values for each category.
  • the image encoding apparatus 10 may encode and transmit offset type information indicating an edge type, offset class information indicating an edge direction, and offset values.
  • the image decoding apparatus 30 may receive offset type information, offset values, and offset class information, and if the offset type information is an edge type, may determine an edge direction according to the offset class information.
  • the image decoding apparatus 30 may minimize the error between the original image and the reconstructed image by determining an offset value for each category corresponding to an edge shape for each reconstructed pixel, and adjusting the sample value of the reconstructed pixel by an offset value.
  • the sample values of the reconstructed pixels may each belong to one of the bands.
  • the minimum value Min and the maximum value Max of the sample values may range from 0, ..., 2 ⁇ (p-1), according to p-bit sampling.
  • the sample value ranges (Min, Max) are referred to as bands when some sample value intervals are divided into K sample value intervals.
  • Bk represents the maximum value of the k th band
  • the bands are [B0, B1-1], [B1, B2-1], [B2, B3-1], ..., [Bk-1, Bk].
  • the sample value of the current reconstructed pixel Rec (x, y) belongs to [Bk-1, Bk]
  • the current band may be determined as k.
  • the bands may be divided into equal types or may be divided into non-uniform types.
  • the sample value classification type is an even band of 8-bit pixels
  • the sample values may be divided into 32 bands. More specifically, it may be classified into bands of [0, 7], [8, 15], ..., [240, 247], [248, 255].
  • a band to which each sample value belongs to each reconstructed pixel may be determined.
  • an offset value representing an average of errors between the original pixel and the reconstructed pixel may be determined for each band.
  • the image encoding apparatus 10 may encode and transmit offsets corresponding to bands classified according to the current band type, and adjust the reconstructed pixel by an offset.
  • the image decoding apparatus 30 may encode and receive an offset corresponding to each band classified according to the current band type, and adjust the reconstructed pixel by an offset.
  • the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 classify reconstructed pixels according to bands to which respective sample values belong, and average the reconstructed pixels belonging to the same band. By determining an offset and adjusting the reconstructed pixels by the offset, the error between the original image and the reconstructed image can be minimized.
  • the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may classify reconstructed pixels into categories according to band positions when determining an offset according to a band type. For example, when the range of sample values is classified into K bands, the category may be indexed according to the band index k representing the k th band. The number of categories may be determined corresponding to the number of bands.
  • the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may limit the number of categories used to determine the offset according to the SAO technique. For example, only a predetermined number of bands consecutive in a direction in which a band index increases from a band at a predetermined start position may be allocated to a category, and an offset may be determined for only some categories.
  • the average error of the reconstructed pixels included in the band of the index 12 with the original pixel may be determined as an offset of category 1.
  • the average error of the reconstructed pixels included in the band at index 13 with the original pixel is the category 2 offset
  • the average error of the reconstructed pixels included in the band at index 14 with the original pixel is the category 3 offset
  • the average error of the reconstructed pixels included in the band of index 15 with the original pixel may be determined as an offset of category 4.
  • the image encoding apparatus 10 may encode and transmit information about a position of a start band as an offset class.
  • the image encoding apparatus 10 may encode and transmit an offset type indicating an band type, an offset class, and offset values for each category.
  • the image decoding apparatus 30 may receive an offset type, an offset class, and offset values for each category.
  • the video decoding apparatus 30 may read the position of the start band from the offset class when the received offset type is a band type.
  • the image decoding apparatus 30 determines which of the four bands the reconstructed pixels belong to from the start band, determines the offset value assigned to the current band among the offset values for each category, and determines the reconstructed sample value as an offset value. Can be adjusted as much.
  • the edge type and the band type are introduced as the offset type, and the offset class and category according to the offset type have been described above.
  • the offset parameter encoded and transmitted / received by the video encoding apparatus 10 and the video decoding apparatus 30 will be described in detail.
  • the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may determine an offset type according to a pixel classification scheme of reconstructed pixels for each largest coding unit.
  • the offset type may be determined according to the image characteristics of some blocks. For example, the largest coding unit including vertical edges, horizontal edges, diagonal edges, and the like may be advantageous in determining offset values by classifying sample values according to edge types for edge value correction. In the case of non-edge regions, it may be advantageous to determine the offset value according to the band classification. Therefore, the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may signal an offset type for each maximum coding unit.
  • the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may determine an offset parameter for each maximum coding unit. That is, the offset type of the reconstructed pixels of the maximum coding unit may be determined, the reconstructed pixels of the maximum coding unit may be classified by category, and offset values may be determined by category.
  • the image encoding apparatus 10 may determine, as an offset value, an average error of reconstructed pixels classified into the same category among reconstructed pixels included in the largest coding unit.
  • the offset value may be determined for each category.
  • the offset parameter may include an offset type, offset values, and offset class.
  • the offset value may be represented by at least one of an absolute absolute value and a scale parameter.
  • the image encoding apparatus 10 and the image decoding apparatus 30 may transmit and receive the offset parameter determined for each maximum coding unit.
  • the image encoding apparatus 10 may encode and transmit an offset type and offset values among offset parameters of a maximum coding unit.
  • the image encoding apparatus 10 may further transmit an offset class indicating an edge direction after the offset type and the offset values for each category.
  • the image encoding apparatus 10 may further transmit an offset class indicating the position of the start band after the offset type and the offset values for each category.
  • the image decoding apparatus 30 may receive an offset parameter including an offset type, offset values, and an offset class for each maximum coding unit. Also, the image decoding apparatus 30 according to an embodiment may select an offset value of a category to which each reconstruction pixel belongs among offset values for each category, and adjust the offset value selected for each reconstruction pixel.
  • the offset value Off-set may be limited to a range of the minimum value MinOffSet and the maximum value MaxOffSet before determining the offset value (MinOffSet ⁇ Off-Set ⁇ MaxOffSet).
  • the image encoding apparatus 10 may determine and determine the maximum value MaxOffSet based on the bit depth.
  • an offset value for reconstructed pixels of category 1 and 2 may be determined within a range of minimum value 0 and maximum value 7.
  • an offset value for reconstructed pixels of categories 3 and 4 may be determined within a range of minimum value -7 and maximum value 0.
  • an offset value for reconstructed pixels of all categories may be determined within a range of a minimum value of ⁇ 7 and a maximum of 7.
  • the remaining offset value Remainder may be limited to a non-negative p bit value.
  • the remaining offset value is greater than or equal to 0, but may be smaller than or equal to the difference between the maximum value and the minimum value (0 ⁇ Remainder ⁇ MaxOffSet ⁇ MinOffSet + 1 ⁇ 2 ⁇ p). If the image encoding apparatus 10 transmits the remaining offset values, and the image decoding apparatus 30 knows at least one of the maximum value and the minimum value of the offset values, the original offset value may be restored only by the received residual offset values. .
  • offset merge information is described in detail among offset parameters according to an embodiment.
  • the image encoding apparatus 10 may compare an offset parameter of a current block with offset parameters of neighboring blocks, and may encode the current block and the neighboring block by merging the offset parameters of the neighboring block into one. If the offset parameter of the neighboring block is encoded first, the offset parameter of the current block may be determined using the offset parameter of the neighboring block. Accordingly, the image encoding apparatus 10 may encode only offset merge information for the current block without encoding the offset parameter of the current block.
  • the image decoding apparatus 30 may first parse the offset merge information and parse the offset parameter before parsing the offset parameter from the received bitstream.
  • the image decoding apparatus 30 may determine the offset parameter of the current block using the offset parameter of the neighboring blocks based on the offset merging information of the current block.
  • the image decoding apparatus 30 when there is a block having the same offset parameter of the current block among the offset parameters of the neighboring blocks based on the offset merging information, the image decoding apparatus 30 does not parse the offset parameter of the current block and restores the neighboring block.
  • the offset parameter of the current block may be determined using the offset parameter. Accordingly, the image decoding apparatus 30 may restore the offset parameter of the current block in the same manner as the offset parameter of the neighboring block.
  • the image decoding apparatus 30 may parse and restore the offset parameter of the current block from the bitstream.
  • FIG. 8 is a block diagram of an image encoding apparatus 100 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image encoding apparatus 100 including video prediction based on coding units having a tree structure includes a maximum coding unit splitter 110, a coding unit determiner 120, and an outputter 130.
  • the image encoding apparatus 100 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is abbreviated as 'image encoding apparatus 100'.
  • the maximum coding unit splitter 110 may partition the current picture based on the maximum coding unit that is a coding unit of the maximum size for the current picture of the image. If the current picture is larger than the maximum coding unit, image data of the current picture may be split into at least one maximum coding unit.
  • the maximum coding unit may be a data unit having a size of 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, or the like, and may be a square data unit having a square of two horizontal and vertical sizes.
  • the image data may be output to the coding unit determiner 120 for at least one maximum coding unit.
  • the coding unit according to an embodiment may be characterized by a maximum size and depth.
  • the depth indicates the number of times the coding unit is spatially divided from the maximum coding unit, and as the depth increases, the coding unit for each depth may be split from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the depth of the largest coding unit is the highest depth and the minimum coding unit may be defined as the lowest coding unit.
  • the maximum coding unit decreases as the depth increases, the size of the coding unit for each depth decreases, and thus, the coding unit of the higher depth may include coding units of a plurality of lower depths.
  • the image data of the current picture may be divided into maximum coding units according to the maximum size of the coding unit, and each maximum coding unit may include coding units divided by depths. Since the maximum coding unit is divided according to depths, image data of a spatial domain included in the maximum coding unit may be hierarchically classified according to depths.
  • the maximum depth and the maximum size of the coding unit that limit the total number of times of hierarchically dividing the height and the width of the maximum coding unit may be preset.
  • the coding unit determiner 120 encodes at least one divided region obtained by dividing the region of the largest coding unit for each depth, and determines a depth at which the final encoding result is output for each of the at least one divided region. That is, the coding unit determiner 120 encodes the image data in coding units according to depths for each maximum coding unit of the current picture, and selects a depth at which the smallest coding error occurs to determine the coding depth. The determined coded depth and the image data for each maximum coding unit are output to the outputter 130.
  • Image data in the largest coding unit is encoded based on coding units according to depths according to at least one depth less than or equal to the maximum depth, and encoding results based on the coding units for each depth are compared. As a result of comparing the encoding error of the coding units according to depths, a depth having the smallest encoding error may be selected. At least one coding depth may be determined for each maximum coding unit.
  • the coding unit is divided into hierarchically and the number of coding units increases.
  • a coding error of each data is measured and it is determined whether to divide into lower depths. Therefore, even in the data included in one largest coding unit, since the encoding error for each depth is different according to the position, the coding depth may be differently determined according to the position. Accordingly, one or more coding depths may be set for one maximum coding unit, and data of the maximum coding unit may be partitioned according to coding units of one or more coding depths.
  • the coding unit determiner 120 may determine coding units having a tree structure included in the current maximum coding unit.
  • the coding units having a tree structure according to an embodiment include coding units having a depth determined as a coding depth among all deeper coding units included in the maximum coding unit.
  • the coding unit of the coding depth may be hierarchically determined according to the depth in the same region within the maximum coding unit, and may be independently determined for the other regions.
  • the coded depth for the current region may be determined independently of the coded depth for the other region.
  • the maximum depth according to an embodiment is an index related to the number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the first maximum depth according to an embodiment may represent the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the second maximum depth according to an embodiment may represent the total number of depth levels from the maximum coding unit to the minimum coding unit. For example, when the depth of the largest coding unit is 0, the depth of the coding unit obtained by dividing the largest coding unit once may be set to 1, and the depth of the coding unit divided twice may be set to 2. In this case, if the coding unit divided four times from the maximum coding unit is the minimum coding unit, since depth levels of 0, 1, 2, 3, and 4 exist, the first maximum depth is set to 4 and the second maximum depth is set to 5. Can be.
  • Predictive encoding and transformation of the largest coding unit may be performed. Similarly, prediction encoding and transformation are performed based on depth-wise coding units for each maximum coding unit and for each depth less than or equal to the maximum depth.
  • encoding including prediction encoding and transformation should be performed on all the coding units for each depth generated as the depth deepens.
  • the prediction encoding and the transformation will be described based on the coding unit of the current depth among at least one maximum coding unit.
  • the image encoding apparatus 100 may variously select a size or shape of a data unit for encoding image data.
  • the encoding of the image data is performed through prediction encoding, transforming, entropy encoding, and the like.
  • the same data unit may be used in every step, or the data unit may be changed in steps.
  • the image encoding apparatus 100 may select not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit in order to perform predictive encoding of the image data in the coding unit.
  • prediction encoding may be performed based on a coding unit of a coding depth, that is, a more strange undivided coding unit, according to an embodiment.
  • a more strange undivided coding unit that is the basis of prediction coding is referred to as a 'prediction unit'.
  • the partition in which the prediction unit is divided may include a data unit in which at least one of the prediction unit and the height and the width of the prediction unit are divided.
  • the partition may be a data unit in which the prediction unit of the coding unit is split, and the prediction unit may be a partition having the same size as the coding unit.
  • the partition type includes not only symmetric partitions in which the height or width of the prediction unit is divided by a symmetrical ratio, but also partitions divided by an asymmetrical ratio, such as 1: n or n: 1, by geometric type. It may optionally include partitioned partitions, arbitrary types of partitions, and the like.
  • the prediction mode of the prediction unit may be at least one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • the intra mode and the inter mode may be performed on partitions having sizes of 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, and N ⁇ N.
  • the skip mode may be performed only for partitions having a size of 2N ⁇ 2N.
  • the encoding may be performed independently for each prediction unit within the coding unit to select a prediction mode having the smallest encoding error.
  • the image encoding apparatus 100 may perform the transformation of image data of a coding unit based on not only a coding unit for encoding the image data, but also a data unit different from the coding unit.
  • the transformation may be performed based on a transformation unit having a size smaller than or equal to the coding unit.
  • the transformation unit may include a data unit for intra mode and a transformation unit for inter mode.
  • the transformation unit in the coding unit is also recursively divided into smaller transformation units, so that the residual data of the coding unit is determined according to the tree structure according to the transformation depth. Can be partitioned according to the conversion unit.
  • a transform depth indicating a number of divisions between the height and the width of the coding unit divided to the transform unit may be set. For example, if the size of the transform unit of the current coding unit of size 2Nx2N is 2Nx2N, the transform depth is 0, the transform depth 1 if the size of the transform unit is NxN, and the transform depth 2 if the size of the transform unit is N / 2xN / 2. Can be. That is, the transformation unit having a tree structure may also be set for the transformation unit according to the transformation depth.
  • the encoded information for each coded depth requires not only the coded depth but also prediction related information and transformation related information. Accordingly, the coding unit determiner 120 may determine not only the coded depth that generated the minimum coding error, but also a partition type obtained by dividing a prediction unit into partitions, a prediction mode for each prediction unit, and a size of a transformation unit for transformation.
  • a method of determining a coding unit, a prediction unit / partition, and a transformation unit according to a tree structure of a maximum coding unit according to an embodiment will be described later in detail with reference to FIGS. 7 to 19.
  • the coding unit determiner 120 may measure a coding error of coding units according to depths using a Lagrangian Multiplier-based rate-distortion optimization technique.
  • the output unit 130 outputs the image data of the maximum coding unit encoded based on the at least one coded depth determined by the coding unit determiner 120 and the information about the encoding modes according to depths in the form of a bit stream.
  • the encoded image data may be a result of encoding residual data of the image.
  • the information about the encoding modes according to depths may include encoding depth information, partition type information of a prediction unit, prediction mode information, size information of a transformation unit, and the like.
  • the coded depth information may be defined using depth-specific segmentation information indicating whether to encode to a coding unit of a lower depth without encoding to the current depth. If the current depth of the current coding unit is a coding depth, since the current coding unit is encoded in a coding unit of the current depth, split information of the current depth may be defined so that it is no longer divided into lower depths. On the contrary, if the current depth of the current coding unit is not the coding depth, encoding should be attempted using the coding unit of the lower depth, and thus split information of the current depth may be defined to be divided into coding units of the lower depth.
  • encoding is performed on the coding unit divided into the coding units of the lower depth. Since at least one coding unit of a lower depth exists in the coding unit of the current depth, encoding may be repeatedly performed for each coding unit of each lower depth, and recursive coding may be performed for each coding unit of the same depth.
  • coding units having a tree structure are determined in one largest coding unit and information about at least one coding mode should be determined for each coding unit of a coding depth, information about at least one coding mode may be determined for one maximum coding unit. Can be.
  • the coding depth may be different for each location, and thus information about the coded depth and the coding mode may be set for the data.
  • the output unit 130 may allocate encoding information about a corresponding coding depth and an encoding mode to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit included in the maximum coding unit. .
  • the minimum unit according to an embodiment is a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest coding depth, into four divisions.
  • the minimum unit according to an embodiment may be a square data unit having a maximum size that may be included in all coding units, prediction units, partition units, and transformation units included in the maximum coding unit.
  • the encoding information output through the output unit 130 may be classified into encoding information according to depth coding units and encoding information according to prediction units.
  • the encoding information for each coding unit according to depth may include prediction mode information and partition size information.
  • the encoding information transmitted for each prediction unit includes information about an estimation direction of the inter mode, information about a reference image index of the inter mode, information about a motion vector, information about a chroma component of an intra mode, and information about an inter mode of an intra mode. And the like.
  • Information about the maximum size and information about the maximum depth of the coding unit defined for each picture, slice, or GOP may be inserted into a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set of the bitstream.
  • the information on the maximum size of the transform unit and the minimum size of the transform unit allowed for the current video may also be output through a header, a sequence parameter set, a picture parameter set, or the like of the bitstream.
  • the output unit 130 may encode and output an offset parameter related to the offset adjustment technique described above with reference to FIGS. 1 to 7.
  • a coding unit according to depths is a coding unit having a size in which a height and a width of a coding unit of one layer higher depth are divided by half. That is, if the size of the coding unit of the current depth is 2Nx2N, the size of the coding unit of the lower depth is NxN.
  • the current coding unit having a size of 2N ⁇ 2N may include up to four lower depth coding units having a size of N ⁇ N.
  • the image encoding apparatus 100 may determine a coding unit having an optimal shape and size for each maximum coding unit based on the size and maximum depth of the maximum coding unit determined in consideration of the characteristics of the current picture. Coding units may be configured. In addition, since each of the maximum coding units may be encoded in various prediction modes and transformation methods, an optimal coding mode may be determined in consideration of image characteristics of coding units having various image sizes.
  • the image encoding apparatus may adjust the coding unit in consideration of the image characteristics while increasing the maximum size of the coding unit in consideration of the size of the image, thereby increasing image compression efficiency.
  • the image encoding apparatus 100 of FIG. 8 may perform an operation of the image encoding apparatus 10 described above with reference to FIG. 1.
  • the coding unit determiner 120 may perform an operation of the parameter determiner 14 of the image encoding apparatus 10. For each largest coding unit, an offset type, offset values for each category, and an offset class may be determined.
  • the output unit 130 may perform an operation of the transmission unit 16.
  • the offset parameter determined for each largest coding unit may be output.
  • Offset merge information indicating whether to determine the current offset parameter may be first outputted using the offset parameter of the largest coding unit neighboring the current maximum coding unit.
  • an offset type an off type, an edge type, and a band type can be output.
  • the offset value may be output in the order of absolute offset, sign information, and the like. In the case of the edge type, the sign information of the offset value may not be output.
  • offset class information may be output.
  • the offset merging information of the current maximum coding unit allows to adopt the offset parameter of the neighboring maximum coding unit, the offset type and the offset value of the current maximum coding unit may not be output.
  • FIG. 9 is a block diagram of an image decoding apparatus 200 based on coding units having a tree structure, according to an embodiment of the present disclosure.
  • an image decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure includes a receiver 210, image data and encoding information extractor 220, and image data decoder 230. do.
  • the image decoding apparatus 200 that includes video prediction based on coding units having a tree structure is referred to as an “image decoding apparatus 200”.
  • the receiver 210 receives and parses a bitstream of an encoded video.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts image data encoded for each coding unit from the parsed bitstream according to coding units having a tree structure for each maximum coding unit, and outputs the encoded image data to the image data decoder 230.
  • the image data and encoding information extractor 220 may extract information about a maximum size of a coding unit of the current picture from a header, a sequence parameter set, or a picture parameter set for the current picture.
  • the image data and encoding information extractor 220 extracts information about a coded depth and an encoding mode for the coding units having a tree structure for each maximum coding unit, from the parsed bitstream.
  • the extracted information about the coded depth and the coding mode is output to the image data decoder 230. That is, the image data of the bit string may be divided into maximum coding units so that the image data decoder 230 may decode the image data for each maximum coding unit.
  • the information about the coded depth and the encoding mode for each largest coding unit may be set with respect to one or more coded depth information, and the information about the coding mode according to the coded depths may include partition type information, prediction mode information, and transformation unit of the corresponding coding unit. May include size information and the like.
  • split information for each depth may be extracted as the coded depth information.
  • the information about the coded depth and the encoding mode according to the maximum coding units extracted by the image data and the encoding information extractor 220 may be encoded according to the depth according to the maximum coding unit, as in the image encoding apparatus 100 according to an exemplary embodiment.
  • the image data and the encoding information extractor 220 may determine the predetermined data.
  • Information about a coded depth and an encoding mode may be extracted for each unit. If the information about the coded depth and the coding mode of the maximum coding unit is recorded for each of the predetermined data units, the predetermined data units having the information about the same coded depth and the coding mode are inferred as data units included in the same maximum coding unit. Can be.
  • the image data decoder 230 reconstructs the current picture by decoding image data of each maximum coding unit based on the information about the coded depth and the encoding mode for each maximum coding unit. That is, the image data decoder 230 may decode the encoded image data based on the read partition type, the prediction mode, and the transformation unit for each coding unit among the coding units having the tree structure included in the maximum coding unit. Can be.
  • the decoding process may include a prediction process including intra prediction and motion compensation, and an inverse transform process.
  • the image data decoder 230 may perform intra prediction or motion compensation according to each partition and prediction mode for each coding unit based on partition type information and prediction mode information of the prediction unit of the coding unit for each coding depth. .
  • the image data decoder 230 may read transform unit information having a tree structure for each coding unit, and perform inverse transform based on the transformation unit for each coding unit, for inverse transformation for each largest coding unit. Through inverse transformation, the pixel value of the spatial region of the coding unit may be restored.
  • the image data decoder 230 may determine the coded depth of the current maximum coding unit by using the split information for each depth. If the split information indicates that the split information is no longer split at the current depth, the current depth is the coded depth. Therefore, the image data decoder 230 may decode the coding unit of the current depth using the partition type, the prediction mode, and the transformation unit size information of the prediction unit with respect to the image data of the current maximum coding unit.
  • the image data decoder 230 It may be regarded as one data unit to be decoded in the same encoding mode.
  • the decoding of the current coding unit may be performed by obtaining information about an encoding mode for each coding unit determined in this way.
  • the image decoding apparatus 200 of FIG. 9 may perform an operation of the image decoding apparatus 30 described above with reference to FIG. 3.
  • the image data and encoding information extractor 220 and the receiver 210 may perform at least one of the extractor 32 and the offset determiner 34 of the image decoder 30.
  • the image data decoder 230 may perform at least one of the offset determiner 34 and the pixel compensator 36 of the image decoder 30.
  • the image data and encoding information extractor 220 may reconstruct the current offset parameter using at least one of the neighbor offset parameters. .
  • the image data and encoding information extractor 220 may restore the current offset parameter in the same manner as at least one of the neighbor offset parameters.
  • it may be determined which of the neighbor offset parameters to reference.
  • the image data and encoding information extractor 220 determines that the current offset parameter is different from the current offset parameter based on the offset merging information for the current maximum coding unit parsed from the bitstream.
  • the current offset parameter for the unit may be parsed and restored.
  • the encoding information extractor 220 may parse the absolute offset value and the scale parameter from the bitstream. Also, the encoding information extractor 220 may determine the offset values based on the absolute offset value and the scale parameter. For example, the encoding information extractor 220 may shift the absolute offset value by a scale parameter to determine the offset value.
  • the encoding information extractor 220 may parse a sign, an absolute offset value, and a scale parameter from the bitstream. In addition, the encoding information extractor 220 may determine the offset values based on the sign, the absolute offset value, and the scale parameter.
  • the image data and encoding information extractor 220 may parse the offset parameter for each maximum coding unit from the bitstream. From the offset parameter, an offset type, offset values per category, and offset class may be determined. When the offset type of the current maximum coding unit is an off type, the offset adjustment operation on the current maximum coding unit may be terminated. When the offset type is an edge type, a current offset value may be selected from among the received offset values based on an edge class representing each edge direction and a category representing an edge shape for each reconstructed pixels. When the offset type is a band type, each band may be determined for each reconstruction pixel, and an offset value corresponding to the current band may be selected among the offset values.
  • the image data decoder 230 may generate a reconstructed pixel in which an error is minimized by adjusting the reconstructed pixel value by an offset value corresponding to the reconstructed pixels. Based on the offset parameter parsed for each largest coding unit, offsets of reconstructed pixels of the maximum coding unit may be adjusted.
  • the image decoding apparatus 200 may obtain information about a coding unit that generates a minimum coding error by recursively encoding each maximum coding unit in the encoding process, and use the same to decode the current picture. That is, decoding of encoded image data of coding units having a tree structure determined as an optimal coding unit for each maximum coding unit can be performed.
  • the image data can be efficiently used according to the coding unit size and the encoding mode that are adaptively determined according to the characteristics of the image by using the information about the optimum encoding mode transmitted from the encoding end. Can be decoded and restored.
  • FIG. 10 illustrates a concept of coding units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • a size of a coding unit may be expressed by a width x height, and may include 32x32, 16x16, and 8x8 from a coding unit having a size of 64x64.
  • Coding units of size 64x64 may be partitioned into partitions of size 64x64, 64x32, 32x64, and 32x32, coding units of size 32x32 are partitions of size 32x32, 32x16, 16x32, and 16x16, and coding units of size 16x16 are 16x16.
  • Coding units of size 8x8 may be divided into partitions of size 8x8, 8x4, 4x8, and 4x4, into partitions of 16x8, 8x16, and 8x8.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 2.
  • the resolution is set to 1920x1080, the maximum size of the coding unit is 64, and the maximum depth is 3.
  • the resolution is set to 352x288, the maximum size of the coding unit is 16, and the maximum depth is 1.
  • the maximum depth illustrated in FIG. 10 represents the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit.
  • the maximum size of the coding size is relatively large not only to improve the coding efficiency but also to accurately shape the image characteristics. Accordingly, the video data 310 or 320 having a higher resolution than the video data 330 may be selected to have a maximum size of 64.
  • the coding unit 315 of the video data 310 is divided twice from a maximum coding unit having a long axis size of 64, and the depth is deepened by two layers, so that the long axis size is 32, 16. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 335 of the video data 330 is divided once from coding units having a long axis size of 16, and the depth is deepened by one layer to increase the long axis size to 8. Up to coding units may be included.
  • the coding unit 325 of the video data 320 is divided three times from the largest coding unit having a long axis size of 64, and the depth is three layers deep, so that the long axis size is 32, 16. , Up to 8 coding units may be included. As the depth increases, the expressive power of the detailed information may be improved.
  • FIG. 11 is a block diagram of an image encoder 400 based on coding units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image encoder 400 includes operations performed by the encoding unit determiner 120 of the image encoding apparatus 100 to encode image data. That is, the intra predictor 410 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode among the current frame 405, and the motion estimator 420 and the motion compensator 425 are the current frame 405 of the inter mode. And the inter frame estimation and the motion compensation using the reference frame 495.
  • Data output from the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 is output as a quantized transform coefficient through the transform unit 430 and the quantization unit 440.
  • the quantized transform coefficients are restored to the data of the spatial domain through the inverse quantizer 460 and the inverse transformer 470, and the recovered data of the spatial domain is passed through the deblocking unit 480 and the loop filtering unit 490. Processed and output to the reference frame 495.
  • the quantized transform coefficients may be output to the bitstream 455 via the entropy encoder 450.
  • an intra predictor 410, a motion estimator 420, a motion compensator 425, and a transform unit may be included in the image encoder 400.
  • quantizer 440, entropy encoder 450, inverse quantizer 460, inverse transform unit 470, deblocking unit 480, and loop filtering unit 490 are all maximum for each largest coding unit. In consideration of the depth, a task based on each coding unit among the coding units having a tree structure should be performed.
  • the intra predictor 410, the motion estimator 420, and the motion compensator 425 partition each coding unit among coding units having a tree structure in consideration of the maximum size and the maximum depth of the current maximum coding unit.
  • a prediction mode, and the transform unit 430 should determine the size of a transform unit in each coding unit among the coding units having a tree structure.
  • the image encoder 400 classifies the pixels according to the edge type (or band type) for each maximum coding unit of the reference frame 495 to determine the edge direction (or start band position), and reconstruct the pixels belonging to each category. Their average error value can be determined.
  • Each offset merging information, offset type, and offset values may be encoded and signaled for each largest coding unit.
  • FIG. 12 is a block diagram of an image decoder 500 based on coding units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the bitstream 505 is parsed through the parsing unit 510, and the encoded image data to be decoded and information about encoding necessary for decoding are parsed.
  • the encoded image data is output as inverse quantized data through the entropy decoding unit 520 and the inverse quantization unit 530, and the image data of the spatial domain is restored through the inverse transformation unit 540.
  • the intra prediction unit 550 performs intra prediction on the coding unit of the intra mode, and the motion compensator 560 uses the reference frame 585 together to apply the coding unit of the inter mode. Perform motion compensation for the
  • Data in the spatial domain that has passed through the intra predictor 550 and the motion compensator 560 may be post-processed through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 to be output to the reconstructed frame 595.
  • the post-processed data through the deblocking unit 570 and the loop filtering unit 580 may be output as the reference frame 585.
  • step-by-step operations after the parser 510 of the image decoder 500 may be performed.
  • the parser 510, the entropy decoder 520, the inverse quantizer 530, and the inverse transform unit 540 which are components of the image decoder 500, may be used.
  • the intra predictor 550, the motion compensator 560, the deblocking unit 570, and the loop filtering unit 580 must all perform operations based on coding units having a tree structure for each maximum coding unit. do.
  • the intra predictor 550 and the motion compensator 560 determine partitions and prediction modes for each coding unit having a tree structure, and the inverse transform unit 540 must determine the size of the transform unit for each coding unit. .
  • the image decoder 500 may extract offset parameters of maximum coding units from the bitstream. Based on the offset merge information among the offset parameters of the current maximum coding unit, the current offset parameter may be restored using the offset parameters of the neighboring maximum coding unit. For example, the current offset parameter may be restored in the same manner as the offset parameter of the neighboring largest coding unit.
  • the offset type and the offset values among the offset parameters of the current maximum coding unit may be adjusted by the offset value corresponding to the category according to the edge type or the band type for each reconstruction pixel for each maximum coding unit of the reconstruction frame 595.
  • FIG. 13 is a diagram of deeper coding units according to depths, and partitions, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 use hierarchical coding units to consider image characteristics.
  • the maximum height, width, and maximum depth of the coding unit may be adaptively determined according to the characteristics of the image, and may be variously set according to a user's request. According to the maximum size of the preset coding unit, the size of the coding unit for each depth may be determined.
  • the hierarchical structure 600 of a coding unit illustrates a case in which a maximum height and a width of a coding unit are 64 and a maximum depth is four.
  • the maximum depth indicates the total number of divisions from the maximum coding unit to the minimum coding unit. Since the depth deepens along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit according to an embodiment, the height and the width of the coding unit for each depth are divided.
  • a prediction unit and a partition on which the prediction encoding of each depth-based coding unit is shown along the horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit are illustrated.
  • the coding unit 610 has a depth of 0 as the largest coding unit of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and the size, ie, the height and width, of the coding unit is 64x64.
  • a depth deeper along the vertical axis includes a coding unit 620 of depth 1 having a size of 32x32, a coding unit 630 of depth 2 having a size of 16x16, and a coding unit 640 of depth 3 having a size of 8x8.
  • a coding unit 640 of depth 3 having a size of 4 ⁇ 4 is a minimum coding unit.
  • Prediction units and partitions of the coding unit are arranged along the horizontal axis for each depth. That is, if the coding unit 610 of size 64x64 having a depth of zero is a prediction unit, the prediction unit may include a partition 610 of size 64x64, partitions 612 of size 64x32, and size included in the coding unit 610 of size 64x64. 32x64 partitions 614, 32x32 partitions 616.
  • the prediction unit of the coding unit 620 having a size of 32x32 having a depth of 1 includes a partition 620 of size 32x32, partitions 622 of size 32x16 and a partition of size 16x32 included in the coding unit 620 of size 32x32. 624, partitions 626 of size 16x16.
  • the prediction unit of the coding unit 630 of size 16x16 having a depth of 2 includes a partition 630 of size 16x16, partitions 632 of size 16x8, and a partition of size 8x16 included in the coding unit 630 of size 16x16. 634, partitions 636 of size 8x8.
  • the prediction unit of the coding unit 640 of size 8x8 having a depth of 3 includes a partition 640 of size 8x8, partitions 642 of size 8x4 and a partition of size 4x8 included in the coding unit 640 of size 8x8. 644, partitions 646 of size 4x4.
  • the coding unit determiner 120 of the image encoding apparatus 100 may determine a coding depth of the maximum coding unit 610.
  • the number of deeper coding units according to depths for including data having the same range and size increases as the depth increases. For example, four coding units of depth 2 are required for data included in one coding unit of depth 1. Therefore, in order to compare the encoding results of the same data for each depth, each of the coding units having one depth 1 and four coding units having four depths 2 should be encoded.
  • encoding may be performed for each prediction unit of a coding unit according to depths along a horizontal axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit, and a representative coding error, which is the smallest coding error at a corresponding depth, may be selected. .
  • a depth deeper along the vertical axis of the hierarchical structure 600 of the coding unit the encoding may be performed for each depth, and the minimum coding error may be searched by comparing the representative coding error for each depth.
  • the depth and the partition in which the minimum coding error occurs in the maximum coding unit 610 may be selected as the coding depth and the partition type of the maximum coding unit 610.
  • FIG. 14 illustrates a relationship between a coding unit and transformation units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the image encoding apparatus 100 encodes or decodes an image in coding units having a size smaller than or equal to the maximum coding unit for each maximum coding unit.
  • the size of a transformation unit for transformation in the encoding process may be selected based on a data unit that is not larger than each coding unit.
  • the 32x32 transform unit 720 may be selected. The conversion can be performed.
  • the data of the 64x64 coding unit 710 is transformed into 32x32, 16x16, 8x8, and 4x4 transform units of 64x64 size or less, and then encoded, and the transform unit having the least error with the original is selected. Can be.
  • FIG. 15 illustrates encoding information according to depths, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the output unit 130 of the image encoding apparatus 100 is information about an encoding mode.
  • Information 800 regarding partition types and information 810 about prediction modes for each coding unit of each coding depth may be used.
  • the information 820 about the size of the transformation unit may be encoded and transmitted.
  • the information about the partition type 800 is a data unit for predictive encoding of the current coding unit and indicates information about the type of the partition in which the prediction unit of the current coding unit is divided.
  • the current coding unit CU_0 of size 2Nx2N may be any one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It can be divided and used.
  • the information 800 about the partition type of the current coding unit represents one of a partition 802 of size 2Nx2N, a partition 804 of size 2NxN, a partition 806 of size Nx2N, and a partition 808 of size NxN. It is set to.
  • Information 810 relating to the prediction mode indicates the prediction mode of each partition. For example, through the information 810 about the prediction mode, whether the partition indicated by the information 800 about the partition type is performed in one of the intra mode 812, the inter mode 814, and the skip mode 816 is performed. Whether or not can be set.
  • the information about the transform unit size 820 indicates whether to transform the current coding unit based on the transform unit.
  • the transform unit may be one of a first intra transform unit size 822, a second intra transform unit size 824, a first inter transform unit size 826, and a second intra transform unit size 828. have.
  • the image data and encoding information receiving unit 210 of the image decoding apparatus 200 may include information about a partition type 800, information 810 about a prediction mode, and transformation unit for each depth-decoding unit.
  • Information 820 about the size may be extracted and used for decoding.
  • 16 is a diagram of deeper coding units according to depths, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Segmentation information may be used to indicate a change in depth.
  • the split information indicates whether a coding unit of a current depth is split into coding units of a lower depth.
  • the prediction unit 910 for predictive encoding of the coding unit 900 having depth 0 and 2N_0x2N_0 size includes a partition type 912 having a size of 2N_0x2N_0, a partition type 914 having a size of 2N_0xN_0, a partition type 916 having a size of N_0x2N_0, and a N_0xN_0 It may include a partition type 918 of size. Although only partitions 912, 914, 916, and 918 in which the prediction unit is divided by a symmetrical ratio are illustrated, as described above, the partition type is not limited thereto, and asymmetric partitions, arbitrary partitions, geometric partitions, and the like. It may include.
  • prediction coding For each partition type, prediction coding must be performed repeatedly for one 2N_0x2N_0 partition, two 2N_0xN_0 partitions, two N_0x2N_0 partitions, and four N_0xN_0 partitions.
  • prediction encoding For partitions having a size 2N_0x2N_0, a size N_0x2N_0, a size 2N_0xN_0, and a size N_0xN_0, prediction encoding may be performed in an intra mode and an inter mode. The skip mode may be performed only for prediction encoding on partitions having a size of 2N_0x2N_0.
  • the depth 0 is changed to 1 and split (920), and the encoding is repeatedly performed on the depth 2 and the coding units 930 of the partition type having the size N_0xN_0.
  • the prediction unit 940 for predictive encoding of one of the coding units 930 of depth 1 and size 2N_1x2N_1 includes a partition type 942 having a size 2N_1x2N_1, a partition type 944 having a size 2N_1xN_1, and a size N_1x2N_1 Partition type 946, and a partition type 948 of size N_1xN_1.
  • the depth 1 is changed to the depth 2 and divided (950), and repeatedly for the depth 2 and the coding units 960 of the size N_2xN_2.
  • the encoding may be performed to search for a minimum encoding error.
  • depth-based coding units may be set until depth d-1, and split information may be set up to depth d-2. That is, when encoding is performed from the depth d-2 to the depth d-1 to the depth d-1, the prediction encoding of the coding unit 980 of the depth d-1 and the size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1)
  • the prediction unit for 990 is a partition type 992 of size 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), partition type 994 of size 2N_ (d-1) xN_ (d-1), size A partition type 996 of N_ (d-1) x2N_ (d-1) and a partition type 998 of size N_ (d-1) xN_ (d-1) may be included.
  • one partition 2N_ (d-1) x2N_ (d-1), two partitions 2N_ (d-1) xN_ (d-1), two sizes N_ (d-1) x2N_ Prediction encoding is repeatedly performed for each partition of (d-1) and four partitions of size N_ (d-1) xN_ (d-1), so that a partition type having a minimum encoding error may be searched. .
  • the coding unit CU_ (d-1) of the depth d-1 is no longer
  • the encoding depth of the current maximum coding unit 900 may be determined as the depth d-1, and the partition type may be determined as N_ (d-1) xN_ (d-1) without going through a division process into lower depths.
  • split information is not set for the coding unit 952 having the depth d-1.
  • the data unit 999 may be referred to as a 'minimum unit' for the current maximum coding unit.
  • the minimum unit may be a square data unit having a size obtained by dividing the minimum coding unit, which is the lowest coding depth, into four divisions.
  • the image encoding apparatus 100 compares the encoding errors for each depth of the coding unit 900, selects the depth at which the smallest encoding error occurs, and determines the encoding depth.
  • the partition type and the prediction mode may be set to the encoding mode of the coded depth.
  • the depth with the smallest error can be determined by comparing the minimum coding errors for all depths of depths 0, 1, ..., d-1, d, and can be determined as the coding depth.
  • the coded depth, the partition type of the prediction unit, and the prediction mode may be encoded and transmitted as information about an encoding mode.
  • the coding unit since the coding unit must be split from the depth 0 to the coded depth, only the split information of the coded depth is set to '0', and the split information for each depth except the coded depth should be set to '1'.
  • the image data and encoding information extractor 220 of the image decoding apparatus 200 may extract information about a coding depth and a prediction unit for the coding unit 900 and use the same to decode the coding unit 912. Can be.
  • the image decoding apparatus 200 may identify a depth having split information of '0' as a coding depth using split information according to depths, and may use the decoding depth by using information about an encoding mode for a corresponding depth. have.
  • 17, 18, and 19 illustrate a relationship between coding units, prediction units, and transformation units, according to an embodiment of the present disclosure.
  • the coding units 1010 are coding units according to coding depths determined by the image encoding apparatus 100 according to an embodiment with respect to the maximum coding unit.
  • the prediction unit 1060 is partitions of prediction units of each coding depth of each coding depth among the coding units 1010, and the transformation unit 1070 is transformation units of each coding depth for each coding depth.
  • the depth-based coding units 1010 have a depth of 0
  • the coding units 1012 and 1054 have a depth of 1
  • the coding units 1014, 1016, 1018, 1028, 1050, and 1052 have depths.
  • coding units 1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, and 1048 have a depth of three
  • coding units 1040, 1042, 1044, and 1046 have a depth of four.
  • partitions 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 of the prediction units 1060 are obtained by splitting coding units. That is, partitions 1014, 1022, 1050, and 1054 are partition types of 2NxN, partitions 1016, 1048, and 1052 are partition types of Nx2N, and partitions 1032 are partition types of NxN. Prediction units and partitions of the coding units 1010 according to depths are smaller than or equal to each coding unit.
  • the image data of the part 1052 of the transformation units 1070 is transformed or inversely transformed into a data unit having a smaller size than the coding unit.
  • the transformation units 1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, and 1054 are data units having different sizes or shapes when compared to corresponding prediction units and partitions among the prediction units 1060. That is, the image encoding apparatus 100 according to an embodiment and the image decoding apparatus 200 according to the embodiment may be intra prediction / motion estimation / motion compensation operations and transform / inverse transform operations for the same coding unit. Each can be performed on a separate data unit.
  • coding is performed recursively for each coding unit having a hierarchical structure for each largest coding unit to determine an optimal coding unit.
  • coding units having a recursive tree structure may be configured.
  • the encoding information may include split information about a coding unit, partition type information, prediction mode information, and transformation unit size information. Table 1 below shows an example that can be set in the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus 200 according to an embodiment.
  • the output unit 130 of the image encoding apparatus 100 outputs encoding information about coding units having a tree structure
  • the encoding information extraction unit of the image decoding apparatus 200 according to an embodiment 220 may extract encoding information about coding units having a tree structure from the received bitstream.
  • the split information indicates whether the current coding unit is split into coding units of a lower depth. If the split information of the current depth d is 0, since the depth in which the current coding unit is no longer divided into lower coding units is a coded depth, partition type information, a prediction mode, and transform unit size information may be defined for the coded depth. If it is to be further split by the split information, encoding should be performed independently for each coding unit of the divided four lower depths.
  • the prediction mode may be represented by one of an intra mode, an inter mode, and a skip mode.
  • Intra mode and inter mode can be defined in all partition types, and skip mode can be defined only in partition type 2Nx2N.
  • the partition type information indicates the symmetric partition types 2Nx2N, 2NxN, Nx2N and NxN, in which the height or width of the prediction unit is divided by the symmetrical ratio, and the asymmetric partition types 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N, which are divided by the asymmetrical ratio.
  • the asymmetric partition types 2NxnU and 2NxnD are divided into heights 1: 3 and 3: 1, respectively, and the asymmetric partition types nLx2N and nRx2N are divided into 1: 3 and 3: 1 widths, respectively.
  • the conversion unit size may be set to two kinds of sizes in the intra mode and two kinds of sizes in the inter mode. That is, if the transformation unit split information is 0, the size of the transformation unit is set to the size 2Nx2N of the current coding unit. If the transform unit split information is 1, a transform unit having a size obtained by dividing the current coding unit may be set. In addition, if the partition type for the current coding unit having a size of 2Nx2N is a symmetric partition type, the size of the transform unit may be set to NxN, and if the asymmetric partition type is N / 2xN / 2.
  • Encoding information of coding units having a tree structure may be allocated to at least one of a coding unit, a prediction unit, and a minimum unit of a coding depth.
  • the coding unit of the coding depth may include at least one prediction unit and at least one minimum unit having the same encoding information.
  • the encoding information held by each adjacent data unit is checked, it may be determined whether the adjacent data units are included in the coding unit having the same coding depth.
  • the coding unit of the corresponding coding depth may be identified by using the encoding information held by the data unit, the distribution of the coded depths within the maximum coding unit may be inferred.
  • the encoding information of the data unit in the depth-specific coding unit adjacent to the current coding unit may be directly referred to and used.
  • the prediction coding when the prediction coding is performed by referring to the neighboring coding unit, the data adjacent to the current coding unit in the coding unit according to depths is encoded by using the encoding information of the adjacent coding units according to depths.
  • the neighboring coding unit may be referred to by searching.
  • FIG. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • FIG. 20 illustrates a relationship between a coding unit, a prediction unit, and a transformation unit, according to encoding mode information of Table 1.
  • the maximum coding unit 1300 includes coding units 1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, and 1318 of a coded depth. Since one coding unit 1318 is a coding unit of a coded depth, split information may be set to zero.
  • the partition type information of the coding unit 1318 having a size of 2Nx2N is partition type 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, NxN 1328, 2NxnU 1332, 2NxnD 1334, nLx2N (1336). And nRx2N 1338.
  • the transform unit split information (TU size flag) is a type of transform index, and a size of a transform unit corresponding to the transform index may be changed according to a prediction unit type or a partition type of a coding unit.
  • the partition type information is set to one of the symmetric partition types 2Nx2N 1322, 2NxN 1324, Nx2N 1326, and NxN 1328
  • the conversion unit partition information is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1342 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1344 of size NxN may be set.
  • the partition type information is set to one of the asymmetric partition types 2NxnU (1332), 2NxnD (1334), nLx2N (1336), and nRx2N (1338), if the conversion unit partition information (TU size flag) is 0, a conversion unit of size 2Nx2N ( 1352 is set, and if the transform unit split information is 1, a transform unit 1354 of size N / 2 ⁇ N / 2 may be set.
  • the conversion unit splitting information (TU size flag) described above with reference to FIG. 20 is a flag having a value of 0 or 1
  • the conversion unit splitting information according to an embodiment is not limited to a 1-bit flag and is 0 according to a setting. , 1, 2, 3., etc., and may be divided hierarchically.
  • the transformation unit partition information may be used as an embodiment of the transformation index.
  • the size of the transformation unit actually used may be expressed.
  • the image encoding apparatus 100 may encode maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information.
  • the encoded maximum transform unit size information, minimum transform unit size information, and maximum transform unit split information may be inserted into the SPS.
  • the image decoding apparatus 200 may use the maximum transformation unit size information, the minimum transformation unit size information, and the maximum transformation unit split information to use for image decoding.
  • the maximum transform unit split information is defined as 'MaxTransformSizeIndex'
  • the minimum transform unit size is 'MinTransformSize'
  • the transform unit split information is 0,
  • the minimum transform unit possible in the current coding unit is defined as 'RootTuSize'.
  • the size 'CurrMinTuSize' may be defined as in Equation 5 below.
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may indicate a maximum transform unit size that can be adopted in the system. That is, according to relation (5), 'RootTuSize / (2 ⁇ MaxTransformSizeIndex)' is a transformation obtained by dividing 'RootTuSize', which is the size of the transformation unit when the transformation unit division information is 0, by the number of times corresponding to the maximum transformation unit division information. Since the unit size is 'MinTransformSize' is the minimum transform unit size, a smaller value among them may be the minimum transform unit size 'CurrMinTuSize' possible in the current coding unit.
  • the maximum transform unit size RootTuSize may vary depending on a prediction mode.
  • RootTuSize may be determined according to the following relation (6).
  • 'MaxTransformSize' represents the maximum transform unit size
  • 'PUSize' represents the current prediction unit size.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PUSize) ......... (6)
  • 'RootTuSize' which is a transform unit size when the transform unit split information is 0, may be set to a smaller value among the maximum transform unit size and the current prediction unit size.
  • 'RootTuSize' may be determined according to Equation (7) below.
  • 'PartitionSize' represents the size of the current partition unit.
  • RootTuSize min (MaxTransformSize, PartitionSize) ........... (7)
  • the conversion unit size 'RootTuSize' when the conversion unit split information is 0 may be set to a smaller value among the maximum conversion unit size and the current partition unit size.
  • the current maximum conversion unit size 'RootTuSize' according to an embodiment that changes according to the prediction mode of the partition unit is only an embodiment, and a factor determining the current maximum conversion unit size is not limited thereto.
  • the image data of the spatial domain is encoded for each coding unit of the tree structure, and the image decoding method based on the coding units of the tree structure.
  • decoding is performed for each largest coding unit, and image data of a spatial region may be reconstructed to reconstruct a picture and a video that is a picture sequence.
  • the reconstructed video can be played back by a playback device, stored in a storage medium, or transmitted over a network.
  • an offset parameter may be signaled for each picture or every slice or every maximum coding unit, every coding unit according to a tree structure, every prediction unit of a coding unit, or every transformation unit of a coding unit. For example, by adjusting the reconstruction sample values of the maximum coding unit by using the offset value reconstructed based on the offset parameter received for each maximum coding unit, the maximum coding unit in which the error with the original block is minimized may be restored.
  • the above-described embodiments of the present disclosure may be written as a program executable on a computer, and may be implemented in a general-purpose digital computer operating the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include a storage medium such as a magnetic storage medium (eg, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.) and an optical reading medium (eg, a CD-ROM, a DVD, etc.).
  • the hardware may also include a processor.
  • the processor may be a general purpose single- or multi-chip microprocessor (eg, ARM), special purpose microprocessor (eg, digital signal processor (DSP)), microcontroller, programmable gate array, etc. .
  • the processor may be called a central processing unit (CPU).
  • processors eg, ARM and DSP.
  • the hardware may also include memory.
  • the memory may be any electronic component capable of storing electronic information.
  • the memory includes random access memory (RAM), read-only memory (ROM), magnetic disk storage media, optical storage media, flash memory devices in RAM, on-board memory included in the processor, EPROM memory, EEPROM memory May be implemented as, registers, and others, combinations thereof.
  • Data and programs may be stored in memory.
  • the program may be executable by the processor to implement the methods disclosed herein. Execution of the program may include the use of data stored in memory.
  • a processor executes instructions, various portions of the instructions may be loaded onto the processor, and various pieces of data may be loaded onto the processor.

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Abstract

원본영상과의 오차가 최소화되는 복원영상을 생성하기 위한 영상 부호화 방법 및 그 장치, 영상 복호화 방법 및 그 장치를 제안한다. 영상을 복호화 하는 방법은 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계; 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋 절대값을 스케일링하고, 스케일링된 오프셋 절대값을 이용하여 현재 블록의 오프셋을 결정하는 단계; 및 현재 블록의 오프셋을 이용하여, 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상하는 단계를 포함한다.

Description

샘플값 보상을 위한 영상 부호화 방법과 그 장치, 및 샘플값 보상을 위한 영상 복호화 방법과 그 장치
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것이다.
고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 재생, 저장할 수 있는 하드웨어의 개발 및 보급에 따라, 고해상도 또는 고화질 비디오 컨텐트를 효과적으로 부호화하거나 복호화하는 비디오 코덱의 필요성이 증대하고 있다. 기존의 비디오 코덱에 따르면, 비디오는 소정 크기의 블록에 기반하여 제한된 부호화 방식에 따라 부호화되고 있다.
주파수 변환을 이용하여 공간 영역의 영상 데이터는 주파수 영역의 계수들로 변환된다. 비디오 코덱은, 주파수 변환의 빠른 연산을 위해 영상을 소정 크기의 블록들로 분할하고, 블록마다 DCT 변환을 수행하여, 블록 단위의 주파수 계수들을 부호화한다. 공간 영역의 영상 데이터에 비해 주파수 영역의 계수들이, 압축하기 쉬운 형태를 가진다. 특히 비디오 코덱의 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 공간 영역의 영상 화소값은 예측 오차로 표현되므로, 예측 오차에 대해 주파수 변환이 수행되면 많은 데이터가 0으로 변환될 수 있다. 비디오 코덱은 연속적으로 반복적으로 발생하는 데이터를 작은 크기의 데이터로 치환함으로써, 데이터량을 절감하고 있다.
본 개시는, 높은 비트 심도 및 높은 비트 레이트에서 원본영상과의 오차가 최소화되는 복원영상을 생성하기 위한 영상 부호화 방법 및 그 장치, 영상 복호화 방법 및 그 장치를 제안한다.
본 개시의 실시예에 따른 영상을 복호화 하는 방법은 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계; 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋 절대값을 스케일링하고, 스케일링된 오프셋 절대값을 이용하여 현재 블록의 오프셋을 결정하는 단계; 및 현재 블록의 오프셋을 이용하여, 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상하는 단계를 포함한다.
또한, 스케일 파라미터는 비트심도(BitDepth) 및 양자화 파라미터(Quantization Parameter) 중 적어도 하나에 기초할 수 있다.
또한, 비트스트림으로부터 파싱하는 단계는 비트스트림의 픽처 파라미터 셋(Picture Parameter Set; PPS)으로부터 스케일 파라미터를 파싱하는 단계일 수 있다.
또한, 비트스트림으로부터 파싱하는 단계는 비트스트림의 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set; SPS)으로부터 스케일 파라미터를 파싱하는 단계일 수 있다.
또한, 비트스트림으로부터 파싱하는 단계는 비트스트림의 슬라이스 세그먼트 헤더(Slice Segment Header)로부터 스케일 파라미터를 파싱하는 단계일 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예에 따른 영상을 복호화 하는 방법은 스케일 파라미터가 슬라이스 세그먼트 헤더에 존재함을 나타내는 플래그를 비트스트림의 시퀀스 파라미터 셋으로부터 파싱하는 단계; 및 플래그가 1인 경우, 슬라이스 세그먼트 헤더로부터 스케일 파라미터를 파싱하는 단계를 포함할 수 있다
또한, 스케일 파라미터는, 루마 성분(Luma Component)에 관련된 파라미터 및 크로마 성분(Chroma Component)에 관련된 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 스케일 파라미터는 에지 오프셋(Edge Offset; EO)에 관련된 파라미터 및 밴드 오프셋(Band Offset; BO)에 관련된 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 스케일 파라미터는 0 에서 Max(비트심도-10, 0)까지의 범위를 가질 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 영상을 복호화 하는 장치는 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 비트스트림으로부터 파싱하는 추출부; 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋 절대값을 스케일링하고, 스케일링된 오프셋 절대값을 이용하여 현재 블록의 오프셋을 결정하는 오프셋 결정부; 및 현재 블록의 오프셋을 이용하여, 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상하는 픽셀 보상부를 포함한다.
본 개시의 실시예에 따른 영상을 복호화 하는 방법을 구현하기 위한 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 영상을 부호화 하는 방법은 트리구조의 블록들에 기초하여 영상을 부호화하는 단계; 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 결정하는 단계; 스케일 파라미터를 부호화하는 단계; 및
부호화된 스케일 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송하는 단계를 포함한다.
스케일 파라미터를 결정하는 단계는 비트심도(BitDepth) 및 양자화 파라미터(Quantization Parameter) 중 적어도 하나에 기초하여 스케일 파라미터를 결정하는 단계일 수 있다.
스케일 파라미터를 결정하는 단계는 0 에서 Max(비트심도-10, 0)까지의 범위에서 스케일 파라미터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 실시예에 따른 영상을 부호화 하는 장치는 트리구조의 블록들에 기초하여 영상을 부호화하는 부호화부; 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 결정하는 파라미터 결정부; 및 스케일 파라미터를 부호화하고, 부호화된 스케일 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송하는 전송부를 포함한다.
도 1 은 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)의 블록도를 도시한다.
도 2 는 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 3 은 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)의 블록도를 도시한다.
도 4 는 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 5 는 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치(50)의 블록도를 도시한다.
도 6 은 일 실시예에 따른 에지 타입의 에지 클래스를 도시한다.
도 7a 및 7b 는 일 실시예에 따른 에지 타입의 카테고리들을 도시한다.
도 8 는 본 개시의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
도 9 는 본 개시의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.
도 10 은 본 개시의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
도 11 은 본 개시의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 블록도를 도시한다.
도 12 는 본 개시의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 블록도를 도시한다.
도 13 은 본 개시의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
도 14 는 본 개시의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 15 는 본 개시의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
도 16 은 본 개시의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 19은 본 개시의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
도 20 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
이하 도 1 내지 도 7을 참조하여, 일 실시예에 따라 비트 심도 및 양자화 파라미터에 중 적어도 하나에 기초한 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋을 스케일하는 영상 부호화 기법 및 영상 복호화 기법이 개시된다. 또한, 도 1 내지 도 20을 참조하여, 일 실시예에 따른 트리 구조의 부호화 단위에 기초한 영상 부호화 기법 및 영상 복호화 기법에서 현재 블록의 오프셋을 스케일하는 실시예가 개시된다. 이하, '영상'은 비디오의 정지영상이거나 동영상, 즉 비디오 그 자체를 나타낼 수 있다.
먼저, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 일 실시예에 따라 비트 심도 및 양자화 파라미터에 중 적어도 하나에 기초한 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋을 스케일하는 영상 부호화 기법 및 영상 복호화 기법이 개시된다.
도 1 은 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는 부호화부(12), 파라미터 결정부(14) 및 전송부(16)를 포함한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는 비디오의 영상들을 입력받아, 각각의 영상을 블록들로 구획하여 블록별로 부호화한다. 블록의 타입은 정사각형 또는 직사각형일 수 있으며, 임의의 기하학적 형태일 수도 있다. 일정한 크기의 데이터 단위로 제한되는 것은 아니다. 일 실시예에 따른 블록은 트리구조에 따른 부호화단위들일 수 있다. 예를 들어 트리 구조에 따른 부호화단위들은 최대 부호화 단위(Largest Coding Unit; LCU), 부호화 단위(Coding Unit; CU)) 을 포함할 수 있다. 트리구조에 따른 부호화단위들에 기초한 비디오 부복호화 방식은, 도 8 내지 20을 참조하여 후술한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는 비디오의 영상들을 입력받아, 각각의 영상을 최대 부호화 단위들로 구획하고, 최대 부호화 단위마다 샘플들에 대해 예측, 변환, 엔트로피 부호화를 수행하여 생성된 결과 데이터를 비트스트림의 타입으로 출력할 수 있다. 최대 부호화 단위의 샘플들은 최대 부호화 단위에 포함된 픽셀들의 샘플값 데이터일 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화부(12)는, 트리 구조의 블록들에 기초하여 영상을 부호화 할 수 있다. 또한, 부호화부(12)는 트리 구조의 블록들에 포함된 영상의 최대 부호화 단위들마다 부호화를 개별적으로 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 부호화부(12)는, 현재 최대 부호화 단위로부터 분할된 트리 구조의 부호화 단위들을 기초로, 현재 최대 부호화 단위를 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화부(12)는, 현재 최대 부호화 단위의 부호화를 위해, 현재 부호화 단위에 포함된 트리 구조의 부호화 단위들마다 인트라 예측, 인터 예측, 변환, 양자화를 수행하여 샘플들을 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화부(12)는, 부호화된 샘플들에 대해, 다시 트리 구조의 블록들마다 역양자화, 역변환, 인터 예측 또는 인트라 예측을 통해 복호화하여, 현재 블록에 포함된 샘플들을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 현재 블록이 부호화되기 전의 원본픽셀과, 다시 복호화한 후의 복원픽셀 간의 오차를 최소화하기 위해, 원본픽셀과 복원픽셀 간의 차이값을 나타내는 오프셋값을 결정할 수 있다. 또한, 오프셋값은 오프셋 절대값 및 오프셋 절대값을 스케일하기 위한 스케일 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 나타낼 수 있다. 예를 들어 영상 부호화 장치(10)는 오프셋 절대값을 스케일 파라미터를 이용하여 쉬프트(shift) 연산하여 오프셋값을 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치(10)가 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터를 이용하여 오프셋값을 나타내는 경우, 사용되는 비트가 줄어들 수 있으므로, 비트스트림의 비트당 정보량의 효율을 높일 수 있다.
오프셋 절대값은 비트스트림에 포함될 수 있으며 오프셋의 크기에 관련된 정보이다. 또한 오프셋 절대값은 양수를 가지며, 스케일 파라미터에 의하여 스케일될 수 있다. 스케일은 쉬프트(shift) 연산을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는 오프셋 파라미터를 블록 별로 결정할 수 있다. 오프셋 파라미터는 오프셋값, 오프셋 타입, 오프셋 클래스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 파라미터 결정부(14)는 최대 부호화 단위 별로 오프셋값을 결정할 수 있다. 파라미터 결정부(14)는 오프셋 타입, 오프셋 클래스도 최대 부호화 단위 별로 결정할 수 있다.
상술한 바와 같이 오프셋값은 오프셋 절대값 및 오프셋 절대값을 스케일하기 위한 스케일 파라미터를 이용하여 나타낼 수 있다. 예를 들어, 오프셋값은 오프셋 절대값을 스케일 파라미터만큼 스케일하여 나타낼 수 있다. 스케일 파라미터는 0이 될 수 있다.
영상 부호화 장치(10)는 스케일 파라미터를 비트스트림을 통하여, 영상 복호화 장치(30)에 보낼지 결정할 수 있다. 예를 들어 영상 부호화 장치(10)는 스케일 파라미터를 이용하여 오프셋 절대값을 스케일하여 오프셋값을 결정하는 경우, 적응적 오프셋 사용 플래그(adaptive offset enable flag)를 설정할 수 있다. 즉, 적응적 오프셋 사용 플래그 값이 1 인 경우, 오프셋값은 오프셋 절대값을 스케일 파라미터 만큼 스케일하여 결정될 수 있다. 영상 부호화 장치(10)는 오프셋 절대값, 스케일 파라미터 및 적응적 오프셋 사용 플래그를 비트스트림을 통하여 영상 복호화 장치(30)에 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 파싱하여 스케일 파라미터를 파싱할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그가 1 인 경우, 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다. 또한 영상 복호화 장치(30) 오프셋 절대값을 스케일 파라미터만큼 스케일하여 오프셋값을 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치(10)가 스케일 파라미터를 사용하지 않는 경우, 영상 부호화 장치(10)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 0으로 설정할 수 있다. 영상 부호화 장치(10)는 오프셋 절대값 및 적응적 오프셋 사용 플래그를 비트스트림을 통하여 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 파싱하여 스케일 파라미터를 파싱할지 여부를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그가 0 인 경우, 스케일 파라미터를 파싱하지 않을 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 오프셋 절대값을 이용하여 오프셋값을 결정할 수 있다. 예를 들어 영상 복호화 장치(30)는 오프셋 절대값 및 비트 심도를 이용하여 오프셋값을 결정할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치(10)는 스케일 파라미터를 사용하지 않는 경우, 영상 부호화 장치(10)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 0으로 설정할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치(10)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 비트스트림을 통하여 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 파싱하여, 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상하지 않을 것을 결정할 수 있다.
파라미터 결정부(14)는 오프셋 절대값 및 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터 중 적어도 하나를 결정할 수 있다. 또한 오프셋값은 부호를 가지고 있을 수 있다. 이 경우 오프셋값은 오프셋 부호, 오프셋 절대값 및 오프셋 절대값을 스케일하기 위한 스케일 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는, 현재 블록의 샘플값 분류 방식에 따라 오프셋 타입을 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 오프셋 타입은, 에지 타입 또는 밴드 타입으로 결정될 수 있다. 현재 블록의 샘플값 분류 방식에 따라, 현재 블록을 에지 타입에 따라 픽셀들을 분류할지, 아니면 밴드 형태에 따라 픽셀들을 분류하는 것이 적합한지 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋 타입이 에지 타입인 경우에, 현재 블록의 복원픽셀들이 이웃픽셀들과 형성하는 에지의 방향 및 모양에 따라, 복원픽셀들과 원본픽셀들 간의 오프셋이 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋 타입이 밴드 타입인 경우에, 현재 블록의 복원픽셀들의 샘플값의 범위를 분할한 다수의 밴드들 중에서, 일부 밴드들에 속하는 복원픽셀들의 오프셋이 결정될 수 있다. 경우에 따라 밴드들은, 샘플값의 범위를 균등한 간격으로 분할하거나, 비균등한 간격으로 분할할 수도 있다. 샘플값의 범위는 비트 심도에 기초하여 결정될 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 설명한다.
따라서 일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는, 현재 블록의 샘플값들의 공간적 특성에 기초하여, 에지 타입 또는 밴드 타입인지를 나타내는 현재 블록의 오프셋 타입을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는, 현재 블록의 오프셋 타입에 따라 복원 픽셀들마다 오프셋 클래스를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 오프셋 클래스는 에지 클래스 또는 밴드 클래스로 결정될 수 있다.
에지 타입의 경우에, 일 실시예에 따른 에지 클래스는, 복원픽셀이 이웃픽셀들과 형성하는 에지의 방향을 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 에지 클래스는 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚의 에지 방향을 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는 오프셋 타입이 에지 타입인 경우에, 현재 블록의 복원픽셀들마다 에지 클래스를 결정할 수 있다.
밴드 타입의 경우에, 일 실시예에 따른 밴드 클래스는, 현재 블록의 샘플값의 범위가 소정 개수의 연속되는 샘플값 구간들로 분할될 때, 각 샘플값 구간을 밴드라 지칭하고, 복원픽셀의 샘플값들이 속하는 밴드를 나타내는 밴드 위치를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 샘플값이 8비트인 픽셀인 경우에 샘플값의 범위는 0 내지 255이며, 샘플값은 총 32개의 밴드들로 분할될 수 있다. 이 경우에 총 32개의 밴드들 중에서 복원픽셀들의 샘플값들이 속하는 소정 개수의 밴드들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 밴드 클래스는, 연속하는 소정 개수의 밴드들의 시작 위치를 나타내고, 가장 앞서는 밴드의 위치를 0 내지 31의 밴드 인덱스로 표현될 수도 있다.
에지 타입의 경우에, 현재 블록의 복원픽셀들은 이웃픽셀들과 형성하는 에지 형태에 따라 소정 개수의 카테고리들로 분류될 수 있다. 예를 들어, 오목 에지(concave)의 국부 최저점(local valley), 오목 에지의 곡선 코너(corner), 볼록 에지(convex)의 곡선 코너, 볼록 에지의 국부 최고점(local peak)의 4가지 에지 형태에 따라, 복원픽셀들이 4개의 카테고리들로 분류될 수 있다. 현재 블록의 복원픽셀들마다 어느 형태의 에지를 형성하느냐에 따라 4개의 카테고리들 중에 하나의 카테고리에 속한다고 결정될 수 있다.
밴드 타입의 경우에, 현재 블록의 복원픽셀들의 샘플값이 속하는 밴드위치에 따라 소정 개수의 카테고리들로 분류될 수 있다. 예를 들어, 밴드 클래스가 나타내는 밴드의 시작 위치로부터 연속하는 4개의 밴드들의 밴드 인덱스에 따라, 복원픽셀들이 4개의 카테고리들로 분류될 수 있다. 현재 블록의 복원픽셀들마다, 4개의 밴드들 중에 어느 밴드에 속하느냐에 따라 4개의 카테고리들 중에 하나의 카테고리에 속한다고 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는 현재 블록의 복원픽셀들마다 카테고리를 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는, 현재 부호화 단위에서 동일한 카테고리에 속하는 복원픽셀들에 대해, 복원픽셀과 원본픽셀들 간의 차이값들을 이용하여 오프셋값을 결정할 수 있다. 일부 카테고리마다, 복원픽셀들과 원본픽셀들 간의 차이값들의 평균, 즉 복원픽셀들의 평균오차를, 현재 카테고리에 대응되는 오프셋값으로 결정할 수 있다. 일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는, 카테고리들마다 오프셋값을 결정하고, 현재 블록을 위한 오프셋값으로서, 모든 카테고리의 오프셋값들을 결정할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 오프셋 타입이 에지 타입이고 에지 형태에 따라 복원픽셀들이 4개의 카테고리로 분류되거나, 또는 현재 블록의 오프셋 타입이 밴드 타입이고 연속하는 4개의 밴드들의 인덱스에 따라 복원픽셀들이 4개의 카테고리로 분류되는 경우에, 일 실시예에 따른 파라미터 결정부(14)는 4개의 카테고리마다 속하는 복원픽셀들과 원본픽셀들 간의 평균오차를 결정하므로 4개의 오프셋값들을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋값들은 각각 미리 설정된 최소값보다 크거나 같고, 미리 설정된 최대값보다 작거나 같을 수 있다.
일 실시예에 따른 전송부(16)는 파라미터 결정부(14)에서 결정된 현재 블록의 오프셋 타입, 오프셋 클래스 및 오프셋값을 포함하는 오프셋 파라미터를 부호화할 수 있다. 또한 전송부(16)는 부호화된 오프셋 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송할 수 있다. 각 블록의 오프셋 파라미터는, 각 블록의 오프셋 타입과 오프셋값들을 포함할 수 있다. 오프셋값은 상술한 바와 같이 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 나타낼 수 있다.
예를 들어 전송부(16)는 스케일 파라미터를 부호화하고, 부호화된 스케일 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송할 수 있다. 전송부(16)가 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송하므로, 영상 복호화 장치(30)는 비트스트림을 수신하고, 비트스트림으로부터 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 오프셋 절대값을 스케일 파라미터에 기초하여 쉬프트(shift) 연산하여 오프셋값을 결정할 수 있다. 또한 본 개시의 일 실시예에 따르면, 스케일 파라미터가 비트스트림에 포함되므로, 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는 높은 비트 심도 또는 높은 비트 레이트의 영상에 대응하는 오프셋을 제공할 수 있다.
오프셋 타입은 오프(Off) 타입, 에지(Edge) 타입, 밴드(Band) 타입이 될 수 있다. 오프셋 타입이 오프 타입인 경우에, 현재 블록에 대해 오프셋 조정 기법이 적용되지 않음을 나타낼 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 나머지 오프셋 파라미터도 더 이상 부호화될 필요가 없다.
오프셋 타입이 에지 타입인 경우, 오프셋 파라미터는 에지 카테고리들 중에서 각 에지 카테고리마다 대응되는 오프셋값들을 포함할 수 있다. 또한 오프셋 타입이 밴드 타입인 경우, 오프셋 파라미터는 밴드들 중에서 각 밴드마다 대응되는 오프셋값들을 포함할 수 있다. 즉, 전송부(16)는, 각 블록마다 오프셋 파라미터를 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 전송부(16)는, 현재 블록의 제1 오프셋 파라미터와 이웃하는 좌측 블록 또는 상단 블록의 제2 오프셋 파라미터들의 동일성에 기초하여, 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 현재 블록의 제1 오프셋 파라미터를 결정할지 여부를 나타내는 현재 블록의 오프셋 병합 정보를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 전송부(16)는, 현재 블록의 좌측 및 상단 블록들 중 적어도 하나의 오프셋 파라미터가 현재 블록의 오프셋 파라미터와 동일하다면, 현재 블록의 오프셋 파라미터는 제외하고 오프셋 병합 정보만 부호화할 수도 있다. 이 경우, 현재 블록의 오프셋 파라미터로서 좌측 또는 상단 블록의 오프셋 파라미터를 이용함을 나타내는 오프셋 병합 정보를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 전송부(16)는, 좌측 및 상단 블록들의 오프셋 파라미터들이 현재 블록의 오프셋 파라미터와 상이하다면, 현재 블록의 오프셋 병합 정보와 오프셋 파라미터를 부호화할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 오프셋 파라미터로서 좌측 또는 상단 블록의 오프셋 파라미터를 이용하지 않음을 나타내는 오프셋 병합 정보를 전송할 수 있다.
도 2 는 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법의 흐름도를 도시한다.
오프셋 병합 정보와 오프셋 파라미터를 출력하는 실시예는 이하 도 2의 오프셋 조정 방법의 흐름도를 참조하여 설명한다. 도 1 의 영상 부호화 장치(10)와 중복되는 설명은 생략한다.
단계 21에서, 부호화부(12)는 트리구조의 블록들에 기초하여 영상을 부호화할 수 있다. 블록들 중에서 현재 블록을 트리구조의 부호화 단위들을 기초로 부호화할 수 있다.
단계 22에서, 파라미터 결정부(14)는 현재 블록의 제1 오프셋 파라미터를 결정할 수 있다. 제1 오프셋 파라미터는 현재 블록의 샘플값 분류 방식이 에지 타입 또는 밴드 타입인지 나타내는 오프셋 타입, 에지 타입에 따른 에지 방향 또는 밴드 타입에 따른 밴드 범위를 나타내는 오프셋 클래스와, 오프셋 클래스에 포함되는 복원픽셀들과 원본픽셀들 간의 차이값을 나타내는 오프셋값을 포함할 수 있다. 오프셋값은 오프셋 절대값과 오프셋 절대값을 스케일하기 위한 스케일 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 나타낼 수 있다. 단계 22 에서 파라미터 결정부(14)는 현재 블록의 오프셋을 스케일하기 위한 스케일 파라미터를 결정할 수 있다.
또한, 단계 22에서 파라미터 결정부(14)는 비트 심도(Bit Depth) 및 양자화 파라미터(Quantization Parameter) 중 적어도 하나에 기초하여 스케일 파라미터를 결정할 수 있다. 스케일 파라미터를 결정하는 수식은 관계식 (1) 과 같을 수 있다.
스케일 파라미터= Min(Max(0,(bitDepth-10) +A+ p*QP-5), MaxSaoBitShift) ... (1)
여기서 bitDepth 는 비트 심도를 의미한다. QP 는 양자화 파라미터를 의미한다. 또한 MaxSaoBitShift는 스케일 파라미터의 최대값을 의미한다. 영상 부호화 장치(10)는 MaxSaoBitShift를 비트 심도에 기초하여 결정할 수 있다. 또한, A 및 p 는 소정의 상수를 의미한다. A 및 p 는 실험적인 방법으로 적절한 값이 획득될 수 있다. A 및 p는 오프셋 타입, 또는 컬러 성분(colour component)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어 오프셋 타입이 에지 타입인 경우, A는 0.86 이고 p는 0.15 일 수 있다. 또한, 밴드 타입인 경우 A는 1.3 이고, p는 0.19 일 수 있다. A 및 p는 0 이될 수 있다.
또한, 스케일 파라미터는 소정의 범위 내에서 결정될 수 있다. 스케일 파라미터는 최대 스케일 파라미터보다 작을 수 있다. 최대 스케일 파라미터는 비트 심도에 기초하여 결정될 수 있다. 에를 들어 스케일 파라미터는 0에서 MAX(비트심도-10, 0)까지의 범위 내에서 결정될 수 있다. MAX(비트심도-10, 0) 는 '비트심도-10' 과 '0' 중 최대값을 의미한다. 위 관계식 (1) 에서 MaxSaoBitShift 는 MAX(비트심도-10, 0) 일 수 있다.
단계 23에서, 전송부(16)는 제 1 파라미터를 부호화하여 전송할 수 있다. 예를 들어, 제 1 파라미터에 포함된 스케일 파라미터를 부호화할 수 있다. 또한, 전송부(16)는 스케일 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송할 수 있다. 예를 들어 전송부(16)는 스케일 파라미터를 비트스트림의 픽처 파라미터 셋(Picture parameter set)을 통하여 전송할 수 있다.
단계 23에서 전송부(16)는 현재 블록의 좌측 또는 상단 블록의 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 제1 오프셋 파라미터를 결정할 수 있는지에 기초하여, 제1 오프셋 파라미터로서 현재 블록의 오프셋 병합 정보를 더 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 전송부(16)가 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 제1 오프셋 파라미터를 결정하는 경우에는, 오프셋 병합 정보만을 출력할 뿐이며, 이외에 현재 블록의 오프셋 타입, 오프셋 클래스, 오프셋값들을 전송하지 않을 수 있다.
다만, 단계 23에서, 전송부(16)가 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 제1 오프셋 파라미터를 결정하지 않는 경우에는, 현재 블록의 오프셋 병합 정보에 이어서 현재 블록의 오프셋 타입, 오프셋값 및 오프셋 클래스를 포함하도록, 제1 오프셋 파라미터를 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 전송부(16)는, 제1 오프셋 파라미터의 오프셋 타입, 오프셋값 및 오프셋 클래스를 출력하는 경우에, 현재 블록의 오프셋 타입, 카테고리별 오프셋값들, 그리고 오프셋 클래스의 순서로 전송할 수 있다.
다른 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 현재 슬라이스에서 블록들마다 오프셋을 조정할지 여부를 결정할 수 있다.
현재 슬라이스에서 오프셋이 조정된다면, 파라미터 결정부(14)는 블록들마다 각각의 오프셋 병합 정보와 오프셋 파라미터를 결정할 수 있다. 이 경우에, 전송부(16)는, 현재 슬라이스에 오프셋 기법이 적용됨을 나타내는 오프셋 조정 정보를 출력한 후에, 블록들마다 결정된 각각의 오프셋 병합 정보와 오프셋 파라미터를 전송할 수 있다.
만약 현재 슬라이스에서 오프셋이 조정되지 않는다면, 파라미터 결정부(14)는 현재 슬라이스의 블록들의 오프셋을 결정할 필요가 없고, 전송부(16)는 현재 슬라이스에서 오프셋이 조정되지 않음을 나타내는 오프셋 조정 정보만을 전송하면 된다.
단계 23 에서, 전송부(16)는 소정 개수의 카테고리별로 대응되는 오프셋값들을 전송할 수 있다.
예를 들어, 단계 23 에서, 전송부(16)는 오프셋 타입 정보를 전송할 수 있다. 또한 단계 23 에서, 전송부(16)는 카테고리 별로 대응하는 오프셋 절대값을 전송할 수 있다.
단계 23에서, 전송부(16)가 에지 타입을 나타내는 오프셋 타입 정보를 전송하는 경우에, 현재 블록 내에 포함된 복원픽셀들의 에지 방향에 따라, 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚의 방향을 나타내는 에지 클래스를 전송할 수 있다.
단계 23에서, 전송부(16)가 밴드 타입을 나타내는 오프셋 타입 정보를 전송하는 경우에, 전송부(16)는 오프셋 절대값이 0인지 여부를 결정할 수 있다. 전송부(16)가 전송하는 오프셋 절대값이 0 인 경우, 전송부(16)는 오프셋값의 부호 정보를 전송하지 않을 수 있다. 또한 전송부(16)가 전송하는 오프셋 절대값이 0 이 아닌 경우, 전송부(16)는 오프셋값의 부호 정보를 전송할 수 있다. 또한 전송부(16)는 현재 블록 내에 포함된 복원픽셀들의 밴드 위치를 나타내는 밴드 클래스를 전송할 수 있다.
단계 23에서, 전송부(16)가 에지 타입을 나타내는 오프셋 타입 정보를 전송하는 경우에, 오프셋값의 부호 정보를 전송할 필요가 없다. 에지 형태에 따른 카테고리만으로 오프셋값의 부호가 예측되기 때문이다. 오프셋값 부호의 예측에 대해서는 도 7a 및 7b를 참조하여 후술한다.
단계 23에서, 전송부(16)는 현재 블록의 루마 성분, 제1 크로마 성분 및 제2 크로마 성분의 오프셋 조정을 위해, 공통의 오프셋 병합 정보를 출력할 수 있다.
단계 23에서, 전송부(16)는 현재 블록의 제1 크로마 성분의 오프셋 파라미터 및 제2 크로마 성분을 위한, 공통의 오프셋 타입을 전송할 수 있다. 또한, 에지 클래스 또는 밴드 클래스도 제 1 크로마 성분 및 제 2 크로마 성분을 위한 공통의 오프셋 타입을 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 부호화부(12), 파라미터 결정부(14) 및 전송부(16)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 부호화부(12), 파라미터 결정부(14) 및 전송부(16)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 영상 부호화 장치(10)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 부호화부(12), 파라미터 결정부(14) 및 전송부(16)가 제어될 수도 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 부호화부(12), 파라미터 결정부(14) 및 전송부(16)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치(10)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 영상 부호화 결과를 출력하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 인코딩 프로세서 또는 외부 비디오 인코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 변환을 포함한 영상 부호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)의 내부 비디오 인코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 영상 부호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치(10) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 인코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 영상 부호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.
도 3 은 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는 추출부(32), 오프셋 결정부(34) 및 픽셀 보상부(36)를 포함한다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 비디오의 부호화된 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신한다. 영상 복호화 장치(30)는 수신한 비트스트림으로부터 부호화된 비디오 샘플들을 파싱하여, 영상 블록별로 엔트로피 복호화, 역양자화, 역변환, 예측 및 움직임 보상을 수행하여 복원픽셀들을 생성하고, 결과적으로 복원영상을 생성할 수 있다.
예를 들어 추출부(32)는 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 비트스트림으로부터 파싱할 수 있다. 또한 추출부(32)는 현재 블록의 오프셋 절대값을 비트스트림으로부터 파싱할 수 있다. 또한, 오프셋 결정부(34)는 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋 절대값을 스케일링할 수 있다. 스케일링은 쉬프트(shift) 연산을 의미할 수 있다. 오프셋 결정부(34)는 스케일링된 오프셋 절대값을 이용하여 현재 블록의 오프셋을 결정할 수 있다. 또한, 픽셀 보상부(36)는 현재 블록의 오프셋을 이용하여, 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상할 수 있다.
영상 복호화 장치(30)는 오프셋 절대값, 스케일 파라미터 및 적응적 오프셋 사용 플래그를 포함하는 비트스트림을 영상 부호화 장치(10)로부터 수신할 수 있다. 예를 들어 영상 복호화 장치(30)는 비트스트림에 포함된 적응적 오프셋 사용 플래그(adaptive offset enable flag)에 기초하여, 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터를 이용하여 오프셋값을 결정할 수 있다. 즉, 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 파싱하여 스케일 파라미터를 파싱할지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그가 1 인 경우, 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다. 또한 영상 복호화 장치(30) 오프셋 절대값을 스케일 파라미터만큼 스케일하여 오프셋값을 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치(30)는 적응적 오프셋 사용 플래그를 파싱하여 스케일 파라미터를 파싱할지 여부를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)가 수신한 현재 블록의 적응적 오프셋 사용 플래그가 0 인 경우, 스케일 파라미터를 파싱하지 않을 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는 오프셋 절대값을 이용하여 오프셋값을 결정할 수 있다. 예를 들어 영상 복호화 장치(30)는 오프셋 절대값 및 비트 심도를 이용하여 오프셋값을 결정할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치(30)가 수신한 현재 블록의 적응적 오프셋 사용 플래그가 0 인 경우, 영상 복호화 장치(30)는 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상하지 않을 것을 결정할 수 있다.
이하에서는 도 4 를 참조하여 영상 복호화 장치가 수행하는 영상 복호화 방법을 보다 자세히 설명한다.
도 4 는 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법의 흐름도를 도시한다.
이하, 현재 블록의 샘플들을 복원하고 오프셋을 조정하는 방법을 도 4를 참조하여 설명한다.
단계 41 에서, 추출부(32)는 비트 스트림으로부터 오프셋 파라미터를 파싱할 수 있다. 예를 들어 추출부(32)는 현재 블록의 오프셋을 스케일하기 위한 스케일 파라미터를 비트스트림으로부터 파싱할 수 있다. 또한 추출부(32)는 현재 블록의 오프셋 타입 정보, 오프셋 절대값, 오프셋값의 부호 정보, 밴드 클래스 및 에지 클래스 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 비트스트림으로부터 파싱할 수 있다.
또한, 단계 41에서, 추출부(32)는 수신한 비트스트림으로부터, 현재 블록의 오프셋 병합 정보를 파싱할 수 있다. 현재 블록의 오프셋 병합 정보는, 현재 블록의 제1 오프셋 파라미터를 현재 블록의 좌측 또는 상단 블록의 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 결정할지 여부를 나타낸다.
또한, 단계 41 에서, 추출부(32)는 비트스트림의 픽처 파라미터 셋(Picture Parameter Set)으로부터 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다. 또한, 추출부(32)는 비트스트림의 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set; SPS)으로부터 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다. 또한, 추출부(32)는 비트스트림의 슬라이스 세그먼트 헤더(Slice Segment Header)로부터 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다.
또한, 단계 41 에서, 추출부(32)가 비트스트림의 슬라이스 세그먼트 헤더(Slice Segment Header)로부터 스케일 파라미터를 파싱하는 경우, 추출부(32)는 스케일 파라미터가 슬라이스 세그먼트 헤더에 존재함을 나타내는 플래그를 비트스트림의 시퀀스 파라미터 셋으로부터 파싱할 수 있다. 또한, 플래그가, 슬라이스 세그먼트 헤더에 스케일 파라미터의 존재를 나타내는 경우(즉, 플래그의 값이 1 인경우), 추출부(32)는 슬라이스 세그먼트 헤더로부터 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다.
또한, 단계 41 에서, 스케일 파라미터는 루마 성분(Luma Component)에 관련된 파라미터 및 크로마 성분(Chroma Component)에 관련된 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단계 42에서 오프셋 결정부(34)는 루마 성분에 관련된 파라미터를 이용하여 루마 성분에 관련된 오프셋 절대값을 스케일 할 수 있다. 오프셋 결정부(34)는 루마 성분에 관련된 스케일된 오프셋 절대값에 기초하여 루마 성분에 대한 오프셋값을 결정할 수 있다. 유사하게 단계 42 에서 오프셋 결정부(34)는 크로마 성분에 관련된 파라미터를 이용하여 크로마 성분에 관련된 오프셋 절대값을 스케일 할 수 있다. 오프셋 결정부(34)는 크로마 성분에 관련된 스케일된 오프셋 절대값에 기초하여 루마 성분에 대한 오프셋값을 결정할 수 있다.
또한 단계 41에서, 스케일 파라미터는 에지 오프셋(Edge Offset; EO)에 관련된 파라미터 및 밴드 오프셋(Band Offset; BO)에 관련된 파라미터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단계 42 에서 오프셋 결정부(34)는 에지 오프셋에 관련된 파라미터를 이용하여 에지 오프셋에 관련된 오프셋 절대값을 스케일 할 수 있다. 오프셋 결정부(34)는 스케일된 에지 오프셋에 관련된 절대값에 기초하여 에지 오프셋값을 결정할 수 있다. 단계 42 에서 오프셋 결정부(34)는 밴드 오프셋에 관련된 파라미터를 이용하여 밴드 오프셋에 관련된 오프셋 절대값을 스케일 할 수 있다. 오프셋 결정부(34)는 스케일된 밴드 오프셋에 관련된 절대값에 기초하여 밴드 오프셋값을 결정할 수 있다.
단계 42 에서, 오프셋 결정부(34)는 오프셋 병합 정보에 기초하여, 현재 블록의 오프셋 타입, 오프셋값 및 오프셋 클래스를 포함하는 제1 오프셋 파라미터를 복원할 수 있다. 오프셋 결정부(34)는 오프셋 절대값과 오프셋 절대값을 스케일하기 위한 스케일 파라미터를 이용하여 오프셋값을 복원할 수 있다. 예를 들어 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋 절대값을 스케일링하고, 스케일링된 오프셋 절대값을 이용하여 상기 현재 블록의 오프셋을 결정할 수 있다.
스케일 파라미터는 비트심도(BitDepth) 및 양자화 파라미터(Quantization Parameter) 중 적어도 하나에 기초할 수 있다. 이에 대해서는 관계식 (1) 과 함께 상술하였으므로 자세한 설명은 생략한다. 또한 스케일 파라미터는 0 에서 Max(비트심도-10, 0)까지의 범위를 가질 수 있다.
이하에서는 영상 복호화 방법을 보다 구체적으로 설명한다. 일 실시예에 따른 오프셋 결정부(34)는 오프셋 병합 정보에 기초하여, 현재 블록의 오프셋 타입, 오프셋값 및 오프셋 클래스를 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 복원할지, 또는 비트스트림으로부터 오프셋 타입, 오프셋값 및 오프셋 클래스를 추출할지 여부를 결정할 수 있다.
단계 42에서 오프셋 결정부(34)는, 파싱된 오프셋 타입에 기초하여, 현재 블록의 샘플값 분류 방식이 에지 타입 또는 밴드 타입인지 결정할 수 있다. 또한, 단계 42에서 오프셋 결정부(34)는 파싱된 오프셋 절대값으로부터, 현재 블록의 오프셋 절대값을 결정할 수 있다.
오프셋 타입이 오프 타입인 경우에, 현재 블록에서 오프셋 조정 기법이 적용되지 않음이 결정될 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 나머지 오프셋 파라미터도 더 이상 파싱될 필요가 없다.
단계 42에서, 오프셋 결정부(34)는 오프셋 병합 정보에 기초하여, 좌측 또는 상단 블록의 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 제 1 오프셋 파라미터를 결정할 수 있다. 이 경우에 오프셋 결정부(34)는 현재 블록의 제1 오프셋 파라미터들을 추출하지 않고, 먼저 복원된 제2 오프셋 파라미터를 이용하여 제 1 오프셋 파라미터를 복원할 수도 있다.
단계 42에서, 오프셋 결정부(34)는 오프셋 병합 정보에 기초하여, 제2 오프셋 파라미터를 이용하지 않고 제 1 오프셋 파라미터를 결정할 수도 있다. 이 경우에 오프셋 결정부(34)는 비트스트림으로부터 오프셋 병합 정보에 뒤따르는 제1 오프셋 파라미터를 추출하여 복원할 수 있다.
단계 42에서, 오프셋 결정부(34)는 오프셋 파라미터로부터 소정 개수의 카테고리들에 대응되는 오프셋값들을 결정할 수 있다. 각각의 오프셋값들은 미리 설정된 최소값보다 크거나 같고, 미리 설정된 최대값보다 작거나 같을 수 있다.
단계 42에서 오프셋 타입 정보가 에지 타입을 나타내는 경우에, 오프셋 결정부(34)는 현재 블록의 클래스에 기초하여 현재 블록 내에 포함된 복원픽셀들의 에지의 방향을, 0˚, 90˚, 45˚, 또는 135˚ 중 하나로 결정할 수 있다.
단계 42에서, 오프셋 타입 정보가 밴드 타입을 나타내는 경우에, 오프셋 결정부(34)는 오프셋 절대값이 0인지 여부를 결정할 수 있다. 오프셋 절대값이 0 인 경우, 오프셋 결정부(34)는 오프셋값의 부호 정보를 결정하지 않을 수 있다. 또한 오프셋 절대값이 0 이 아닌 경우, 오프셋 결정부(34)는 오프셋값의 부호 정보를 수신한 비트스트림에 기초하여 결정할 수 있다. 또한 오프셋 결정부(34)는 현재 블록 내에 포함된 복원픽셀들의 밴드 위치를 나타내는 오프셋 클래스에 기초하여 복원픽셀들의 샘플값들이 속하는 밴드를 결정할 수 있다.
단계 43에서 픽셀 보상부(36)는, 오프셋 결정부(34)에 의해 결정된 현재 블록의 오프셋을 이용하여, 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상할 수 있다.
또한, 단계 43에서 픽셀 보상부(36)는, 현재 블록으로부터 분할된 트리 구조의 부호화 단위들에 대하여, 복원된 픽셀의 샘플값을 오프셋 결정부(34)에 의해 결정된 오프셋을 이용하여 보상할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 추출부(32), 오프셋 결정부(34) 및 픽셀 보상부(36)를 총괄적으로 제어하는 중앙 프로세서(미도시)를 포함할 수 있다. 또는, 추출부(32), 오프셋 결정부(34) 및 픽셀 보상부(36)가 각각의 자체 프로세서(미도시)에 의해 작동되며, 프로세서(미도시)들이 상호 유기적으로 작동함에 따라 영상 복호화 장치(30)가 전체적으로 작동될 수도 있다. 또는, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)의 외부 프로세서(미도시)의 제어에 따라, 추출부(32), 오프셋 결정부(34) 및 픽셀 보상부(36)가 제어될 수도 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 추출부(32), 오프셋 결정부(34) 및 픽셀 보상부(36)의 입출력 데이터가 저장되는 하나 이상의 데이터 저장부(미도시)를 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는, 데이터 저장부(미도시)의 데이터 입출력을 관할하는 메모리 제어부(미도시)를 포함할 수도 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 영상 복호화를 통해 비디오를 복원하기 위해, 내부에 탑재된 비디오 디코딩 프로세서 또는 외부 비디오 디코딩 프로세서와 연계하여 작동함으로써, 영상 복호화 동작을 수행할 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)의 내부 비디오 디코딩 프로세서는, 별개의 프로세서로서 기본적인 영상 복호화 동작을 구현할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치(30) 또는 중앙 연산 장치, 그래픽 연산 장치가 비디오 디코딩 프로세싱 모듈을 포함함으로써 기본적인 영상 복호화 동작을 구현하는 경우도 포함할 수도 있다.
이상, 도 1 내 지 4 를 참조하여 전술된 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, 원본픽셀과 복원픽셀 간의 오차를 최소화하기 위해 SAO(Sample Adaptive Offset) 기법을 이용한다. 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라, 영상 부호화 장치(10)는 영상 블록들마다, 픽셀들을 기정 픽셀 그룹들로 분류하고 각 픽셀을 해당 픽셀 그룹에 할당하고, 동일한 픽셀 그룹에 포함된 원본 픽셀들과 복원픽셀 간들의 오차들의 평균값을 나타내는 오프셋값을 부호화한다.
영상 부호화 장치(10)와 영상 복호화 장치(30) 간에 샘플들이 시그널링된다. 즉, 영상 부호화 장치(10)는 샘플들을 부호화하여 비트스트림으로 전송하고, 영상 복호화 장치(30)는 수신한 비트스트림으로부터 샘플들을 파싱하여 복원할 수 있다. 일 실시예에 따라 영상 부호화 장치(10)와 영상 복호화 장치(30)는, 픽셀 분류를 통해 결정된 오프셋만큼 복원샘플값을 조정하여 원본픽셀과 복원픽셀 간의 오차를 최소화하기 위해, 오프셋 파라미터를 시그널링한다. 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30) 간에, 오프셋 파라미터로서 오프셋값이 부호화되어 전송되고 수신되어 복호화되는, 시그널링이 수행된다.
따라서, 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라, 영상 복호화 장치(30)는 수신된 비트스트림을 복호화하여, 영상블록들마다 복원픽셀들을 생성하고, 비트스트림으로부터 오프셋값을 복원하여 복원픽셀들을 해당 오프셋만큼 조정함으로써, 원본영상과의 오차가 최소화된 복원영상을 생성할 수 있다.
이하, 도 5을 참조하여 SAO 기법을 이용하는 영상 복호화 방식이 상술된다. 도 5 는 다른 실시예에 따른 영상 복호화 장치(50)의 블록도를 도시한다.
영상 복호화 장치(50)는, 엔트로피 복호화부(51), 역양자화부(52), 역변환부(53), 복원부(54), 인트라 예측부(55), 참조픽처 버퍼(56), 움직임 보상부(57), 디블로킹 필터링부(58), SAO부(59)를 포함한다.
영상 복호화 장치(50)는, 부호화된 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신할 수 있다. 엔트로피 복호화부(51)에서 비트스트림으로부터 인트라 모드 정보(Intra Mode Information), 인터 모드 정보(Inter Mode Information), SAO 정보(Sample Adaptive Offset Information), 레지듀얼 데이터(Residues)가 파싱될 수 있다.
엔트로피 복호화부(51)에 의해 추출된 레지듀얼 데이터는 양자화된 변환 계수들일 수 있다. 따라서, 역양자화부(52)에서 레지듀얼 데이터에 대해 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 복원하고, 역변환부(53)에서 복원된 복원 계수들에 대해 역변환을 수행하여 공간 영역의 레지듀얼값들을 복원할 수 있다.
공간 영역의 레지듀얼값들을 예측 복원하기 위해, 인트라 예측 또는 움직임 보상이 수행될 수 있다.
엔트로피 복호화부(51)에서 인트라 모드 정보가 추출된 경우에는 인트라 예측부(55)가 인트라 모드 정보를 이용하여 현재 샘플에 공간적으로 인접하는 이웃 샘플들 중에서 어느 샘플들을 참조하여 현재 샘플을 복원할지 결정할 수 있다. 참조할 이웃 샘플들을 복원부(54)에 의해 이전에 복원된 샘플들 중에서 선택될 수 있다. 복원부(54)는 인트라 모드 정보에 기초하여 결정된 참조 샘플들과 역변환부(53)에서 복원된 레지듀얼값들을 이용하여 현재 샘플들을 복원할 수 있다.
엔트로피 복호화부(51)에서 인터 모드 정보가 추출된 경우에는 움직임 보상부(57)가 인터 모드 정보를 이용하여 현재 픽처보다 먼저 복원된 픽처들 중에서 어느 샘플들을 참조하여 현재 픽처의 현재 샘플을 복원할지 결정할 수 있다. 인터 모드 정보는 움직임 벡터, 참조인덱스 등을 포함할 수 있다. 참조인덱스를 이용하여, 현재 픽처보다 먼저 복원되어 참조픽처 버퍼(56)에 저장된 픽처들 중에서, 현재 샘플의 움직임 보상을 위한 참조픽처가 결정될 수 있다. 움직임 벡터를 이용하여, 참조픽처 중에서 현재블록의 움직임 보상을 위한 참조블록이 결정될 수 있다. 복원부(54)는 인터 모드 정보에 기초하여 결정된 참조블록과 역변환부(53)에서 복원된 레지듀얼값들을 이용하여 현재 샘플들을 복원할 수 있다.
복원부(54)에서 샘플들이 복원되어 복원픽셀들이 출력될 수 있다. 복원부(54)는 최대 부호화 단위들마다 트리구조의 부호화 단위들을 기초로 복원픽셀들을 생성할 수 있다.
디블로킹 필터링부(58)에서, 최대 부호화 단위 또는 트리구조의 부호화 단위마다 부호화 단위의 경계영역에 위치하는 픽셀들에 대해 블로킹 현상을 경감시키기 위한 필터링이 수행될 수 있다.
또한 일 실시예에 따른 SAO부(59)는, SAO 기법에 따라 최대 부호화 단위별로 복원픽셀들의 오프셋을 조정할 수 있다. SAO부(59)는 엔트로피 복호화부(51)에 추출된 SAO 정보로부터 현재 최대 부호화 단위를 위한 오프셋 타입, 오프셋 클래스, 오프셋값들을 결정할 수 있다.
엔트로피 복호화부(51)에서 SAO 정보로부터 추출하는 동작은 영상 복호화 장치(30)의 추출부(32)의 동작에 상응하고, SAO부(59)의 동작들은 영상 복호화 장치(30)의 오프셋 결정부(34) 및 픽셀 보상부(36)의 동작들에 상응할 수 있다.
SAO부(59)는 SAO 오프셋값으로부터 현재 최대 부호화 단위의 복원픽셀들마다 오프셋값의 부호 및 차이값을 결정할 수 있다. SAO부(59)는 복원픽셀들마다 오프셋값으로부터 결정된 차이값만큼 샘플값을 증가시키거나 감소시킴으로써, 복원픽셀들과 원본픽셀들과의 오차를 줄일 수 있다.
일 실시예에 따른 SAO부(59)에 의해 오프셋이 조정된 복원픽셀들을 포함하는 픽처가 참조픽처 버퍼(56)에 저장될 수 있다. 따라서 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라 복원샘플들과 원본픽셀들과의 오차가 최소화된 참조픽처를 이용하여, 다음 픽처의 움직임 보상이 수행될 수도 있다.
일 실시예에 따른 SAO 기법에 따르면, 복원픽셀들마다 원본픽셀들과의 차이값들을 바탕으로, 복원픽셀들을 포함하는 픽셀 그룹의 오프셋이 결정될 수 있다. 먼저, 일 실시예에 따른 SAO 기법을 위해 복원픽셀들을 픽셀 그룹들로 분류하는 실시예들이 상술된다.
일 실시예에 따른 SAO 기법에 따르면, (i) 복원픽셀들이 구성하는 에지 타입에 따라 픽셀들이 분류하거나, (ii) 복원픽셀들의 밴드 타입에 따라 픽셀들이 분류될 수 있다. 일 실시예에 따른, 픽셀들이 에지 타입에 따라 분류되는지, 또는 밴드 타입에 따라 분류되는지 여부는, 오프셋 타입으로 정의될 수 있다.
먼저, 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라, 에지 타입에 따라 픽셀들을 분류하는 실시예에 대해 상술한다.
현재 최대 부호화 단위에 대해 에지 타입의 오프셋을 결정하는 경우에, 현재 최대 부호화 단위에 포함된 일부 복원픽셀들의 에지 클래스가 결정될 수 있다. 즉, 현재 복원픽셀과 이웃픽셀들의 샘플값을 비교하여, 현재 복원픽셀들의 에지 클래스가 정의될 수 있다. 에지 클래스가 결정되는 일례를 도 6를 참조하여 후술한다.
도 6 은 일 실시예에 따른 에지 타입의 에지 클래스를 도시한다.
에지 클래스(61, 62, 63, 64)의 인덱스가 순서대로 0, 1, 2, 3으로 할당될 수 있다. 에지 타입의 발생빈도가 높을수록 에지 타입의 인덱스는 작게 할당될 수 있다.
에지 클래스는 현재 복원픽셀 X0와 인접하는 2개의 이웃픽셀들이 형성하는 1차원 에지의 방향을 나타낼 수 있다. 인덱스 0의 에지 클래스(61)는, 현재 복원픽셀 X0와 수평방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X1, X2가 에지를 형성하는 경우를 나타낸다. 인덱스 1의 에지 클래스(62)는, 현재 복원픽셀 X0와과 수직방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X3, X4가 에지를 형성하는 경우를 나타낸다. 인덱스 2의 에지 클래스(63)는, 현재 복원픽셀 X0에 135°대각 방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X5, X8가 에지를 형성하는 경우를 나타낸다. 인덱스 3의 에지 클래스(64)는, 현재 복원픽셀 X0에 45°대각 방향으로 인접하는 2개의 이웃픽셀들 X6, X7이 에지를 형성하는 경우를 나타낸다.
따라서, 현재 최대 부호화 단위 내 포함된 복원픽셀들의 에지 방향을 분석하여, 현재 최대 부호화 단위에서 강한 에지의 방향을 결정함에 따라, 현재 최대 부호화 단위의 에지 클래스가 결정될 수 있다.
각 에지 클래스마다, 현재 픽셀의 에지 형태에 따라 카테고리들이 분류될 수 있다. 에지 형태에 따른 카테고리들의 일례를 도 7a 및 7b를 참조하여 후술한다.
도 7a 및 7b 는 일 실시예에 따른 에지 타입의 카테고리들을 도시한다.
에지 카테고리는, 현재 픽셀이 오목 에지의 최저점인지, 오목 에지의 최저점 주위에 위치하는 곡선 코너의 픽셀인지, 볼록 에지의 최고점인지, 볼록 에지의 최고점 주위에 위치하는 곡선 코너의 픽셀인지 여부를 나타낸다.
도 7a는 에지의 카테고리를 결정하기 위한 조건들을 예시한다. 도 7b 는 복원픽셀과 이웃픽셀들의 에지 형태 및 샘플값들 c, a, b의 그래프를 예시한다.
c는 복원픽셀의 인덱스, a, b는 에지 방향에 따라 현재 복원픽셀에 양쪽에 인접하는 이웃픽셀들의 인덱스들을 나타낸다. Xa, Xb, Xc는 각각 인덱스 a, b, c인 복원픽셀의 샘플값들을 나타낸다. 도 7b의 그래프들의 x축은 복원픽셀과 양쪽에 인접하는 이웃픽셀들의 인덱스들을, y축은 각 픽셀들의 샘플값들을 나타낸다.
또한, 도 7b 의 그래프에서 y축은 각 픽셀들의 샘플값을 소정의 스케일 정보로 스케일한 값일 수 있다. 예를 들어 일부 픽셀들의 샘플값을 오르쪽으로 소정의 스케일 정보만큼 쉬프트 하는 경우, 노이즈에 의한 영향을 줄일 수 있다.
카테고리 1는, 현재 픽셀이 오목 에지의 최저점, 즉 로컬 밸리(local valley) 지점인 경우를 나타낸다. (Xc<Xa && Xc<Xb) 그래프 71과 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 오목에지의 최저점인 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 1로 분류될 수 있다.
카테고리 2는, 현재 픽셀이 오목 에지의 최저점 주변에 위치하는 곡선 코너(concave corners)에 위치하는 경우를 나타낸다. (Xc<Xa && Xc==Xb || Xc==Xa && Xc<Xb) 그래프 72와 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 하강 커브가 종료하는 지점에 위치하거나(Xc<Xa && Xc==Xb), 그래프 73과 같이 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 상승 커브가 시작하는 지점에 위치하거나(Xc==Xa && Xc<Xb)에 위치하는 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 2로 분류될 수 있다.
카테고리 3는, 현재 픽셀이 볼록 에지의 최고점 주변에 위치하는 곡선 코너(convex corners)에 위치하는 경우를 나타낸다. (Xc>Xa && Xc==Xb || Xc==Xa && Xc>Xb) 그래프 74와 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 하강 커브가 시작하는 지점에 위치하거나(Xc>Xa && Xc==Xb), 그래프 75와 같이 현재 복원픽셀 c가 오목 에지의 상승 커브가 종료하는 지점에 위치하거나(Xc==Xa && Xc>Xb)에 위치하는 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 3로 분류될 수 있다.
카테고리 4는, 현재 픽셀이 볼록 에지의 최고점, 즉 로컬 피크(local peak) 지점인 경우를 나타낸다. (Xc>Xa && Xc>Xb) 그래프 76과 같이, 이웃픽셀들 a, b 사이에서 현재 복원픽셀 c가 볼록에지의 최고점인 경우에, 현재 복원픽셀은 카테고리 4로 분류될 수 있다.
상술한 바와 같은 카테고리 결정을 아래 관계식 (2) 내지 관계식 (4) 중 하나로 나타낼 수 있다.
카테고리 = 2 + Sign((z1+roundOffset)>>eoOffsetBitShift) + Sign((z2+roundOffset)>>eoOffsetBitShift) ... (2)
카테고리 = 2 + Sign( z1) * (Abs(z1) >> eoOffsetBitShift) + Sign( z2) * (Abs (z2)>> eoOffsetBitShift)... (3)
카테고리 = 2 + Sign(((p1) >> eoOffsetBitShift) ? ((p0) >> eoOffsetBitShift)) + Sign( ((p1) >> eoOffsetBitShift) ? ((p2)>> eoOffsetBitShift)) ... .(4)
여기서 roundOffset 반올림을 하기 위한 값이다. roundOffset 은 (1<<(eoOffsetBitShift - 1)) 이 될 수 있다. 또한, 반올림 없이 구할 경우 roundOffset 은 0일 수 있다. p0는 현재 픽셀의 이전 픽셀의 샘플값을 나타낸다. p1은 현재 픽셀의 샘플값을 나타낸다. p2 는 현재 픽셀의 이후 픽셀의 샘플값을 나타낸다. z1 은 p1-p0를 나타낸다. z2 는 p1-p2 를 나타낸다. eoOffsetBitShift는 샘플값을 스케일하기 위한 정보이다. eoOffsetBitShift에 의하여 스케일된 샘플값을 이용하면 노이즈에 의한 영향을 줄일 수 있다.
현재 복원픽셀에 대해 카테고리 1, 2, 3, 4의 조건이 모두 충족되지 않는 경우에는 에지가 아니므로, 카테고리 0으로 분류되고 카테고리 0에 대한 오프셋은 따로 부호화될 필요는 없다.
일 실시예에 따라, 동일한 카테고리에 해당하는 복원픽셀들에 대해, 복원픽셀과 원본픽셀 간의 차이값의 평균치가 현재 카테고리의 오프셋으로 결정될 수 있다. 또한, 일부 카테고리에 대하여 오프셋이 결정될 수 있다.
카테고리 1, 2의 오목 에지들은, 양수 오프셋값에 의해 복원픽셀의 샘플값이 조정된다면 에지가 평탄해지는 스무딩(smoothing) 효과가 발생하며, 음수 오프셋값에 의해 에지의 선예도(sharpeness)가 높아지는 샤프닝(sharpening) 효과가 발생될 수 있다. 카테고리 3, 4의 볼록 에지들은, 음수 오프셋값에 의해 에지의 스무딩 효과가 발생될 수 있으며, 양수 오프셋값에 의해 에지의 샤프닝 효과가 발생될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 에지의 샤프닝 효과를 허용하지 않을 수 있다. 이 경우에는, 카테고리 1, 2의 오목 에지들에 대해서는 양수 오프셋값이 필요하고, 카테고리 3, 4의 볼록 에지들에 대해서는 음수 오프셋값이 필요하다. 이 경우에, 에지의 카테고리를 안다면 오프셋값의 부호를 결정할 수 있다. 따라서 영상 부호화 장치(10)와 영상 복호화 장치(30)는, 오프셋값의 부호는 제외하고 오프셋 절대값만 송수신하면 된다.
따라서, 영상 부호화 장치(10)는, 현재 에지 클래스의 카테고리들마다 대응되는 오프셋값들을 부호화하여 송신하고, 영상 복호화 장치(30)는 수신된 카테고리별 오프셋값을 이용하여, 복원픽셀마다 해당 카테고리의 오프셋값만큼 조정할 수 있다.
예를 들어 에지 타입의 오프셋값이 0이 아닌 경우에는, 영상 부호화 장치(10)는 오프셋값으로서 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터를 전송할 수 있다. 오프셋값의 부호를 전송할 필요가 없다.
영상 복호화 장치(30)는, 에지 타입의 경우, 오프셋값 절대값을 파싱할 수 있다. 오프셋값의 부호는 복원픽셀들과 이웃픽셀들의 에지 형태에 따른 에지 카테고리에 따라 예측될 수 있다.
따라서 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 에지 방향, 에지 형태에 따라 픽셀들을 분류하고, 동일한 특성의 픽셀들의 평균오차값을 오프셋값으로 결정하고, 카테고리별로 오프셋값들을 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치(10)는, 에지 타입임을 나타내는 오프셋 타입 정보, 에지 방향을 나타내는 오프셋 클래스 정보, 및 오프셋값들을 부호화하여 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 오프셋 타입 정보, 오프셋값 및 오프셋 클래스 정보를 수신하고, 오프셋 타입 정보가 에지 타입이라면, 오프셋 클래스 정보에 따라 에지 방향을 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는, 복원픽셀들마다 에지 형태에 대응하는 카테고리별 오프셋값을 결정하고, 복원픽셀의 샘플값을 오프셋값만큼 조정함으로써, 원본영상과 복원영상 간의 오차를 최소화할 수 있다.
다음으로, 일 실시예에 따른 SAO 기법에 따라, 밴드 타입에 따라 픽셀들을 분류하는 실시예에 대해 상술한다.
일 실시예에 따라 복원픽섹들의 샘플값들은 각각 밴드들 중 하나에 속할 수 있다. 예를 들어, 샘플값들의 최소값 Min 및 최대값 Max은 p비트 샘플링에 따라, 범위가 0, ..., 2^(p-1)일 수 있다. 샘플값 범위 (Min, Max)는 K개의 샘플값 구간들로 분할되는 경우에, 일부 샘플값 구간을 밴드라 지칭한다. Bk이 k번째 밴드의 최대값을 나타내는 경우, 밴드들은 [B0, B1-1], [B1, B2-1], [B2, B3-1], ..., [Bk-1, Bk]로 분할될 수 있다. 현재 복원픽셀 Rec(x,y)의 샘플값이 [Bk-1, Bk]에 속하는 경우에, 현재 밴드는 k로 결정될 수 있다. 밴드들은 균등한 타입로 분할되거나, 비균등한 타입로 분할될 수도 있다.
예를 들어, 샘플값 분류 타입이 8비트 픽셀의 균등 밴드인 경우, 샘플값들은 32개의 밴드들로 분할될 수 있다. 구체적으로 [0, 7], [8, 15], ..., [240, 247], [248, 255]의 밴드들로 분류될 수 있다.
밴드 타입에 따라 분류된 다수의 밴드들 중에서, 복원픽셀들마다 각각의 샘플값이 속하는 밴드가 결정될 수 있다. 또한, 각각의 밴드마다 원본픽셀과 복원픽셀 간의 오차들의 평균을 나타내는 오프셋값이 결정될 수 있다.
따라서, 영상 부호화 장치(10) 현재 밴드 타입에 따라 분류된 밴드들마다 대응되는 오프셋을 부호화하여 송신하여, 복원픽셀을 오프셋만큼 조정할 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치(30)는 현재 밴드 타입에 따라 분류된 밴드들마다 대응되는 오프셋을 부호화하여 수신하여, 복원픽셀을 오프셋만큼 조정할 수 있다.
따라서 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, 밴드 타입의 경우에, 복원픽셀들을 각각의 샘플값이 속하는 밴드에 따라 분류하고, 동일한 밴드에 속하는 복원픽셀들의 평균오차값을 오프셋을 결정하여, 복원픽셀들을 오프셋만큼 조정함으로써, 원본영상과 복원영상 간의 오차를 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, 밴드 타입에 따른 오프셋을 결정할 때, 복원픽셀들을 밴드 위치에 따른 카테고리들로 분류할 수 있다. 예를 들어, 샘플값의 범위가 K개의 밴드들로 분류되는 경우에, k번째 밴드를 나타내는 밴드 인덱스 k에 따라 카테고리가 인덱싱될 수 있다. 밴드 개수들에 상응하여 카테고리들의 개수가 결정될 수 있다.
다만, 데이터 절감을 위해 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, SAO 기법에 따라 오프셋을 결정하기 위해 이용되는 카테고리의 개수를 제한할 수 있다. 예를 들어, 소정 시작 위치의 밴드로부터 밴드 인덱스가 증가하는 방향으로 연속하는 소정 개수의 밴드들만이 각각 카테고리로 할당되고, 일부 카테고리에 대해서만 오프셋이 결정될 수 있다.
예를 들어, 인덱스 12인 밴드가 시작 밴드로 결정되는 경우, 시작 밴드로부터 4개의 밴드들, 즉, 인덱스 12, 13, 14, 15의 밴드들이 각각 카테고리 1, 2, 3, 4로 할당될 수 있다. 따라서, 인덱스 12의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 1의 오프셋으로 결정될 수 있다. 이와 유사하게, 인덱스 13의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 2의 오프셋으로, 인덱스 14의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 3의 오프셋으로, 인덱스 15의 밴드에 포함되는 복원픽셀들의 원본픽셀과의 평균오차가 카테고리 4의 오프셋으로 결정될 수 있다.
이러한 경우에, 카테고리들로 할당되는 밴드들의 위치를 결정하기 위해 시작 밴드의 위치에 대한 정보가 필요하다. 따라서, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 오프셋 클래스로서 시작 밴드의 위치에 대한 정보를 부호화하여 송신할 수 있다. 영상 부호화 장치(10)는, 밴드 타입임을 나타내는 오프셋 타입과, 오프셋 클래스, 그리고 카테고리별 오프셋값들을 부호화하여 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 오프셋 타입과, 오프셋 클래스, 그리고 카테고리별 오프셋값들을 수신할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는, 수신된 오프셋 타입이 밴드 타입인 경우에, 오프셋 클래스로부터 시작 밴드의 위치를 판독할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는, 복원픽셀들이 시작 밴드로부터 4개의 밴드들 중 어느 밴드에 속하는지 결정하고, 카테고리별 오프셋값들 중에서 현재 밴드에 할당된 오프셋값을 결정하여, 복원샘플값을 오프셋값만큼 조정할 수 있다.
이상, 오프셋 타입으로서 에지 타입 및 밴드 타입을 소개하고, 오프셋 타입에 따른 오프셋 클래스 및 카테고리를 상술하였다. 이하, 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)가 부호화하여 송수신하는 오프셋 파라미터에 대해 상술한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, 최대 부호화 단위마다 복원픽셀들의 픽셀 분류 방식에 따라 오프셋 타입을 결정할 수 있다.
일부 블록의 영상 특성에 따라 오프셋 타입이 결정될 수 있다. 예를 들어, 수직에지, 수평에지, 대각에지 등을 포함하는 최대 부호화 단위는, 에지값 수정을 위해 에지 타입에 따라 샘플값들을 분류하여 오프셋값을 결정하는 편이 유리하다. 에지 영역이 아닌 경우엔 밴드 분류에 따라 오프셋값을 결정하는 편이 유리할 수도 있다. 따라서, 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, 최대 부호화 단위들마다 오프셋 타입을 시그널링할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, 최대 부호화 단위마다 오프셋 파라미터를 결정할 수 있다. 즉 최대 부호화 단위의 복원픽셀들의 오프셋 타입을 결정하고, 최대 부호화 단위의 복원픽셀들을 카테고리별로 분류하여 카테고리별로 오프셋값들이 결정될 수 있다.
영상 부호화 장치(10)는, 최대 부호화 단위에 포함된 복원픽셀들 중에서, 동일한 카테고리로 분류된 복원픽셀들의 평균오차를 오프셋값으로 결정할 수 있다. 각 카테고리마다 오프셋값이 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋 파라미터는, 오프셋 타입, 오프셋값들, 오프셋 클래스를 포함할 수 있다. 또한, 오프셋값은 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터 중 적어도 하나로 나타낼 수 있다. 영상 부호화 장치(10) 및 영상 복호화 장치(30)는, 최대 부호화 단위마다 결정된 오프셋 파라미터를 송수신할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 최대 부호화 단위의 오프셋 파라미터 중에서 오프셋 타입 및 오프셋값들을 부호화하여 전송할 수 있다. 오프셋 타입이 에지 타입인 경우에, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 오프셋 타입, 카테고리별 오프셋값들에 이어 에지 방향을 나타내는 오프셋 클래스를 더 전송할 수 있다. 오프셋 타입이 밴드 타입인 경우에, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는, 오프셋 타입, 카테고리별 오프셋값들에 이어 시작 밴드의 위치를 나타내는 오프셋 클래스를 더 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는 최대 부호화 단위마다, 오프셋 타입, 오프셋값들 및 오프셋 클래스를 포함하는 오프셋 파라미터를 수신할 수 있다. 또한 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 카테고리별 오프셋값들 중에서 각각의 복원픽셀이 속하는 카테고리의 오프셋값을 선택하고, 복원픽셀들마다 선택된 오프셋값만큼 조정할 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋 파라미터 중에서 오프셋값들을 송수신하는 실시예가 후술된다.
전술한 바와 같이 에지 타입의 경우 카테고리에 따라 오프셋값이 양수 또는 음수인지 예측 가능하므로, 부호 정보가 전송될 필요 없다.
일 실시예에 따른 오프셋값(Off-set)은, 오프셋값을 결정하기 이전에 미리 최소값(MinOffSet) 및 최대값(MaxOffSet)의 범위로 제한될 수 있다(MinOffSet ≤ Off-Set ≤ MaxOffSet). 영상 부호화 장치(10)는 최대값(MaxOffSet)을 비트 심도에 기초하여 결정정할 수 있다.
예를 들어, 에지 타입의 경우에 카테고리 1, 2의 복원픽셀들에 대한 오프셋값은 최소값 0 및 최대값 7의 범위 내에서 결정될 수 있다. 에지 타입의 경우에 카테고리 3, 4의 복원픽셀들에 대한 오프셋값은 최소값 -7 및 최대값 0의 범위 내에서 결정될 수 있다.
예를 들어, 밴드 타입의 경우에 모든 카테고리들의 복원픽셀들에 대한 오프셋값은 최소값 -7 내지 최대값 7의 범위 내에서 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 오프셋값에 대한 전송비트를 절감하기 위해, 나머지 오프셋값(Remainder)을 음수가 아닌 p 비트 값으로 제한할 수 있다. 이 경우에 나머지 오프셋값은 0보다 크거나 같지만, 최대값과 최소값의 차이값보다는 작거나 같을 수 있다(0 ≤ Remainder ≤ MaxOffSet - MinOffSet + 1 ≤ 2^p). 영상 부호화 장치(10)가 나머지 오프셋값을 전송하고, 영상 복호화 장치(30)가 오프셋값의 최대값 및 최소값 중 적어도 하나를 알 수 있다면, 수신된 나머지 오프셋값만으로 원본 오프셋값을 복원할 수 있다.
이하, 일 실시예에 따른 오프셋 파라미터 중에서 오프셋 병합 정보에 대해 상술한다.
일부 블록의 오프셋 타입 및/또는 오프셋값은 인접한 블록들 간에 동일할 가능성이 높다. 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(10)는 현재블록의 오프셋 파라미터를 이웃블록들의 오프셋 파라미터들과 비교하여 오프셋 파라미터가 동일한 경우, 현재블록과 이웃블록들의 오프셋 파라미터를 하나로 병합하여 부호화할 수 있다. 이웃블록의 오프셋 파라미터가 먼저 부호화되었다면 이웃블록의 오프셋 파라미터를 이용하여 현재블록의 오프셋 파라미터가 결정될 수 있다. 따라서, 영상 부호화 장치(10)는 현재블록의 오프셋 파라미터를 부호화하지 않고, 현재블록에 대해 오프셋 병합 정보만 부호화할 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(30)는, 수신한 비트스트림으로부터 오프셋 파라미터를 파싱하기 전에 오프셋 병합 정보를 먼저 파싱하고 오프셋 파라미터의 파싱 여부를 결정할 수 있다. 영상 복호화 장치(30)는, 현재블록의 오프셋 병합 정보에 기초하여 이웃블록들의 오프셋 파라미터를 이용하여 현재블록의 오프셋 파라미터를 결정할 수 있다.
예를 들어, 오프셋 병합 정보에 기초하여 이웃블록들의 오프셋 파라미터들 중에서 현재블록의 오프셋 파라미터가 동일한 블록이 있는 경우, 영상 복호화 장치(30)는 현재블록의 오프셋 파라미터를 파싱하지 않고, 이웃블록의 복원된 오프셋 파라미터를 이용하여 현재블록의 오프셋 파라미터를 결정할 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치(30)는 이웃블록의 오프셋 파라미터와 동일하게 현재블록의 오프셋 파라미터를 복원할 수 있다. 또한 오프셋 병합 정보에 기초하여, 이웃블록들 중에서 어느 이웃블록의 오프셋 파라미터를 이용할지도 결정될 수 있다. 예를 들어 현재 블록에 대한 좌측 블록의 오프셋 파라미터를 이용할지를 결정할 수 있다. 또한, 현재 블록에 대한 상단 블록의 오프셋 파라미터를 이용할지를 결정할 수 있다.
예를 들어, 오프셋 병합 정보에 기초하여 이웃블록들의 오프셋 파라미터들이 현재블록의 오프셋 파라미터와 상이한 경우, 영상 복호화 장치(30)는 비트스트림으로부터 현재블록의 오프셋 파라미터를 파싱하여 복원할 수 있다.
도 8 는 본 개시의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화 장치(100)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 영상 부호화 장치(100)는 최대 부호화 단위 분할부(110), 부호화 단위 결정부(120) 및 출력부(130)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 영상 부호화 장치(100)는 '영상 부호화 장치(100)'로 축약하여 지칭한다.
최대 부호화 단위 분할부(110)는 영상의 현재 픽처를 위한 최대 크기의 부호화 단위인 최대 부호화 단위에 기반하여 현재 픽처를 구획할 수 있다. 현재 픽처가 최대 부호화 단위보다 크다면, 현재 픽처의 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위로 분할될 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 크기 32x32, 64x64, 128x128, 256x256 등의 데이터 단위로, 가로 및 세로 크기가 2의 자승인 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 영상 데이터는 적어도 하나의 최대 부호화 단위별로 부호화 단위 결정부(120)로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위는 최대 크기 및 심도로 특징지어질 수 있다. 심도란 최대 부호화 단위로부터 부호화 단위가 공간적으로 분할한 횟수를 나타내며, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지 분할될 수 있다. 최대 부호화 단위의 심도가 최상위 심도이며 최소 부호화 단위가 최하위 부호화 단위로 정의될 수 있다. 최대 부호화 단위는 심도가 깊어짐에 따라 심도별 부호화 단위의 크기는 감소하므로, 상위 심도의 부호화 단위는 복수 개의 하위 심도의 부호화 단위를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 현재 픽처의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하며, 각각의 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되는 부호화 단위들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 최대 부호화 단위는 심도별로 분할되므로, 최대 부호화 단위에 포함된 공간 영역(spatial domain)의 영상 데이터가 심도에 따라 계층적으로 분류될 수 있다.
최대 부호화 단위의 높이 및 너비를 계층적으로 분할할 수 있는 총 횟수를 제한하는 최대 심도 및 부호화 단위의 최대 크기가 미리 설정되어 있을 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 심도마다 최대 부호화 단위의 영역이 분할된 적어도 하나의 분할 영역을 부호화하여, 적어도 하나의 분할 영역 별로 최종 부호화 결과가 출력될 심도를 결정한다. 즉 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 픽처의 최대 부호화 단위마다 심도별 부호화 단위로 영상 데이터를 부호화하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여 부호화 심도로 결정한다. 결정된 부호화 심도 및 최대 부호화 단위별 영상 데이터는 출력부(130)로 출력된다.
최대 부호화 단위 내의 영상 데이터는 최대 심도 이하의 적어도 하나의 심도에 따라 심도별 부호화 단위에 기반하여 부호화되고, 각각의 심도별 부호화 단위에 기반한 부호화 결과가 비교된다. 심도별 부호화 단위의 부호화 오차의 비교 결과 부호화 오차가 가장 작은 심도가 선택될 수 있다. 각각의 최대화 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 심도가 결정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 크기는 심도가 깊어짐에 따라 부호화 단위가 계층적으로 분할되어 분할되며 부호화 단위의 개수는 증가한다. 또한, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 동일한 심도의 부호화 단위들이라 하더라도, 각각의 데이터에 대한 부호화 오차를 측정하고 하위 심도로의 분할 여부가 결정된다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터라 하더라도 위치에 따라 심도별 부호화 오차가 다르므로 위치에 따라 부호화 심도가 달리 결정될 수 있다. 따라서, 하나의 최대 부호화 단위에 대해 부호화 심도가 하나 이상 설정될 수 있으며, 최대 부호화 단위의 데이터는 하나 이상의 부호화 심도의 부호화 단위에 따라 구획될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 부호화 단위 결정부(120)는, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 결정될 수 있다. 일 실시예에 따른 '트리 구조에 따른 부호화 단위들'은, 현재 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 심도별 부호화 단위들 중, 부호화 심도로 결정된 심도의 부호화 단위들을 포함한다. 부호화 심도의 부호화 단위는, 최대 부호화 단위 내에서 동일 영역에서는 심도에 따라 계층적으로 결정되고, 다른 영역들에 대해서는 독립적으로 결정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 영역에 대한 부호화 심도는, 다른 영역에 대한 부호화 심도와 독립적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 분할 횟수와 관련된 지표이다. 일 실시예에 따른 제 1 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낼 수 있다. 일 실시예에 따른 제 2 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 심도 레벨의 총 개수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 할 때, 최대 부호화 단위가 1회 분할된 부호화 단위의 심도는 1로 설정되고, 2회 분할된 부호화 단위의 심도가 2로 설정될 수 있다. 이 경우, 최대 부호화 단위로부터 4회 분할된 부호화 단위가 최소 부호화 단위라면, 심도 0, 1, 2, 3 및 4의 심도 레벨이 존재하므로 제 1 최대 심도는 4, 제 2 최대 심도는 5로 설정될 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화 및 변환이 수행될 수 있다. 예측 부호화 및 변환도 마찬가지로, 최대 부호화 단위마다, 최대 심도 이하의 심도마다 심도별 부호화 단위를 기반으로 수행된다.
최대 부호화 단위가 심도별로 분할될 때마다 심도별 부호화 단위의 개수가 증가하므로, 심도가 깊어짐에 따라 생성되는 모든 심도별 부호화 단위에 대해 예측 부호화 및 변환을 포함한 부호화가 수행되어야 한다. 이하 설명의 편의를 위해 적어도 하나의 최대 부호화 단위 중 현재 심도의 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화 및 변환을 설명하겠다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 데이터 단위의 크기 또는 형태를 다양하게 선택할 수 있다. 영상 데이터의 부호화를 위해서는 예측 부호화, 변환, 엔트로피 부호화 등의 단계를 거치는데, 모든 단계에 걸쳐서 동일한 데이터 단위가 사용될 수도 있으며, 단계별로 데이터 단위가 변경될 수도 있다.
예를 들어 영상 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위뿐만 아니라, 부호화 단위의 영상 데이터의 예측 부호화를 수행하기 위해, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 선택할 수 있다.
최대 부호화 단위의 예측 부호화를 위해서는, 일 실시예에 따른 부호화 심도의 부호화 단위, 즉 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 기반으로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 이하, 예측 부호화의 기반이 되는 더 이상한 분할되지 않는 부호화 단위를 '예측 단위'라고 지칭한다. 예측 단위가 분할된 파티션은, 예측 단위 및 예측 단위의 높이 및 너비 중 적어도 하나가 분할된 데이터 단위를 포함할 수 있다. 파티션은 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 형태의 데이터 단위이고, 예측 단위는 부호화 단위와 동일한 크기의 파티션일 수 있다.
예를 들어, 크기 2Nx2N(단, N은 양의 정수)의 부호화 단위가 더 이상 분할되지 않는 경우, 크기 2Nx2N의 예측 단위가 되며, 파티션의 크기는 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 등일 수 있다. 일 실시예에 따른 파티션 타입은 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션들뿐만 아니라, 1:n 또는 n:1과 같이 비대칭적 비율로 분할된 파티션들, 기하학적인 타입로 분할된 파티션들, 임의적 형태의 파티션들 등을 선택적으로 포함할 수도 있다.
예측 단위의 예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어 인트라 모드 및 인터 모드는, 2Nx2N, 2NxN, Nx2N, NxN 크기의 파티션에 대해서 수행될 수 있다. 또한, 스킵 모드는 2Nx2N 크기의 파티션에 대해서만 수행될 수 있다. 부호화 단위 이내의 하나의 예측 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어 부호화 오차가 가장 작은 예측 모드가 선택될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는, 영상 데이터의 부호화를 위한 부호화 단위 뿐만 아니라, 부호화 단위와 다른 데이터 단위를 기반으로 부호화 단위의 영상 데이터의 변환을 수행할 수 있다. 부호화 단위의 변환을 위해서는, 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 변환 단위를 기반으로 변환이 수행될 수 있다. 예를 들어 변환 단위는, 인트라 모드를 위한 데이터 단위 및 인터 모드를 위한 변환 단위를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위와 유사한 방식으로, 부호화 단위 내의 변환 단위도 재귀적으로 더 작은 크기의 변환 단위로 분할되면서, 부호화 단위의 레지듀얼 데이터가 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위에 따라 구획될 수 있다.
일 실시예에 따른 변환 단위에 대해서도, 부호화 단위의 높이 및 너비가 분할하여 변환 단위에 이르기까지의 분할 횟수를 나타내는 변환 심도가 설정될 수 있다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위의 변환 단위의 크기가 2Nx2N이라면 변환 심도 0, 변환 단위의 크기가 NxN이라면 변환 심도 1, 변환 단위의 크기가 N/2xN/2이라면 변환 심도 2로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위에 대해서도 변환 심도에 따라 트리 구조에 따른 변환 단위가 설정될 수 있다.
부호화 심도별 부호화 정보는, 부호화 심도 뿐만 아니라 예측 관련 정보 및 변환 관련 정보가 필요하다. 따라서, 부호화 단위 결정부(120)는 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 심도 뿐만 아니라, 예측 단위를 파티션으로 분할한 파티션 타입, 예측 단위별 예측 모드, 변환을 위한 변환 단위의 크기 등을 결정할 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 부호화 단위의 트리 구조에 따른 부호화 단위 및 예측단위/파티션, 및 변환 단위의 결정 방식에 대해서는, 도 7 내지 19을 참조하여 상세히 후술한다.
부호화 단위 결정부(120)는 심도별 부호화 단위의 부호화 오차를 라그랑지 곱(Lagrangian Multiplier) 기반의 율-왜곡 최적화 기법(Rate-Distortion Optimization)을 이용하여 측정할 수 있다.
출력부(130)는, 부호화 단위 결정부(120)에서 결정된 적어도 하나의 부호화 심도에 기초하여 부호화된 최대 부호화 단위의 영상 데이터 및 심도별 부호화 모드에 관한 정보를 비트스트림 형태로 출력한다.
부호화된 영상 데이터는 영상의 레지듀얼 데이터의 부호화 결과일 수 있다.
심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 부호화 심도 정보, 예측 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다.
부호화 심도 정보는, 현재 심도로 부호화하지 않고 하위 심도의 부호화 단위로 부호화할지 여부를 나타내는 심도별 분할 정보를 이용하여 정의될 수 있다. 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도라면, 현재 부호화 단위는 현재 심도의 부호화 단위로 부호화되므로 현재 심도의 분할 정보는 더 이상 하위 심도로 분할되지 않도록 정의될 수 있다. 반대로, 현재 부호화 단위의 현재 심도가 부호화 심도가 아니라면 하위 심도의 부호화 단위를 이용한 부호화를 시도해보아야 하므로, 현재 심도의 분할 정보는 하위 심도의 부호화 단위로 분할되도록 정의될 수 있다.
현재 심도가 부호화 심도가 아니라면, 하위 심도의 부호화 단위로 분할된 부호화 단위에 대해 부호화가 수행된다. 현재 심도의 부호화 단위 내에 하위 심도의 부호화 단위가 하나 이상 존재하므로, 각각의 하위 심도의 부호화 단위마다 반복적으로 부호화가 수행되어, 동일한 심도의 부호화 단위마다 재귀적(recursive) 부호화가 수행될 수 있다.
하나의 최대 부호화 단위 안에 트리 구조의 부호화 단위들이 결정되며 부호화 심도의 부호화 단위마다 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정되어야 하므로, 하나의 최대 부호화 단위에 대해서는 적어도 하나의 부호화 모드에 관한 정보가 결정될 수 있다. 또한, 최대 부호화 단위의 데이터는 심도에 따라 계층적으로 구획되어 위치 별로 부호화 심도가 다를 수 있으므로, 데이터에 대해 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 설정될 수 있다.
따라서, 일 실시예에 따른 출력부(130)는, 최대 부호화 단위에 포함되어 있는 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해, 해당 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보를 할당될 수 있다.
일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위이다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최대 부호화 단위에 포함되는 모든 부호화 단위, 예측 단위, 파티션 단위 및 변환 단위 내에 포함될 수 있는 최대 크기의 정사각 데이터 단위일 수 있다.
예를 들어 출력부(130)를 통해 출력되는 부호화 정보는, 심도별 부호화 단위별 부호화 정보와 예측 단위별 부호화 정보로 분류될 수 있다. 심도별 부호화 단위별 부호화 정보는, 예측 모드 정보, 파티션 크기 정보를 포함할 수 있다. 예측 단위별로 전송되는 부호화 정보는 인터 모드의 추정 방향에 관한 정보, 인터 모드의 참조 영상 인덱스에 관한 정보, 움직임 벡터에 관한 정보, 인트라 모드의 크로마 성분에 관한 정보, 인트라 모드의 보간 방식에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
픽처, 슬라이스 또는 GOP별로 정의되는 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 최대 심도에 관한 정보는 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등에 삽입될 수 있다.
또한 현재 비디오에 대해 허용되는 변환 단위의 최대 크기에 관한 정보 및 변환 단위의 최소 크기에 관한 정보도, 비트스트림의 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트 등을 통해 출력될 수 있다. 출력부(130)는, 도 1 내지 7을 참조하여 전술한 오프셋 조정 기법과 관련된 오프셋 파라미터를 부호화하여 출력할 수 있다.
영상 부호화 장치(100)의 가장 간단한 형태의 실시예에 따르면, 심도별 부호화 단위는 한 계층 상위 심도의 부호화 단위의 높이 및 너비를 반분한 크기의 부호화 단위이다. 즉, 현재 심도의 부호화 단위의 크기가 2Nx2N이라면, 하위 심도의 부호화 단위의 크기는 NxN 이다. 또한, 2Nx2N 크기의 현재 부호화 단위는 NxN 크기의 하위 심도 부호화 단위를 최대 4개 포함할 수 있다.
따라서, 영상 부호화 장치(100)는 현재 픽처의 특성을 고려하여 결정된 최대 부호화 단위의 크기 및 최대 심도를 기반으로, 각각의 최대 부호화 단위마다 최적의 형태 및 크기의 부호화 단위를 결정하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들을 구성할 수 있다. 또한, 각각의 최대 부호화 단위마다 다양한 예측 모드, 변환 방식 등으로 부호화할 수 있으므로, 다양한 영상 크기의 부호화 단위의 영상 특성을 고려하여 최적의 부호화 모드가 결정될 수 있다.
따라서, 영상의 해상도가 매우 높거나 데이터량이 매우 큰 영상을 기존 매크로블록 단위로 부호화한다면, 픽처당 매크로블록의 수가 과도하게 많아진다. 이에 따라, 매크로블록마다 생성되는 압축 정보도 많아지므로 압축 정보의 전송 부담이 커지고 데이터 압축 효율이 감소하는 경향이 있다. 따라서, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치는, 영상의 크기를 고려하여 부호화 단위의 최대 크기를 증가시키면서, 영상 특성을 고려하여 부호화 단위를 조절할 수 있으므로, 영상 압축 효율이 증대될 수 있다.
도 8의 영상 부호화 장치(100)는, 도 1을 참조하여 전술한 영상 부호화 장치(10)의 동작을 수행할 수 있다.
부호화 단위 결정부(120)는, 영상 부호화 장치(10)의 파라미터 결정부(14)의 동작을 수행할 수 있다. 최대 부호화 단위마다, 오프셋 타입, 카테고리별 오프셋값들 및 오프셋 클래스가 결정될 수 있다.
출력부(130)는, 전송부(16)의 동작을 수행할 수 있다. 최대 부호화 단위마다 결정된 오프셋 파라미터가 출력될 수 있다. 현재 최대 부호화 단위에 이웃하는 최대 부호화 단위의 오프셋 파라미터를 이용하여, 현재 오프셋 파라미터를 결정할지 여부를 나타내는 오프셋 병합 정보가 가장 먼저 출력될 수 있다. 오프셋 타입으로서, 오프 타입, 에지 타입, 밴드 타입이 출력될 수 있다. 오프셋값은 오프셋 절대값, 부호 정보, 순서로 출력될 수 있다. 에지 타입의 경우 오프셋값의 부호 정보는 출력되지 않을 수 있다. 또한 오프셋 클래스 정보가 출력될 수 있다.
현재 최대 부호화 단위의 오프셋 병합 정보가, 이웃하는 최대 부호화 단위의 오프셋 파라미터를 채용함을 허용하는 경우에는, 현재 최대 부호화 단위의 오프셋 타입 및 오프셋값이 출력되지 않을 수 있다.
도 9 는 본 개시의 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화 장치(200)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 영상 복호화 장치(200)는 수신부(210), 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220) 및 영상 데이터 복호화부(230)를 포함한다. 이하 설명의 편의를 위해, 일 실시예에 따라 트리 구조에 따른 부호화 단위에 기초한 비디오 예측을 수반하는 영상 복호화 장치(200)는 '영상 복호화 장치(200)'로 축약하여 지칭한다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 복호화 동작을 위한 부호화 단위, 심도, 예측 단위, 변환 단위, 각종 부호화 모드에 관한 정보 등 각종 용어의 정의는, 도 7 및 영상 부호화 장치(100)를 참조하여 전술한 바와 동일하다.
수신부(210)는 부호화된 비디오에 대한 비트스트림을 수신하여 파싱한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 따라 부호화 단위마다 부호화된 영상 데이터를 추출하여 영상 데이터 복호화부(230)로 출력한다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 현재 픽처에 대한 헤더, 시퀀스 파라미터 세트 또는 픽처 파라미터 세트로부터 현재 픽처의 부호화 단위의 최대 크기에 관한 정보를 추출할 수 있다.
또한, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 파싱된 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출한다. 추출된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는 영상 데이터 복호화부(230)로 출력된다. 즉, 비트열의 영상 데이터를 최대 부호화 단위로 분할하여, 영상 데이터 복호화부(230)가 최대 부호화 단위마다 영상 데이터를 복호화하도록 할 수 있다.
최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 하나 이상의 부호화 심도 정보에 대해 설정될 수 있으며, 부호화 심도별 부호화 모드에 관한 정보는, 해당 부호화 단위의 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보 및 변환 단위의 크기 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 부호화 심도 정보로서, 심도별 분할 정보가 추출될 수도 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)가 추출한 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보는, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)와 같이 부호화단에서, 최대 부호화 단위별 심도별 부호화 단위마다 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시키는 것으로 결정된 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보이다. 따라서, 영상 복호화 장치(200)는 최소 부호화 오차를 발생시키는 부호화 방식에 따라 데이터를 복호화하여 영상을 복원할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 심도 및 부호화 모드에 대한 부호화 정보는, 해당 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 할당되어 있을 수 있으므로, 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 소정 데이터 단위별로 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 추출할 수 있다. 소정 데이터 단위별로, 해당 최대 부호화 단위의 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보가 기록되어 있다면, 동일한 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보를 갖고 있는 소정 데이터 단위들은 동일한 최대 부호화 단위에 포함되는 데이터 단위로 유추될 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 최대 부호화 단위별 부호화 심도 및 부호화 모드에 관한 정보에 기초하여 각각의 최대 부호화 단위의 영상 데이터를 복호화하여 현재 픽처를 복원한다. 즉 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위에 포함되는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 가운데 각각의 부호화 단위마다, 판독된 파티션 타입, 예측 모드, 변환 단위에 기초하여 부호화된 영상 데이터를 복호화할 수 있다. 복호화 과정은 인트라 예측 및 움직임 보상을 포함하는 예측 과정, 및 역변환 과정을 포함할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는, 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위의 파티션 타입 정보 및 예측 모드 정보에 기초하여, 부호화 단위마다 각각의 파티션 및 예측 모드에 따라 인트라 예측 또는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
또한, 영상 데이터 복호화부(230)는, 최대 부호화 단위별 역변환을 위해, 부호화 단위별로 트리 구조에 따른 변환 단위 정보를 판독하여, 부호화 단위마다 변환 단위에 기초한 역변환을 수행할 수 있다. 역변환을 통해, 부호화 단위의 공간 영역의 화소값이 복원할 수 있다.
영상 데이터 복호화부(230)는 심도별 분할 정보를 이용하여 현재 최대 부호화 단위의 부호화 심도를 결정할 수 있다. 만약, 분할 정보가 현재 심도에서 더 이상 분할되지 않음을 나타내고 있다면 현재 심도가 부호화 심도이다. 따라서, 영상 데이터 복호화부(230)는 현재 최대 부호화 단위의 영상 데이터에 대해 현재 심도의 부호화 단위를 예측 단위의 파티션 타입, 예측 모드 및 변환 단위 크기 정보를 이용하여 복호화할 수 있다.
즉, 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 소정 데이터 단위에 대해 설정되어 있는 부호화 정보를 관찰하여, 동일한 분할 정보를 포함한 부호화 정보를 보유하고 있는 데이터 단위가 모여, 영상 데이터 복호화부(230)에 의해 동일한 부호화 모드로 복호화할 하나의 데이터 단위로 간주될 수 있다. 이런 식으로 결정된 부호화 단위마다 부호화 모드에 대한 정보를 획득하여 현재 부호화 단위의 복호화가 수행될 수 있다.
또한, 도 9의 영상 복호화 장치(200)는, 도 3을 참조하여 전술한 영상 복호화 장치(30)의 동작을 수행할 수 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)와 수신부(210)는, 영상 복호화 장치(30)의 추출부(32) 및 오프셋 결정부(34) 중 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다. 영상데이터 복호화부(230)는, 영상 복호화 장치(30)의 오프셋 결정부(34) 및 픽셀 보상부(36) 중 적어도 하나의 동작을 수행할 수 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는, 비트스트림으로부터 현재 최대 부호화 단위를 위한 오프셋 파라미터 없이 오프셋 병합 정보만을 파싱한 경우, 이웃 오프셋 파라미터들 중 적어도 하나를 이용하여 현재 오프셋 파라미터를 복원할 수 있다. 예를 들어 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 이웃 오프셋 파라미터들 중 적어도 하나와 동일하게 현재 오프셋 파라미터를 복원할 수 있다. 오프셋 병합 정보에 기초하여, 이웃 오프셋 파라미터들 중 어느 파라미터를 참조할지가 결정될 수 있다. 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는, 비트스트림으로부터 파싱된 현재 최대 부호화 단위를 위한 오프셋 병합 정보에 기초하여 이웃 오프셋 파라미터들과 현재 오프셋 파라미터와 상이함이 판단된다면, 비트스트림으로부터 현재 최대 부호화 단위를 위한 현재 오프셋 파라미터가 파싱되어 복원될 수도 있다.
부호화 정보 추출부(220)는 비트스트림으로부터 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다. 또한 부호화 정보 추출부(220)는 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터에 기초하여 오프셋값들을 결정할 수 있다. 예를 들어 부호화 정보 추출부(220)는 오프셋 절대값을 스케일 파라미터만큼 쉬프트(shift) 연산하여 오프셋값을 결정할 수 있다.
또한, 부호화 정보 추출부(220)는 비트스트림으로부터 부호, 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터를 파싱할 수 있다. 또한 부호화 정보 추출부(220)는 부호, 오프셋 절대값 및 스케일 파라미터에 기초하여 오프셋값들을 결정할 수 있다.
영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는, 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위마다 오프셋 파라미터를 파싱할 수 있다. 오프셋 파라미터로부터, 오프셋 타입, 카테고리별 오프셋값들 및 오프셋 클래스가 결정될 수 있다. 현재 최대 부호화 단위의 오프셋 타입이 오프 타입인 경우, 현재 최대 부호화 단위에 대한 오프셋 조정 동작은 종료될 수 있다. 오프셋 타입이 에지 타입인 경우, 복원픽셀들마다 각각의 에지 방향을 나타내는 에지 클래스와 에지 형태를 나타내는 카테고리에 기초하여, 수신된 오프셋값들 중에서 현재 오프셋값이 선택될 수 있다. 오프셋 타입이 밴드 타입인 경우, 복원픽셀들마다 각각의 밴드를 결정하고, 오프셋값들 중에서 현재 밴드에 대응하는 오프셋값이 선택될 수 있다.
영상데이터 복호화부(230)는, 복원픽셀들에 대응되는 오프셋값만큼 해당 복원픽셀 값을 조정함으로써 원본픽셀과 오차가 최소화되는 복원픽셀을 생성할 수 있다. 최대 부호화 단위마다 파싱된 오프셋 파라미터에 기초하여, 최대 부호화 단위의 복원픽셀들의 오프셋이 조정될 수 있다.
결국, 영상 복호화 장치(200)는, 부호화 과정에서 최대 부호화 단위마다 재귀적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 발생시킨 부호화 단위에 대한 정보를 획득하여, 현재 픽처에 대한 복호화에 이용할 수 있다. 즉, 최대 부호화 단위마다 최적 부호화 단위로 결정된 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화된 영상 데이터의 복호화가 가능해진다.
따라서, 높은 해상도의 영상 또는 데이터량이 과도하게 많은 영상이라도 부호화단으로부터 전송된 최적 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여, 영상의 특성에 적응적으로 결정된 부호화 단위의 크기 및 부호화 모드에 따라 효율적으로 영상 데이터를 복호화하여 복원할 수 있다.
도 10 은 본 개시의 일 실시예에 따른 부호화 단위의 개념을 도시한다.
부호화 단위의 예는, 부호화 단위의 크기는 너비x높이로 표현되며, 크기 64x64인 부호화 단위부터, 32x32, 16x16, 8x8를 포함할 수 있다. 크기 64x64의 부호화 단위는 크기 64x64, 64x32, 32x64, 32x32의 파티션들로 분할될 수 있고, 크기 32x32의 부호화 단위는 크기 32x32, 32x16, 16x32, 16x16의 파티션들로, 크기 16x16의 부호화 단위는 크기 16x16, 16x8, 8x16, 8x8의 파티션들로, 크기 8x8의 부호화 단위는 크기 8x8, 8x4, 4x8, 4x4의 파티션들로 분할될 수 있다.
비디오 데이터(310)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 2로 설정되어 있다. 비디오 데이터(320)에 대해서는, 해상도는 1920x1080, 부호화 단위의 최대 크기는 64, 최대 심도가 3로 설정되어 있다. 비디오 데이터(330)에 대해서는, 해상도는 352x288, 부호화 단위의 최대 크기는 16, 최대 심도가 1로 설정되어 있다. 도 10에 도시된 최대 심도는, 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다.
해상도가 높거나 데이터량이 많은 경우 부호화 효율의 향상 뿐만 아니라 영상 특성을 정확히 반형하기 위해 부호화 사이즈의 최대 크기가 상대적으로 큰 것이 바람직하다. 따라서, 비디오 데이터(330)에 비해, 해상도가 높은 비디오 데이터(310, 320)는 부호화 사이즈의 최대 크기가 64로 선택될 수 있다.
비디오 데이터(310)의 최대 심도는 2이므로, 비디오 데이터(310)의 부호화 단위(315)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 2회 분할하며 심도가 두 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 반면, 비디오 데이터(330)의 최대 심도는 1이므로, 비디오 데이터(330)의 부호화 단위(335)는 장축 크기가 16인 부호화 단위들로부터, 1회 분할하며 심도가 한 계층 깊어져서 장축 크기가 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다.
비디오 데이터(320)의 최대 심도는 3이므로, 비디오 데이터(320)의 부호화 단위(325)는 장축 크기가 64인 최대 부호화 단위로부터, 3회 분할하며 심도가 세 계층 깊어져서 장축 크기가 32, 16, 8인 부호화 단위들까지 포함할 수 있다. 심도가 깊어질수록 세부 정보의 표현능력이 향상될 수 있다.
도 11 은 본 개시의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 부호화부(400)의 블록도를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화부(400)는, 영상 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)에서 영상 데이터를 부호화하는데 거치는 작업들을 포함한다. 즉, 인트라 예측부(410)는 현재 프레임(405) 중 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 인터 모드의 현재 프레임(405) 및 참조 프레임(495)을 이용하여 인터 추정 및 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)로부터 출력된 데이터는 변환부(430) 및 양자화부(440)를 거쳐 양자화된 변환 계수로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 역양자화부(460), 역변환부(470)를 통해 공간 영역의 데이터로 복원되고, 복원된 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)를 거쳐 후처리되어 참조 프레임(495)으로 출력된다. 양자화된 변환 계수는 엔트로피 부호화부(450)를 거쳐 비트스트림(455)으로 출력될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)에 적용되기 위해서는, 영상 부호화부(400)의 구성 요소들인 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420), 움직임 보상부(425), 변환부(430), 양자화부(440), 엔트로피 부호화부(450), 역양자화부(460), 역변환부(470), 디블로킹부(480) 및 루프 필터링부(490)가 모두, 최대 부호화 단위마다 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위에 기반한 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(410), 움직임 추정부(420) 및 움직임 보상부(425)는 현재 최대 부호화 단위의 최대 크기 및 최대 심도를 고려하여 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위의 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 변환부(430)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 중 각각의 부호화 단위 내의 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
영상 부호화부(400)는 참조 프레임(495)의 최대 부호화 단위들마다 에지 타입(또는 밴드 타입)에 따라 픽셀들을 분류하여, 에지 방향(또는 시작 밴드 위치)를 결정하고, 카테고리들마다 속하는 복원픽셀들의 평균오차값을 결정할 수 있다. 최대 부호화 단위마다, 각각의 오프셋 병합 정보, 오프셋 타입 및 오프셋값들을 부호화되어 시그널링될 수 있다.
도 12 는 본 개시의 일 실시예에 따른 부호화 단위에 기초한 영상 복호화부(500)의 블록도를 도시한다.
비트스트림(505)이 파싱부(510)를 거쳐 복호화 대상인 부호화된 영상 데이터 및 복호화를 위해 필요한 부호화에 관한 정보가 파싱된다. 부호화된 영상 데이터는 엔트로피 복호화부(520) 및 역양자화부(530)를 거쳐 역양자화된 데이터로 출력되고, 역변환부(540)를 거쳐 공간 영역의 영상 데이터가 복원된다.
공간 영역의 영상 데이터에 대해서, 인트라 예측부(550)는 인트라 모드의 부호화 단위에 대해 인트라 예측을 수행하고, 움직임 보상부(560)는 참조 프레임(585)을 함께 이용하여 인터 모드의 부호화 단위에 대해 움직임 보상을 수행한다.
인트라 예측부(550) 및 움직임 보상부(560)를 거친 공간 영역의 데이터는 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리되어 복원 프레임(595)으로 출력될 수 있다. 또한, 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)를 거쳐 후처리된 데이터는 참조 프레임(585)으로서 출력될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)의 영상 데이터 복호화부(230)에서 영상 데이터를 복호화하기 위해, 일 실시예에 따른 영상 복호화부(500)의 파싱부(510) 이후의 단계별 작업들이 수행될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)에 적용되기 위해서는, 영상 복호화부(500)의 구성 요소들인 파싱부(510), 엔트로피 복호화부(520), 역양자화부(530), 역변환부(540), 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560), 디블로킹부(570) 및 루프 필터링부(580)가 모두, 최대 부호화 단위마다 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 기반하여 작업을 수행하여야 한다.
특히, 인트라 예측부(550), 움직임 보상부(560)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들 각각마다 파티션 및 예측 모드를 결정하며, 역변환부(540)는 부호화 단위마다 변환 단위의 크기를 결정하여야 한다.
영상 복호화부(500)는 비트스트림으로부터 최대 부호화 단위들의 오프셋 파라미터를 추출할 수 있다. 현재 최대 부호화 단위의 오프셋 파라미터 중에서 오프셋 병합 정보에 기초하여, 이웃하는 최대 부호화 단위의 오프셋 파라미터를 이용하여 현재 오프셋 파라미터를 복원할 수 있다. 예를 들어 이웃하는 최대 부호화 단위의 오프셋 파라미터와 동일하게 현재 오프셋 파라미터를 복원할 수 있다. 현재 최대 부호화 단위의 오프셋 파라미터 중에서 오프셋 타입 및 오프셋값들을 이용하여, 복원 프레임(595)의 최대 부호화 단위마다 복원픽셀들마다 에지 타입 또는 밴드 타입에 따라 카테고리에 대응되는 오프셋값만큼 조정할 수 있다.
도 13 은 본 개시의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위 및 파티션을 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 영상 특성을 고려하기 위해 계층적인 부호화 단위를 사용한다. 부호화 단위의 최대 높이 및 너비, 최대 심도는 영상의 특성에 따라 적응적으로 결정될 수도 있으며, 사용자의 요구에 따라 다양하게 설정될 수도 있다. 미리 설정된 부호화 단위의 최대 크기에 따라, 심도별 부호화 단위의 크기가 결정될 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)는 부호화 단위의 최대 높이 및 너비가 64이며, 최대 심도가 4인 경우를 도시하고 있다. 이 때, 최대 심도는 최대 부호화 단위로부터 최소 부호화 단위까지의 총 분할 횟수를 나타낸다. 일 실시예에 따른 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라서 심도가 깊어지므로 심도별 부호화 단위의 높이 및 너비가 각각 분할한다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 각각의 심도별 부호화 단위의 예측 부호화의 기반이 되는 예측 단위 및 파티션이 도시되어 있다.
즉, 부호화 단위(610)는 부호화 단위의 계층 구조(600) 중 최대 부호화 단위로서 심도가 0이며, 부호화 단위의 크기, 즉 높이 및 너비가 64x64이다. 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 크기 32x32인 심도 1의 부호화 단위(620), 크기 16x16인 심도 2의 부호화 단위(630), 크기 8x8인 심도 3의 부호화 단위(640)가 존재한다. 크기 4x4인 심도 3의 부호화 단위(640)는 최소 부호화 단위이다.
각각의 심도별로 가로축을 따라, 부호화 단위의 예측 단위 및 파티션들이 배열된다. 즉, 심도 0의 크기 64x64의 부호화 단위(610)가 예측 단위라면, 예측 단위는 크기 64x64의 부호화 단위(610)에 포함되는 크기 64x64의 파티션(610), 크기 64x32의 파티션들(612), 크기 32x64의 파티션들(614), 크기 32x32의 파티션들(616)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 1의 크기 32x32의 부호화 단위(620)의 예측 단위는, 크기 32x32의 부호화 단위(620)에 포함되는 크기 32x32의 파티션(620), 크기 32x16의 파티션들(622), 크기 16x32의 파티션들(624), 크기 16x16의 파티션들(626)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 2의 크기 16x16의 부호화 단위(630)의 예측 단위는, 크기 16x16의 부호화 단위(630)에 포함되는 크기 16x16의 파티션(630), 크기 16x8의 파티션들(632), 크기 8x16의 파티션들(634), 크기 8x8의 파티션들(636)로 분할될 수 있다.
마찬가지로, 심도 3의 크기 8x8의 부호화 단위(640)의 예측 단위는, 크기 8x8의 부호화 단위(640)에 포함되는 크기 8x8의 파티션(640), 크기 8x4의 파티션들(642), 크기 4x8의 파티션들(644), 크기 4x4의 파티션들(646)로 분할될 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 부호화 단위 결정부(120)는, 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도를 결정하기 위해, 최대 부호화 단위(610)에 포함되는 각각의 심도의 부호화 단위마다 부호화를 수행하여야 한다.
동일한 범위 및 크기의 데이터를 포함하기 위한 심도별 부호화 단위의 개수는, 심도가 깊어질수록 심도별 부호화 단위의 개수도 증가한다. 예를 들어, 심도 1의 부호화 단위 한 개가 포함하는 데이터에 대해서, 심도 2의 부호화 단위는 네 개가 필요하다. 따라서, 동일한 데이터의 부호화 결과를 심도별로 비교하기 위해서, 한 개의 심도 1의 부호화 단위 및 네 개의 심도 2의 부호화 단위를 이용하여 각각 부호화되어야 한다.
각각의 심도별 부호화를 위해서는, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 가로축을 따라, 심도별 부호화 단위의 예측 단위들마다 부호화를 수행하여, 해당 심도에서 가장 작은 부호화 오차인 대표 부호화 오차가 선택될 수다. 또한, 부호화 단위의 계층 구조(600)의 세로축을 따라 심도가 깊어지며, 각각의 심도마다 부호화를 수행하여, 심도별 대표 부호화 오차를 비교하여 최소 부호화 오차가 검색될 수 있다. 최대 부호화 단위(610) 중 최소 부호화 오차가 발생하는 심도 및 파티션이 최대 부호화 단위(610)의 부호화 심도 및 파티션 타입으로 선택될 수 있다.
도 14 는 본 개시의 일 실시예에 따른, 부호화 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는, 최대 부호화 단위마다 최대 부호화 단위보다 작거나 같은 크기의 부호화 단위로 영상을 부호화하거나 복호화한다. 부호화 과정 중 변환을 위한 변환 단위의 크기는 각각의 부호화 단위보다 크지 않은 데이터 단위를 기반으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 또는 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)에서, 현재 부호화 단위(710)가 64x64 크기일 때, 32x32 크기의 변환 단위(720)를 이용하여 변환이 수행될 수 있다.
또한, 64x64 크기의 부호화 단위(710)의 데이터를 64x64 크기 이하의 32x32, 16x16, 8x8, 4x4 크기의 변환 단위들로 각각 변환을 수행하여 부호화한 후, 원본과의 오차가 가장 적은 변환 단위가 선택될 수 있다.
도 15 는 본 개시의 일 실시예에 따라, 심도별 부호화 정보들을 도시한다.
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 부호화 모드에 관한 정보로서, 각각의 부호화 심도의 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 부호화하여 전송할 수 있다.
파티션 타입에 대한 정보(800)는, 현재 부호화 단위의 예측 부호화를 위한 데이터 단위로서, 현재 부호화 단위의 예측 단위가 분할된 파티션의 타입에 대한 정보를 나타낸다. 예를 들어, 크기 2Nx2N의 현재 부호화 단위 CU_0는, 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806), 크기 NxN의 파티션(808) 중 어느 하나의 타입으로 분할되어 이용될 수 있다. 이 경우 현재 부호화 단위의 파티션 타입에 관한 정보(800)는 크기 2Nx2N의 파티션(802), 크기 2NxN의 파티션(804), 크기 Nx2N의 파티션(806) 및 크기 NxN의 파티션(808) 중 하나를 나타내도록 설정된다.
예측 모드에 관한 정보(810)는, 각각의 파티션의 예측 모드를 나타낸다. 예를 들어 예측 모드에 관한 정보(810)를 통해, 파티션 타입에 관한 정보(800)가 가리키는 파티션이 인트라 모드(812), 인터 모드(814) 및 스킵 모드(816) 중 하나로 예측 부호화가 수행되는지 여부가 설정될 수 있다.
또한, 변환 단위 크기에 관한 정보(820)는 현재 부호화 단위를 어떠한 변환 단위를 기반으로 변환을 수행할지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 변환 단위는 제 1 인트라 변환 단위 크기(822), 제 2 인트라 변환 단위 크기(824), 제 1 인터 변환 단위 크기(826), 제 2 인트라 변환 단위 크기(828) 중 하나일 수 있다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 수신부(210)는, 각각의 심도별 부호화 단위마다 파티션 타입에 관한 정보(800), 예측 모드에 관한 정보(810), 변환 단위 크기에 대한 정보(820)를 추출하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 16 은 본 개시의 일 실시예에 따른 심도별 부호화 단위를 도시한다.
심도의 변화를 나타내기 위해 분할 정보가 이용될 수 있다. 분할 정보는 현재 심도의 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위로 분할될지 여부를 나타낸다.
심도 0 및 2N_0x2N_0 크기의 부호화 단위(900)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(910)는 2N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(912), 2N_0xN_0 크기의 파티션 타입(914), N_0x2N_0 크기의 파티션 타입(916), N_0xN_0 크기의 파티션 타입(918)을 포함할 수 있다. 예측 단위가 대칭적 비율로 분할된 파티션들(912, 914, 916, 918)만이 예시되어 있지만, 전술한 바와 같이 파티션 타입은 이에 한정되지 않고 비대칭적 파티션, 임의적 형태의 파티션, 기하학적 형태의 파티션 등을 포함할 수 있다.
파티션 타입마다, 한 개의 2N_0x2N_0 크기의 파티션, 두 개의 2N_0xN_0 크기의 파티션, 두 개의 N_0x2N_0 크기의 파티션, 네 개의 N_0xN_0 크기의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화가 수행되어야 한다. 크기 2N_0x2N_0, 크기 N_0x2N_0 및 크기 2N_0xN_0 및 크기 N_0xN_0의 파티션에 대해서는, 인트라 모드 및 인터 모드로 예측 부호화가 수행될 수 있다. 스킵 모드는 크기 2N_0x2N_0의 파티션에 예측 부호화가 대해서만 수행될 수 있다.
크기 2N_0x2N_0, 2N_0xN_0 및 N_0x2N_0의 파티션 타입(912, 914, 916) 중 하나에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 더 이상 하위 심도로 분할할 필요 없다.
크기 N_0xN_0의 파티션 타입(918)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 0를 1로 변경하며 분할하고(920), 심도 2 및 크기 N_0xN_0의 파티션 타입의 부호화 단위들(930)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
심도 1 및 크기 2N_1x2N_1 (=N_0xN_0)의 부호화 단위들(930) 중 하나의 예측 부호화를 위한 예측 단위(940)는, 크기 2N_1x2N_1의 파티션 타입(942), 크기 2N_1xN_1의 파티션 타입(944), 크기 N_1x2N_1의 파티션 타입(946), 크기 N_1xN_1의 파티션 타입(948)을 포함할 수 있다.
또한, 크기 N_1xN_1 크기의 파티션 타입(948)에 의한 부호화 오차가 가장 작다면, 심도 1을 심도 2로 변경하며 분할하고(950), 심도 2 및 크기 N_2xN_2의 부호화 단위들(960)에 대해 반복적으로 부호화를 수행하여 최소 부호화 오차를 검색해 나갈 수 있다.
최대 심도가 d인 경우, 심도별 부호화 단위는 심도 d-1일 때까지 설정되고, 분할 정보는 심도 d-2까지 설정될 수 있다. 즉, 심도 d-2로부터 분할(970)되어 심도 d-1까지 부호화가 수행될 경우, 심도 d-1 및 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 부호화 단위(980)의 예측 부호화를 위한 예측 단위(990)는, 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(992), 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(994), 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션 타입(996), 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)을 포함할 수 있다.
파티션 타입 가운데, 한 개의 크기 2N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 2N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션, 두 개의 크기 N_(d-1)x2N_(d-1)의 파티션, 네 개의 크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션마다 반복적으로 예측 부호화를 통한 부호화가 수행되어, 최소 부호화 오차가 발생하는 파티션 타입이 검색될 수 있다.
크기 N_(d-1)xN_(d-1)의 파티션 타입(998)에 의한 부호화 오차가 가장 작더라도, 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위 CU_(d-1)는 더 이상 하위 심도로의 분할 과정을 거치지 않으며, 현재 최대 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도가 심도 d-1로 결정되고, 파티션 타입은 N_(d-1)xN_(d-1)로 결정될 수 있다. 또한 최대 심도가 d이므로, 심도 d-1의 부호화 단위(952)에 대해 분할 정보는 설정되지 않는다.
데이터 단위(999)는, 현재 최대 부호화 단위에 대한 '최소 단위'라 지칭될 수 있다. 일 실시예에 따른 최소 단위는, 최하위 부호화 심도인 최소 부호화 단위가 4분할된 크기의 정사각형의 데이터 단위일 수 있다. 이러한 반복적 부호화 과정을 통해, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 부호화 단위(900)의 심도별 부호화 오차를 비교하여 가장 작은 부호화 오차가 발생하는 심도를 선택하여, 부호화 심도를 결정하고, 해당 파티션 타입 및 예측 모드가 부호화 심도의 부호화 모드로 설정될 수 있다.
이런 식으로 심도 0, 1, ..., d-1, d의 모든 심도별 최소 부호화 오차를 비교하여 오차가 가장 작은 심도가 선택되어 부호화 심도로 결정될 수 있다. 부호화 심도, 및 예측 단위의 파티션 타입 및 예측 모드는 부호화 모드에 관한 정보로써 부호화되어 전송될 수 있다. 또한, 심도 0으로부터 부호화 심도에 이르기까지 부호화 단위가 분할되어야 하므로, 부호화 심도의 분할 정보만이 '0'으로 설정되고, 부호화 심도를 제외한 심도별 분할 정보는 '1'로 설정되어야 한다.
일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 영상 데이터 및 부호화 정보 추출부(220)는 부호화 단위(900)에 대한 부호화 심도 및 예측 단위에 관한 정보를 추출하여 부호화 단위(912)를 복호화하는데 이용할 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 심도별 분할 정보를 이용하여 분할 정보가 '0'인 심도를 부호화 심도로 파악하고, 해당 심도에 대한 부호화 모드에 관한 정보를 이용하여 복호화에 이용할 수 있다.
도 17, 18 및 19는 본 개시의 일 실시예에 따른, 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
부호화 단위(1010)는, 최대 부호화 단위에 대해 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)가 결정한 부호화 심도별 부호화 단위들이다. 예측 단위(1060)는 부호화 단위(1010) 중 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 예측 단위들의 파티션들이며, 변환 단위(1070)는 각각의 부호화 심도별 부호화 단위의 변환 단위들이다.
심도별 부호화 단위들(1010)은 최대 부호화 단위의 심도가 0이라고 하면, 부호화 단위들(1012, 1054)은 심도가 1, 부호화 단위들(1014, 1016, 1018, 1028, 1050, 1052)은 심도가 2, 부호화 단위들(1020, 1022, 1024, 1026, 1030, 1032, 1048)은 심도가 3, 부호화 단위들(1040, 1042, 1044, 1046)은 심도가 4이다.
예측 단위들(1060) 중 일부 파티션(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 부호화 단위가 분할된 형태이다. 즉, 파티션(1014, 1022, 1050, 1054)은 2NxN의 파티션 타입이며, 파티션(1016, 1048, 1052)은 Nx2N의 파티션 타입, 파티션(1032)은 NxN의 파티션 타입이다. 심도별 부호화 단위들(1010)의 예측 단위 및 파티션들은 각각의 부호화 단위보다 작거나 같다.
변환 단위들(1070) 중 일부(1052)의 영상 데이터에 대해서는 부호화 단위에 비해 작은 크기의 데이터 단위로 변환 또는 역변환이 수행된다. 또한, 변환 단위(1014, 1016, 1022, 1032, 1048, 1050, 1052, 1054)는 예측 단위들(1060) 중 해당 예측 단위 및 파티션와 비교해보면, 서로 다른 크기 또는 형태의 데이터 단위이다. 즉, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 다른 영상 복호화 장치(200)는 동일한 부호화 단위에 대한 인트라 예측/움직임 추정/움직임 보상 작업, 및 변환/역변환 작업이라 할지라도, 각각 별개의 데이터 단위를 기반으로 수행할 수 있다.
이에 따라, 최대 부호화 단위마다, 영역별로 계층적인 구조의 부호화 단위들마다 재귀적으로 부호화가 수행되어 최적 부호화 단위가 결정됨으로써, 재귀적 트리 구조에 따른 부호화 단위들이 구성될 수 있다. 부호화 정보는 부호화 단위에 대한 분할 정보, 파티션 타입 정보, 예측 모드 정보, 변환 단위 크기 정보를 포함할 수 있다. 이하 표 1은, 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100) 및 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)에서 설정할 수 있는 일례를 나타낸다.
표 1
분할 정보 0 (현재 심도 d의 크기 2Nx2N의 부호화 단위에 대한 부호화) 분할 정보 1
예측 모드 파티션 타입 변환 단위 크기 하위 심도 d+1의 부호화 단위들마다 반복적 부호화
인트라인터스킵(2Nx2N만) 대칭형 파티션 타입 비대칭형 파티션 타입 변환 단위 분할 정보 0 변환 단위 분할 정보 1
2Nx2N2NxNNx2NNxN 2NxnU2NxnDnLx2NnRx2N 2Nx2N NxN (대칭형 파티션 타입) N/2xN/2 (비대칭형 파티션 타입)
일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)의 출력부(130)는 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 출력하고, 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)의 부호화 정보 추출부(220)는 수신된 비트스트림으로부터 트리 구조에 따른 부호화 단위들에 대한 부호화 정보를 추출할 수 있다.
분할 정보는 현재 부호화 단위가 하위 심도의 부호화 단위들로 분할되는지 여부를 나타낸다. 현재 심도 d의 분할 정보가 0이라면, 현재 부호화 단위가 하위 부호화 단위로 더 이상 분할되지 않는 심도가 부호화 심도이므로, 부호화 심도에 대해서 파티션 타입 정보, 예측 모드, 변환 단위 크기 정보가 정의될 수 있다. 분할 정보에 따라 한 단계 더 분할되어야 하는 경우에는, 분할된 4개의 하위 심도의 부호화 단위마다 독립적으로 부호화가 수행되어야 한다.
예측 모드는, 인트라 모드, 인터 모드 및 스킵 모드 중 하나로 나타낼 수 있다. 인트라 모드 및 인터 모드는 모든 파티션 타입에서 정의될 수 있으며, 스킵 모드는 파티션 타입 2Nx2N에서만 정의될 수 있다.
파티션 타입 정보는, 예측 단위의 높이 또는 너비가 대칭적 비율로 분할된 대칭적 파티션 타입 2Nx2N, 2NxN, Nx2N 및 NxN 과, 비대칭적 비율로 분할된 비대칭적 파티션 타입 2NxnU, 2NxnD, nLx2N, nRx2N를 나타낼 수 있다. 비대칭적 파티션 타입 2NxnU 및 2NxnD는 각각 높이가 1:3 및 3:1로 분할된 형태이며, 비대칭적 파티션 타입 nLx2N 및 nRx2N은 각각 너비가 1:3 및 3:1로 분할된 형태를 나타낸다.
변환 단위 크기는 인트라 모드에서 두 종류의 크기, 인터 모드에서 두 종류의 크기로 설정될 수 있다. 즉, 변환 단위 분할 정보가 0 이라면, 변환 단위의 크기가 현재 부호화 단위의 크기 2Nx2N로 설정된다. 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 현재 부호화 단위가 분할된 크기의 변환 단위가 설정될 수 있다. 또한 크기 2Nx2N인 현재 부호화 단위에 대한 파티션 타입이 대칭형 파티션 타입이라면 변환 단위의 크기는 NxN, 비대칭형 파티션 타입이라면 N/2xN/2로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 트리 구조에 따른 부호화 단위들의 부호화 정보는, 부호화 심도의 부호화 단위, 예측 단위 및 최소 단위 중 적어도 하나에 대해 할당될 수 있다. 부호화 심도의 부호화 단위는 동일한 부호화 정보를 보유하고 있는 예측 단위 및 최소 단위를 하나 이상 포함할 수 있다.
따라서, 인접한 데이터 단위들끼리 각각 보유하고 있는 부호화 정보들을 확인하면, 동일한 부호화 심도의 부호화 단위에 포함되는지 여부가 확인될 수 있다. 또한, 데이터 단위가 보유하고 있는 부호화 정보를 이용하면 해당 부호화 심도의 부호화 단위를 확인할 수 있으므로, 최대 부호화 단위 내의 부호화 심도들의 분포가 유추될 수 있다.
따라서 이 경우 현재 부호화 단위가 주변 데이터 단위를 참조하여 예측하기 경우, 현재 부호화 단위에 인접하는 심도별 부호화 단위 내의 데이터 단위의 부호화 정보가 직접 참조되어 이용될 수 있다.
또 다른 실시예로, 현재 부호화 단위가 주변 부호화 단위를 참조하여 예측 부호화가 수행되는 경우, 인접하는 심도별 부호화 단위의 부호화 정보를 이용하여, 심도별 부호화 단위 내에서 현재 부호화 단위에 인접하는 데이터가 검색됨으로써 주변 부호화 단위가 참조될 수도 있다.
도 20 은 표 1의 부호화 모드 정보에 따른 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 관계를 도시한다.
최대 부호화 단위(1300)는 부호화 심도의 부호화 단위들(1302, 1304, 1306, 1312, 1314, 1316, 1318)을 포함한다. 이 중 하나의 부호화 단위(1318)는 부호화 심도의 부호화 단위이므로 분할 정보가 0으로 설정될 수 있다. 크기 2Nx2N의 부호화 단위(1318)의 파티션 타입 정보는, 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326), NxN(1328), 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정될 수 있다.
변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 변환 인덱스의 일종으로서, 변환 인덱스에 대응하는 변환 단위의 크기는 부호화 단위의 예측 단위 타입 또는 파티션 타입에 따라 변경될 수 있다.
예를 들어, 파티션 타입 정보가 대칭형 파티션 타입 2Nx2N(1322), 2NxN(1324), Nx2N(1326) 및 NxN(1328) 중 하나로 설정되어 있는 경우, 변환 단위 분할 정보가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1342)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 NxN의 변환 단위(1344)가 설정될 수 있다.
파티션 타입 정보가 비대칭형 파티션 타입 2NxnU(1332), 2NxnD(1334), nLx2N(1336) 및 nRx2N(1338) 중 하나로 설정된 경우, 변환 단위 분할 정보(TU size flag)가 0이면 크기 2Nx2N의 변환 단위(1352)가 설정되고, 변환 단위 분할 정보가 1이면 크기 N/2xN/2의 변환 단위(1354)가 설정될 수 있다.
도 20을 참조하여 전술된 변환 단위 분할 정보(TU size flag)는 0 또는 1의 값을 갖는 플래그이지만, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보가 1비트의 플래그로 한정되는 것은 아니며 설정에 따라 0, 1, 2, 3.. 등으로 증가하며 변환 단위가 계층적으로 분할될 수도 있다. 변환 단위 분할 정보는 변환 인덱스의 한 실시예로써 이용될 수 있다.
이 경우, 일 실시예에 따른 변환 단위 분할 정보를 변환 단위의 최대 크기, 변환 단위의 최소 크기와 함께 이용하면, 실제로 이용된 변환 단위의 크기가 표현될 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는, 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 부호화할 수 있다. 부호화된 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보는 SPS에 삽입될 수 있다. 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(200)는 최대 변환 단위 크기 정보, 최소 변환 단위 크기 정보 및 최대 변환 단위 분할 정보를 이용하여, 영상 복호화에 이용할 수 있다.
예를 들어, (a) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 크기는 32x32이라면, (a-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32, (a-2) 변환 단위 분할 정보가 1일 때 변환 단위의 크기가 16x16, (a-3) 변환 단위 분할 정보가 2일 때 변환 단위의 크기가 8x8로 설정될 수 있다.
다른 예로, (b) 현재 부호화 단위가 크기 32x32이고, 최소 변환 단위 크기는 32x32이라면, (b-1) 변환 단위 분할 정보가 0일 때 변환 단위의 크기가 32x32로 설정될 수 있으며, 변환 단위의 크기가 32x32보다 작을 수는 없으므로 더 이상의 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
또 다른 예로, (c) 현재 부호화 단위가 크기 64x64이고, 최대 변환 단위 분할 정보가 1이라면, 변환 단위 분할 정보는 0 또는 1일 수 있으며, 다른 변환 단위 분할 정보가 설정될 수 없다.
따라서, 최대 변환 단위 분할 정보를 'MaxTransformSizeIndex', 최소 변환 단위 크기를 'MinTransformSize', 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기를 'RootTuSize'라고 정의할 때, 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'는 아래 관계식 (5) 과 같이 정의될 수 있다.
CurrMinTuSize
= max (MinTransformSize, RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) ... (5)
현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'와 비교하여, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 시스템상 채택 가능한 최대 변환 단위 크기를 나타낼 수 있다. 즉, 관계식 (5)에 따르면, 'RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)'는, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'를 최대 변환 단위 분할 정보에 상응하는 횟수만큼 분할한 변환 단위 크기이며, 'MinTransformSize'는 최소 변환 단위 크기이므로, 이들 중 작은 값이 현재 부호화 단위에서 가능한 최소 변환 단위 크기 'CurrMinTuSize'일 수 있다.
일 실시예에 따른 최대 변환 단위 크기 RootTuSize는 예측 모드에 따라 달라질 수도 있다.
예를 들어, 현재 예측 모드가 인터 모드라면 RootTuSize는 아래 관계식 (6)에 따라 결정될 수 있다. 관계식 (6)에서 'MaxTransformSize'는 최대 변환 단위 크기, 'PUSize'는 현재 예측 단위 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PUSize) ......... (6)
즉 현재 예측 모드가 인터 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 예측 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
현재 파티션 단위의 예측 모드가 인트라 모드라면 'RootTuSize'는 아래 관계식 (7)에 따라 결정될 수 있다. 'PartitionSize'는 현재 파티션 단위의 크기를 나타낸다.
RootTuSize = min(MaxTransformSize, PartitionSize) ...........(7)
즉 현재 예측 모드가 인트라 모드라면, 변환 단위 분할 정보가 0인 경우의 변환 단위 크기인 'RootTuSize'는 최대 변환 단위 크기 및 현재 파티션 단위 크기 중 작은 값으로 설정될 수 있다.
다만, 파티션 단위의 예측 모드에 따라 변동하는 일 실시예에 따른 현재 최대 변환 단위 크기 'RootTuSize'는 일 실시예일 뿐이며, 현재 최대 변환 단위 크기를 결정하는 요인이 이에 한정되는 것은 아님을 유의하여야 한다.
도 8 내지 20를 참조하여 전술된 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 영상 부호화 기법에 따라, 트리 구조의 부호화 단위들마다 공간영역의 영상 데이터가 부호화되며, 트리 구조의 부호화 단위들에 기초한 영상 복호화 기법에 따라 최대 부호화 단위마다 복호화가 수행되면서 공간 영역의 영상 데이터가 복원되어, 픽처 및 픽처 시퀀스인 비디오가 복원될 수 있다. 복원된 비디오는 재생 장치에 의해 재생되거나, 저장 매체에 저장되거나, 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 픽처마다 또는 슬라이스마다 또는 최대부호화 단위마다, 또는 트리 구조에 따른 부호화단위마다, 또는 부호화 단위의 예측단위마다, 또는 부호화 단위의 변환단위마다, 오프셋 파라미터가 시그널링될 수 있다. 일례로, 최대부호화단위마다 수신된 오프셋 파라미터에 기초하여 복원된 오프셋값을 이용하여 최대부호화단위의 복원샘플값들을 조정함으로써, 원본블록과의 오차가 최소화되는 최대부호화단위가 복원될 수 있다.
한편, 상술한 본 개시의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 명세서에서 "~부" 중 적어도 일부는 하드웨어로 구현될 수 있다. 또한 하드웨어는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 범용 단일- 또는 다중-칩 마이크로프로세서 (예를 들어, ARM), 특수 목적 마이크로 프로세서 (예를 들어, 디지털 신호 프로세서 (DSP)), 마이크로제어기, 프로그램가능 게이트 어레이 (array), 등일 수도 있다. 프로세서는 중앙 처리 장치 (CPU) 로 불릴 수도 있다. "~부" 중 적어도 일부는 프로세서들의 조합 (예를 들어, ARM 과 DSP) 이 이용될 수도 있다.
하드웨어는 메모리를 또한 포함할 수도 있다. 메모리는 전자 정보를 저장 가능한 임의의 전자 컴포넌트일 수도 있다. 메모리는 임의 액세스 메모리 (RAM), 판독 전용 메모리 (ROM), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, RAM 내의 플래쉬 메모리 디바이스, 프로세서에 포함된 온-보드 (on-board) 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 및 기타, 그들의 조합들로서 구현될 수도 있다.
데이터 및 프로그램은 메모리에 저장될 수도 있다. 프로그램은 본원에 개시된 방법들을 구현하도록 프로세서에 의하여 실행 가능할 수도 있다. 프로그램의 실행은 메모리에 저장된 데이터의 이용을 포함할 수도 있다. 프로세서가 명령들을 실행할 때, 명령들의 다양한 부분들이 프로세서 상에 로드 (load) 될 수도 있고, 데이터의 다양한 조각들이 프로세서 상에 로드될 수도 있다.
이제까지 본 개시에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 개시가 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 개시의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 개시에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (15)

  1. 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 비트스트림으로부터 파싱하는 단계;
    상기 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋 절대값을 스케일링하고, 상기 스케일링된 오프셋 절대값을 이용하여 상기 현재 블록의 오프셋을 결정하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 오프셋을 이용하여, 상기 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상하는 단계를 포함하는 영상을 복호화하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 파라미터는 비트심도(BitDepth) 및 양자화 파라미터(Quantization Parameter) 중 적어도 하나에 기초하는 것을 특징으로 하는 영상을 복호화하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 파싱하는 단계는,
    상기 비트스트림의 픽처 파라미터 셋(Picture Parameter Set; PPS)으로부터 상기 스케일 파라미터를 파싱하는 단계인 것을 특징으로 하는 영상을 복호화하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 파싱하는 단계는,
    상기 비트스트림의 시퀀스 파라미터 셋(Sequence Parameter Set; SPS)으로부터 상기 스케일 파라미터를 파싱하는 단계인 것을 특징으로 하는 영상을 복호화하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 파싱하는 단계는,
    상기 비트스트림의 슬라이스 세그먼트 헤더(Slice Segment Header)로부터 상기 스케일 파라미터를 파싱하는 단계인 것을 특징으로 하는 영상을 복호화하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스케일 파라미터가 상기 슬라이스 세그먼트 헤더에 존재함을 나타내는 플래그를 상기 비트스트림의 시퀀스 파라미터 셋으로부터 파싱하는 단계; 및
    상기 플래그가 1인 경우, 상기 슬라이스 세그먼트 헤더로부터 상기 스케일 파라미터를 파싱하는 단계를 포함하는 영상을 복호화하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 파라미터는, 루마 성분(Luma Component)에 관련된 파라미터 및 크로마 성분(Chroma Component)에 관련된 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 복호화하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 스케일 파라미터는 에지 오프셋(Edge Offset; EO)에 관련된 파라미터 및 밴드 오프셋(Band Offset; BO)에 관련된 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 복호화하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서
    상기 스케일 파라미터는 0 에서 Max(비트심도-10, 0)까지의 범위를 가지는 것을 특징으로 하는 영상을 복호화하는 방법.
  10. 현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 비트스트림으로부터 파싱하는 추출부;
    상기 스케일 파라미터를 이용하여 현재 블록의 오프셋 절대값을 스케일링하고, 상기 스케일링된 오프셋 절대값을 이용하여 상기 현재 블록의 오프셋을 결정하는 오프셋 결정부; 및
    상기 현재 블록의 오프셋을 이용하여, 상기 현재 블록의 복원 픽셀의 샘플값을 보상하는 픽셀 보상부를 포함하는 영상을 복호화하는 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 영상을 복호화하는 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
  12. 트리구조의 블록들에 기초하여 영상을 부호화하는 단계;
    현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 결정하는 단계;
    상기 스케일 파라미터를 부호화하는 단계; 및
    부호화된 상기 스케일 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송하는 단계를 포함하는 영상을 부호화하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 스케일 파라미터를 결정하는 단계는,
    비트심도(BitDepth) 및 양자화 파라미터(Quantization Parameter) 중 적어도 하나에 기초하여 상기 스케일 파라미터를 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 영상을 부호화하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 스케일 파라미터를 결정하는 단계는,
    0 에서 Max(비트심도-10, 0)까지의 범위에서 상기 스케일 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상을 부호화하는 방법.
  15. 트리구조의 블록들에 기초하여 영상을 부호화하는 부호화부;
    현재 블록의 오프셋을 스케일(scale)하기 위한 스케일 파라미터를 결정하는 파라미터 결정부; 및
    상기 스케일 파라미터를 부호화하고, 부호화된 상기 스케일 파라미터를 포함하는 비트스트림을 전송하는 전송부를 포함하는 영상을 부호화하는 장치.
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