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WO2018026166A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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WO2018026166A1
WO2018026166A1 PCT/KR2017/008286 KR2017008286W WO2018026166A1 WO 2018026166 A1 WO2018026166 A1 WO 2018026166A1 KR 2017008286 W KR2017008286 W KR 2017008286W WO 2018026166 A1 WO2018026166 A1 WO 2018026166A1
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WO
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current block
sample
intra prediction
block
reference sample
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/008286
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English (en)
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Inventor
전동산
이진호
강정원
고현석
임성창
이하현
조승현
김휘용
최진수
Original Assignee
한국전자통신연구원
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Publication date
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Priority to CN202310724410.XA priority patent/CN116527888A/zh
Priority to CN202310721761.5A priority patent/CN116527887A/zh
Priority to CN202310724569.1A priority patent/CN116506607A/zh
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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present invention relates to a video encoding / decoding method, apparatus, and a recording medium storing a bitstream. Specifically, the present invention relates to a video encoding / decoding method and apparatus using intra picture prediction, and a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding method or apparatus of the present invention.
  • HD high definition
  • UHD ultra high definition
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technology
  • an intra-picture prediction technology for predicting pixel values included in the current picture using pixel information in the current picture
  • transformation and quantization techniques for compressing the energy of the residual signal
  • entropy coding technique for assigning short codes to high-frequency values and long codes for low-frequency values.
  • Image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • An object of the present invention is to provide an image encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency.
  • an object of the present invention is to provide a method and apparatus for image encoding / decoding using intra prediction with improved compression efficiency.
  • the image decoding method may include: inducing an intra prediction mode for a current block, selecting at least one reconstructed sample line adjacent to the current block, and at least one included in the at least one reconstructed sample line Constructing a reference sample by using a reconstructed sample of, and performing an intra prediction on the current block based on the intra prediction mode and the reference sample.
  • the at least one reconstructed sample line may include at least one of reconstructed sample lines adjacent to the top and left sides of the current block.
  • the number of reconstructed sample lines adjacent to the top and left sides may be determined based on at least one of the size, shape, and intra prediction mode of the current block.
  • the reference sample may be derived using a weighted sum of the at least one reconstructed sample.
  • the weighted sum may be performed based on at least one of the intra prediction mode and the distance between the current block and the reconstructed sample line.
  • the configuring of the reference sample comprises: retrieving a reconstructed sample similar to the current block from a reconstructed sample included in at least one of a top row and a left column adjacent to the current block, The method may further include replacing the retrieved reconstruction sample with the at least one reconstruction sample included in the reconstruction sample line.
  • the method further includes dividing the current block into a plurality of subblocks, and the intra prediction of each of the plurality of subblocks is based on a reference sample configured based on the current block. Can be performed.
  • the image decoding method of the present invention when performing intra prediction on one subblock of the plurality of subblocks by using a reference sample configured based on the current block, the image decoding method is not adjacent to the one subblock. After compensating the reference sample, an intra prediction may be performed.
  • the performing of the intra prediction may include: samples included in a right column, samples included in a lower row, and a lower right end using the at least one reconstructed sample; Predicting at least one sample of the sample, and predicting the remaining samples in the current block using the predicted at least one sample.
  • the image decoding apparatus induces an intra prediction mode for a current block, selects at least one reconstructed sample line adjacent to the current block, and at least one reconstructed sample included in the at least one reconstructed sample line.
  • the apparatus may include an intra prediction unit configured to construct a reference sample using the intra-prediction mode and perform intra intra prediction on the current block based on the intra prediction mode and the reference sample.
  • the image encoding method includes determining an intra prediction mode for a current block, selecting at least one reconstructed sample line adjacent to the current block, and at least one included in the at least one reconstructed sample line. Constructing a reference sample using a reconstruction sample, and performing an intra prediction on the current block based on the intra prediction mode and the reference sample.
  • the at least one reconstructed sample line may include at least one of reconstructed sample lines adjacent to the top and left sides of the current block.
  • the number of reconstructed sample lines adjacent to the top and left sides may be determined based on at least one of the size, shape, and intra prediction mode of the current block.
  • the reference sample may be derived using a weighted sum of the at least one reconstructed sample.
  • the weighted sum may be performed based on at least one of the intra prediction mode and the distance between the current block and the reconstructed sample line.
  • the configuring of the reference sample may include: retrieving a reconstructed sample similar to the current block from a reconstructed sample included in at least one of a top row and a left column adjacent to the current block; The method may further include replacing the retrieved reconstruction sample with the at least one reconstruction sample included in the reconstruction sample line.
  • the method further includes dividing the current block into a plurality of subblocks, and the intra prediction of each of the plurality of subblocks is based on a reference sample configured based on the current block. Can be performed.
  • the image coding method of the present invention when performing intra prediction on one sub-block of the plurality of sub-blocks by using a reference sample configured based on the current block, the image coding method is not adjacent to the one sub-block. After compensating the reference sample, an intra prediction may be performed.
  • the image encoding apparatus determines an intra prediction mode for a current block, selects at least one reconstructed sample line adjacent to the current block, and at least one reconstructed sample included in the at least one reconstructed sample line.
  • the apparatus may include an intra prediction unit configured to construct a reference sample by using the interpolator, and perform an intra prediction on the current block based on the intra prediction mode and the reference sample.
  • the recording medium may store a bitstream generated by an image encoding method, wherein the image encoding method includes determining an intra prediction mode for a current block, at least one reconstructed sample line adjacent to the current block Selecting a reference, constructing a reference sample using at least one reconstructed sample included in the at least one reconstructed sample line, and in-picture prediction for the current block based on the intra prediction mode and the reference sample. It may include the step of performing.
  • an image encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency can be provided.
  • an image encoding / decoding method and apparatus using intra prediction can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a division structure of an image when encoding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a form of a prediction unit PU that may be included in the coding unit CU.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a form of a transform unit (TU) that a coding unit CU may include.
  • TU transform unit
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an embodiment of an intra prediction process.
  • FIG. 7 is a diagram for describing a method of performing intra prediction on a current block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a method of deriving an intra prediction mode of a current block from neighboring blocks.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating surrounding reconstructed sample lines that can be used for in-picture prediction of a current block.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an embodiment of reconstructing a reference sample.
  • FIG. 11 is a diagram for describing another embodiment of reconstructing a reference sample.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining another embodiment of reconstructing a reference sample.
  • FIG. 13 is a diagram for describing an embodiment of encoding / decoding a plurality of prediction blocks generated by dividing a current block.
  • FIG. 14 is a diagram for describing another embodiment of encoding / decoding a plurality of prediction blocks generated by dividing a current block.
  • FIG. 15 is a diagram for describing a method of replacing an unavailable restoration sample by using an available restoration sample.
  • FIG. 16 is a diagram for describing another method of replacing an unavailable restoration sample by using an available restoration sample.
  • 17 is an exemplary diagram for describing padding of a reference sample when using one or more reconstructed sample lines.
  • 18 is a diagram for describing filtering of a reference sample including a padded unavailable reference sample.
  • 19 is a diagram for describing filtering of a reference sample including an unusable reference sample.
  • 20 is a view for explaining one embodiment of generating a one-dimensional array (1-D reference sample array, p 1, ref) of the reference sample from P ref.
  • 21 is a diagram for explaining intra prediction according to an embodiment of the present invention.
  • 22 is a diagram for describing intra prediction according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram for describing intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram for describing intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • any component of the invention When any component of the invention is said to be “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but other components may be present in between. It should be understood that it may. On the other hand, when a component is referred to as being “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there is no other component in between.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, and do not mean that each component is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • Integrated and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • Some components of the present invention are not essential components for performing essential functions in the present invention but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • an image may mean one picture constituting a video and may represent a video itself.
  • "encoding and / or decoding of an image” may mean “encoding and / or decoding of a video” and may mean “encoding and / or decoding of one of images constituting the video.” It may be.
  • the picture may have the same meaning as the image.
  • Encoder This may mean an apparatus for performing encoding.
  • Decoder Refers to an apparatus for performing decoding.
  • Parsing This may mean determining a value of a syntax element by entropy decoding or may refer to entropy decoding itself.
  • An MxN array of samples where M and N are positive integer values, and a block can often mean a two-dimensional sample array.
  • Sample This is a basic unit that constitutes a block and can represent values from 0 to 2 Bd -1 depending on the bit depth (B d ).
  • the pixel and the pixel may be used as the sample.
  • Unit may mean a unit of image encoding and decoding.
  • a unit may be an area generated by division of one image.
  • a unit may mean a divided unit when a single image is divided into subdivided units to be encoded or decoded.
  • a predetermined process may be performed for each unit.
  • One unit may be further divided into subunits having a smaller size than the unit.
  • the unit may be a block, a macroblock, a coding tree unit, a coding tree block, a coding unit, a coding block, a prediction. It may mean a unit, a prediction block, a transform unit, a transform block, or the like.
  • the unit may refer to a luma component block, a chroma component block corresponding thereto, and a syntax element for each block in order to refer to the block separately.
  • the unit may have various sizes and shapes, and in particular, the shape of the unit may include a geometric figure that can be expressed in two dimensions such as a square, a trapezoid, a triangle, a pentagon, as well as a rectangle.
  • the unit information may include at least one of a type of a unit indicating a coding unit, a prediction unit, a transformation unit, and the like, a size of a unit, a depth of a unit, an encoding and decoding order of the unit, and the like.
  • a reconstructed neighbor unit may refer to a unit that has already been encoded or decoded in a spatial / temporal manner around the encoding / decoding target unit.
  • the restored peripheral unit may mean a restored peripheral block.
  • a neighbor block may mean a block adjacent to an encoding / decoding target block.
  • the block adjacent to the encoding / decoding object block may mean a block in which a boundary of the encoding / decoding object block abuts.
  • the neighboring block may mean a block located at an adjacent vertex of the encoding / decoding target block.
  • the neighboring block may mean a restored neighboring block.
  • Unit Depth It means the degree of unit division. In the tree structure, the root node has the smallest depth, and the leaf node has the deepest depth.
  • This may mean a encoding / decoding target unit syntax element, a coding parameter, a value of a transform coefficient, or the like.
  • Parameter set may correspond to header information among structures in the bitstream, and includes a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set, and an adaptive parameter set. At least one or more of the adaptation parameter set may be included in the parameter set.
  • the parameter set may have a meaning including slice header and tile header information.
  • Bitstream may mean a string of bits including encoded image information.
  • a transform unit may refer to a basic unit when performing residual signal encoding / decoding such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding. It may be divided into a plurality of transform units having a small size.
  • the transform unit may have various sizes and shapes, and in particular, the shape of the transform unit may include a geometric figure that can be expressed in two dimensions such as a square, a trapezoid, a triangle, a pentagon, as well as a rectangle.
  • Scaling This may mean a process of multiplying a transform coefficient level by a factor and generating a transform coefficient as a result. Scaling can also be called dequantization.
  • a quantization parameter may mean a value used when scaling transform coefficient levels in quantization and inverse quantization.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • a quantization parameter may mean a differential value between the predicted quantization parameter and the quantization parameter of the encoding / decoding target unit.
  • Scan Refers to a method of arranging the order of coefficients in a block or matrix. For example, aligning a two-dimensional array into a one-dimensional array is called a scan, and a one-dimensional array into a two-dimensional array. Sorting can also be called scan or inverse scan.
  • Transform Coefficient A coefficient value generated after performing a transform, and in the present invention, a quantized transform coefficient level in which quantization is applied to the transform coefficient may also be included in the meaning of the transform coefficient.
  • Non-zero Transform Coefficient may mean a transform coefficient whose magnitude is not zero or a transform coefficient level whose magnitude is not zero.
  • Quantization Matrix A matrix used in a quantization or inverse quantization process to improve the subjective or objective image quality of an image.
  • the quantization matrix may also be called a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient It may mean each element in the quantization matrix. Quantization matrix coefficients may also be referred to as matrix coefficients.
  • a predetermined matrix may mean a predetermined quantization matrix defined in the encoder and the decoder.
  • Non-default Matrix A non-default matrix, which is not defined in the encoder and the decoder, may be a quantization matrix signaled by a user.
  • a coding component may be composed of two color difference component (Cb, Cr) coding tree blocks associated with one luminance component (Y) coding tree block.
  • Each coding tree unit may be split using one or more partitioning methods such as a quad tree and a binary tree to form sub-units such as a coding unit, a prediction unit, and a transform unit. It may be used as a term for a pixel block that becomes a processing unit in a decoding / encoding process of an image, such as splitting an input image.
  • Coding Tree Block A term used to refer to any one of a Y coded tree block, a Cb coded tree block, and a Cr coded tree block.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 100 may be a video encoding apparatus or an image encoding apparatus.
  • the video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images of the video over time.
  • the encoding apparatus 100 may include a motion predictor 111, a motion compensator 112, an intra predictor 120, a switch 115, a subtractor 125, a transformer 130, and quantization.
  • the unit 140 may include an entropy encoder 150, an inverse quantizer 160, an inverse transform unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190.
  • the encoding apparatus 100 may encode the input image in an intra mode and / or an inter mode. In addition, the encoding apparatus 100 may generate a bitstream through encoding of an input image, and may output the generated bitstream.
  • the switch 115 When the intra mode is used as the prediction mode, the switch 115 may be switched to intra, and when the inter mode is used as the prediction mode, the switch 115 may be switched to inter.
  • the intra mode may mean an intra prediction mode
  • the inter mode may mean an inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for the input block of the input image. In addition, after the prediction block is generated, the encoding apparatus 100 may encode a residual between the input block and the prediction block.
  • the input image may be referred to as a current image that is a target of current encoding.
  • the input block may be referred to as a current block or an encoding target block that is a target of the current encoding.
  • the intra prediction unit 120 may use the pixel value of a block that is already encoded around the current block as a reference pixel.
  • the intra predictor 120 may perform spatial prediction using the reference pixel, and generate prediction samples for the input block through spatial prediction.
  • Intra prediction may refer to intra prediction.
  • the motion predictor 111 may search an area that best matches the input block from the reference image in the motion prediction process, and derive a motion vector using the searched area.
  • the reference picture may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensator 112 may generate a prediction block by performing motion compensation using a motion vector.
  • the motion vector may be a two-dimensional vector used for inter prediction.
  • the motion vector may indicate an offset between the current picture and the reference picture.
  • inter prediction may mean inter prediction.
  • the subtractor 125 may generate a residual block using the difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as the residual signal.
  • the transform unit 130 may generate a transform coefficient by performing transform on the residual block, and output a transform coefficient.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing transform on the residual block.
  • the transform unit 130 may omit the transform on the residual block.
  • Quantized transform coefficient levels may be generated by applying quantization to the transform coefficients.
  • the quantized transform coefficient level may also be referred to as transform coefficient.
  • the quantization unit 140 may generate a quantized transform coefficient level by quantizing the transform coefficient according to the quantization parameter, and output the quantized transform coefficient level. In this case, the quantization unit 140 may quantize the transform coefficients using the quantization matrix.
  • the entropy encoder 150 may generate a bitstream by performing entropy encoding according to probability distribution on values calculated by the quantizer 140 or coding parameter values calculated in the encoding process. And output a bitstream.
  • the entropy encoder 150 may perform entropy encoding on information for decoding an image in addition to information on pixels of an image.
  • the information for decoding the image may include a syntax element.
  • the entropy encoder 150 may use an encoding method such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), or context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) for entropy encoding.
  • an encoding method such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), or context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • the entropy encoder 150 may perform entropy coding using a variable length coding (VLC) table.
  • VLC variable length coding
  • the entropy encoder 150 derives a binarization method of a target symbol and a probability model of a target symbol / bin, and then performs arithmetic coding using the derived binarization method or a probability model. You may.
  • the entropy encoder 150 may change a two-dimensional block shape coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method to encode a transform coefficient level.
  • a transform coefficient scanning method For example, upright scanning can be used to scan the coefficients of a block to change it into a one-dimensional vector.
  • a vertical scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a column direction instead of an upright scan and a horizontal scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a row direction may be used. That is, according to the size of the conversion unit and the intra prediction mode, it is possible to determine which scan method among upright scan, vertical scan and horizontal scan is used.
  • a coding parameter may include information derived from an encoding or decoding process as well as information encoded by an encoder and signaled to a decoder, such as a syntax element, and may mean information required when encoding or decoding an image. have. For example, block size, block depth, block splitting information, unit size, unit depth, unit splitting information, quadtree split flag, binary tree split flag, binary tree split direction, intra prediction mode, Intra prediction direction, reference sample filtering method, prediction block boundary filtering method, filter tab, filter coefficient, inter prediction mode, motion information, motion vector, reference image index, inter prediction direction, inter prediction indicator, reference image list , Motion vector predictor, motion vector candidate list, motion merge mode, motion merge candidate, motion merge candidate list, skip mode, interpolation filter type, motion vector size, motion vector representation accuracy , Transform type, transform size, additional (secondary) transform availability information, residual signal presence information, coded block pattern, Coded Block Flag, Quantization Parameter, Quantization Matrix, In-loop Filter Information, In-loop Fil
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming a difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming and quantizing the difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual block may be a residual signal in block units.
  • the encoded current image may be used as a reference image with respect to other image (s) to be processed later. Therefore, the encoding apparatus 100 may decode the encoded current image again and store the decoded image as a reference image. Inverse quantization and inverse transform on the encoded current image may be processed for decoding.
  • the quantized coefficients may be dequantized in inverse quantization unit 160.
  • the inverse transform unit 170 may perform an inverse transform.
  • the inverse quantized and inverse transformed coefficients may be summed with the prediction block via the adder 175.
  • a reconstructed block may be generated by adding the inverse quantized and inverse transformed coefficients and the prediction block.
  • the recovery block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed block or the reconstructed image. Can be.
  • the filter unit 180 may be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter may remove block distortion generated at boundaries between blocks.
  • it may be determined whether to apply the deblocking filter to the current block based on the pixels included in the several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be performed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the sample adaptive offset may add an appropriate offset value to the pixel value to compensate for the encoding error.
  • the sample adaptive offset may correct the offset with the original image on a pixel basis for the deblocked image.
  • the pixels included in the image are divided into a predetermined number of areas, and then, the area to be offset is determined and the offset is applied to the corresponding area or the offset considering the edge information of each pixel. You can use this method.
  • the adaptive loop filter may perform filtering based on a comparison value between the reconstructed image and the original image. After dividing the pixels included in the image into a predetermined group, one filter to be applied to the group may be determined and filtering may be performed for each group. For information related to whether to apply the adaptive loop filter, the luminance signal may be signaled for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive loop filter to be applied according to each block may vary. In addition, an adaptive loop filter of the same type (fixed form) may be applied regardless of the characteristics of the block to be applied.
  • the reconstructed block that has passed through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus 200 may be a video decoding apparatus or an image decoding apparatus.
  • the decoding apparatus 200 may include an entropy decoder 210, an inverse quantizer 220, an inverse transform unit 230, an intra predictor 240, a motion compensator 250, and an adder 255.
  • the filter unit 260 may include a reference picture buffer 270.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may decode the bitstream in an intra mode or an inter mode.
  • the decoding apparatus 200 may generate a reconstructed image through decoding and output the reconstructed image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is an intra mode, the switch may be switched to intra. When the prediction mode used for decoding is an inter mode, the switch may be switched to inter.
  • the decoding apparatus 200 may obtain a reconstructed residual block from the input bitstream, and generate a prediction block. When the reconstructed residual block and the prediction block are obtained, the decoding apparatus 200 may generate a reconstruction block that is a decoding target block by adding the reconstructed residual block and the prediction block.
  • the decoding target block may be referred to as a current block.
  • the entropy decoder 210 may generate symbols by performing entropy decoding according to a probability distribution of the bitstream.
  • the generated symbols may include symbols in the form of quantized transform coefficient levels.
  • the entropy decoding method may be similar to the entropy encoding method described above.
  • the entropy decoding method may be an inverse process of the above-described entropy encoding method.
  • the entropy decoder 210 may change the one-dimensional vector form coefficient into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method.
  • a transform coefficient scanning method For example, upright scanning can be used to scan the coefficients of a block to change it into a two-dimensional block shape.
  • vertical scan or horizontal scan may be used instead of upright scan. That is, according to the size of the conversion unit and the intra prediction mode, it is possible to determine which scan method among upright scan, vertical scan and horizontal scan is used.
  • the quantized transform coefficient level may be inversely quantized by the inverse quantizer 220 and inversely transformed by the inverse transformer 230.
  • a reconstructed residual block may be generated.
  • the inverse quantization unit 220 may apply a quantization matrix to the quantized transform coefficient level.
  • the intra predictor 240 may generate a prediction block by performing spatial prediction using pixel values of blocks that are already decoded around the decoding target block.
  • the motion compensator 250 may generate a predictive block by performing motion compensation using a reference vector stored in the motion vector and the reference picture buffer 270.
  • the reconstructed residual block and the prediction block may be added through the adder 255.
  • the generated block may pass through the filter unit 260.
  • the filter unit 260 may apply at least one or more of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive loop filter to the reconstructed block or the reconstructed image.
  • the filter unit 260 may output the reconstructed image.
  • the reconstructed picture may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • 3 is a diagram schematically illustrating a division structure of an image when encoding and decoding an image. 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of sub-units.
  • a coding unit may be used in encoding and decoding.
  • the coding unit may mean a coding unit.
  • a unit may be a term that collectively refers to a block including 1) a syntax element and 2) image samples.
  • "division of a unit” may mean “division of a block corresponding to a unit”.
  • the block division information may include information about a depth of a unit. The depth information may indicate the number and / or degree of division of the unit.
  • the image 300 is sequentially divided into units of a largest coding unit (LCU), and a split structure is determined by units of an LCU.
  • the LCU may be used as the same meaning as a coding tree unit (CTU).
  • CTU coding tree unit
  • One unit may be hierarchically divided with depth information based on a tree structure. Each divided subunit may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the unit, the depth information may include information about the size of the sub-unit.
  • the partition structure may mean a distribution of a coding unit (CU) in the LCU 310.
  • the CU may be a unit for efficiently encoding / decoding an image. This distribution may be determined according to whether to divide one CU into a plurality of CUs (two or more positive integers including 2, 4, 8, 16, etc.).
  • the horizontal and vertical sizes of the CUs created by splitting are either half of the horizontal and vertical sizes of the CU before splitting, or smaller than the horizontal and vertical sizes of the CU before splitting, depending on the number of splits.
  • Can have The partitioned CU may be recursively divided into a plurality of CUs having reduced horizontal and vertical sizes in the same manner.
  • the depth information may be information indicating the size of a CU and may be stored for each CU.
  • the depth of the LCU may be 0, and the depth of the smallest coding unit (SCU) may be a predefined maximum depth.
  • the LCU may be a coding unit having a maximum coding unit size as described above, and the SCU may be a coding unit having a minimum coding unit size.
  • the division starts from the LCU 310, and the depth of the CU increases by one each time the division reduces the horizontal and vertical sizes of the CU.
  • the CU that is not divided may have a size of 2N ⁇ 2N.
  • a 2N ⁇ 2N sized CU may be divided into a plurality of CUs having an N ⁇ N size. The magnitude of N decreases in half for every 1 increase in depth.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four coding units may each have a size of half compared to the horizontal and vertical sizes of the coding unit before being split. have.
  • the four divided coding units may each have a size of 16x16.
  • the coding unit is divided into quad-tree shapes.
  • the horizontal or vertical size of the divided two coding units may have a half size compared to the horizontal or vertical size of the coding unit before splitting.
  • the two split coding units may have a size of 16x32.
  • the two divided coding units may each have a size of 32x16.
  • an LCU having a depth of 0 may be 64 ⁇ 64 pixels. 0 may be the minimum depth.
  • An SCU of depth 3 may be 8x8 pixels. 3 may be the maximum depth.
  • a CU of 64x64 pixels, which is an LCU may be represented by a depth of zero.
  • a CU of 32x32 pixels may be represented by depth one.
  • a CU of 16 ⁇ 16 pixels may be represented by depth two.
  • a CU of 8x8 pixels, which is an SCU, may be represented by depth 3.
  • information on whether the CU is split may be expressed through split information of the CU.
  • the split information may be 1 bit of information. All CUs except the SCU may include partition information. For example, if the value of the partition information is 0, the CU may not be split. If the value of the partition information is 1, the CU may be split.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a form of a prediction unit PU that may be included in the coding unit CU.
  • a CU that is no longer split among CUs partitioned from the LCU may be divided into one or more prediction units (PUs). This process may also be called division.
  • PUs prediction units
  • the PU may be a basic unit for prediction.
  • the PU may be encoded and decoded in any one of a skip mode, an inter screen mode, and an intra screen mode.
  • the PU may be divided into various forms according to modes.
  • the coding unit may not be divided into prediction units, and the coding unit and the prediction unit may have the same size.
  • the skip mode there may be no partition in the CU.
  • the 2N ⁇ 2N mode 410 having the same size as the CU without splitting may be supported.
  • inter-screen mode eight divided forms in the CU can be supported.
  • 2Nx2N mode 410, 2NxN mode 415, Nx2N mode 420, NxN mode 425, 2NxnU mode 430, 2NxnD mode 435, nLx2N mode 440, and nRx2N mode 445 may be supported.
  • 2Nx2N mode 410 and NxN mode 425 may be supported.
  • One coding unit may be split into one or more prediction units, and one prediction unit may also be split into one or more prediction units.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four prediction units may each have a size of half compared to the horizontal and vertical sizes of the prediction unit before splitting. have.
  • the four divided prediction units may each have a size of 16x16.
  • the horizontal or vertical size of the divided two prediction units may have a half size compared to the horizontal or vertical size of the prediction unit before splitting.
  • the two divided prediction units may each have a size of 16x32.
  • the two divided prediction units may each have a size of 32x16.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a form of a transform unit (TU) that a coding unit CU may include.
  • TU transform unit
  • a transform unit may be a basic unit used for a process of transform, quantization, inverse transform, and inverse quantization in a CU.
  • the TU may have a shape such as a square shape or a rectangle.
  • the TU may be determined dependent on the size and / or shape of the CU.
  • a CU that is no longer split into CUs may be split into one or more TUs.
  • the partition structure of the TU may be a quad-tree structure.
  • one CU 510 may be divided one or more times according to the quadtree structure. If a CU is split more than once, it can be said to be split recursively.
  • one CU 510 may be configured with TUs of various sizes. Or, it may be divided into one or more TUs based on the number of vertical lines and / or horizontal lines dividing the CU.
  • the CU may be divided into symmetrical TUs and may be divided into asymmetrical TUs.
  • Information about the size / shape of the TU may be signaled for division into an asymmetric TU and may be derived from information about the size / shape of the CU.
  • the coding unit may not be divided into a transform unit, and the coding unit and the transform unit may have the same size.
  • One coding unit may be split into one or more transform units, and one transform unit may also be split into one or more transform units.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four transform units may each have a size of half compared to the horizontal and vertical sizes of the transform unit before splitting. have.
  • the divided four transform units may have a size of 16x16.
  • the horizontal or vertical size of the divided two transform units may be half the size of the transform unit before the split.
  • the two divided transform units may have a size of 16x32.
  • the divided two transform units may each have a size of 32x16.
  • the transform unit may be said to be divided into a binary-tree.
  • the residual block may be transformed using at least one of a plurality of pre-defined transformation methods.
  • Discrete Cosine Transform DCT
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT KLT
  • Which transformation method is applied to transform the residual block may be determined using at least one of inter prediction mode information of the prediction unit, intra prediction mode information, and size / shape of the transform block, and in some cases, indicates a transformation method.
  • the information may be signaled.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an embodiment of an intra prediction process.
  • the intra prediction mode may be a non-directional mode or a directional mode.
  • the non-directional mode may be a DC mode or a planar mode
  • the directional mode may be a prediction mode having a specific direction or angle, and the number may be one or more M.
  • the directional mode may be expressed by at least one of a mode number, a mode value, a mode number, and a mode angle.
  • the number of intra prediction modes may be one or more N including the non-directional and directional modes.
  • the number of intra prediction modes may vary depending on the size of the block.
  • the size of a block may be 67 pieces in case of 4x4 or 8x8, 35 pieces in case of 16x16, 19 pieces in case of 32x32, and 7 pieces in case of 64x64.
  • the number of intra prediction modes may be fixed to N regardless of the size of the block. For example, it may be fixed to at least one of 35 or 67 regardless of the size of the block.
  • the number of intra prediction modes may vary depending on the type of color component. For example, the number of prediction modes may vary depending on whether the color component is a luma signal or a chroma signal.
  • Intra picture encoding and / or decoding may be performed using sample values or encoding parameters included in neighboring reconstructed blocks.
  • a step of checking whether samples included in neighboring reconstructed blocks are available as reference samples of the encoding / decoding target block may be performed. If there are samples that are not available as reference samples of the block to be encoded / decoded, at least one or more of the samples included in the neighboring reconstructed blocks are used to copy and / or sample values to samples that are not available as reference samples. Interpolation may be used as a reference sample of a block to be encoded / decoded.
  • a filter may be applied to at least one of a reference sample or a prediction sample based on at least one of an intra prediction mode and a size of an encoding / decoding target block.
  • the encoding / decoding target block may mean a current block and may mean at least one of a coding block, a prediction block, and a transform block.
  • the type of filter applied to the reference sample or the prediction sample may be different according to at least one or more of an intra prediction mode or a size / shape of the current block.
  • the type of filter may vary depending on at least one of the number of filter taps, a filter coefficient value, or a filter strength.
  • the non-directional planar mode In the intra prediction mode, the non-directional planar mode generates a predicted block of a target encoding / decoding block.
  • the upper right reference sample of the current block may be generated as a weighted sum of the lower left reference samples of the current block.
  • the non-directional DC mode may be generated as an average value of upper reference samples of the current block and left reference samples of the current block when generating the prediction block of the target coding / decoding block.
  • one or more upper rows and one or more left columns adjacent to the reference sample in the encoding / decoding block may be filtered using reference sample values.
  • the prediction block may be generated by using the upper right and / or lower left reference samples, and the directional modes may have different directions.
  • Real interpolation may be performed to generate predictive sample values.
  • the intra prediction mode of the current prediction block may be predicted from the intra prediction mode of the prediction block existing around the current prediction block.
  • the current prediction is performed by using predetermined flag information.
  • Information on the intra prediction modes of the block and the neighboring prediction block may be signaled. If the intra prediction modes of the current prediction block and the neighboring prediction block are different, entropy encoding may be performed to perform intra prediction of the encoding / decoding target block. Mode information can be encoded.
  • FIG. 7 is a diagram for describing a method of performing intra prediction on a current block according to an embodiment of the present invention.
  • the intra prediction may include an intra prediction mode derivation step S1210, a reference sample configuration step S1220, and / or an intra prediction prediction step S1230.
  • the intra prediction mode of the neighboring block is used, the intra prediction mode of the current block is decoded (eg, entropy decoding) from the bitstream, and / or the encoding parameter of the neighboring block.
  • the intra prediction mode of the current block is decoded (eg, entropy decoding) from the bitstream, and / or the encoding parameter of the neighboring block.
  • the in-prediction mode of the current block can be derived.
  • In-screen prediction mode can be derived.
  • the reference sample configuring step S1220 may configure the reference sample by performing the reference sample selection step and / or the reference sample filtering step.
  • intra prediction of the current block may be performed using non-directional prediction, directional prediction, location information based prediction, and / or luminance / color difference signal based prediction.
  • the intra prediction operation step S1230 may additionally perform filtering on the prediction sample.
  • directional prediction when directional prediction is performed, different directional predictions may be performed according to one or more sample units.
  • one or more sample units may be a single sample, sample group, line, and / or subblock.
  • a method of using an intra prediction mode of one or more neighboring blocks, a method of decoding an intra prediction mode of a current block from a bitstream, and encoding a neighboring block At least one or more of the methods using the parameters may be used.
  • the neighboring block may be one or more blocks reconstructed before encoding / decoding of the current block.
  • the neighboring block When the neighboring block is located outside the boundary of at least one predetermined unit among a picture, a slice, a tile, and a coding tree unit (CTU), or when the PCM mode or the inter prediction is applied, the neighboring block may not be determined to be available. have.
  • the intra prediction mode corresponding to the unavailable neighboring block may be replaced with a DC mode, a planar mode, or a predetermined intra prediction mode.
  • the size of the current block may be W x H.
  • W and H are each a positive integer and can be the same or different.
  • W and / or H may be, for example, at least one of 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a method of deriving an intra prediction mode of a current block from neighboring blocks.
  • a to k displayed in the neighboring block may mean an intra prediction mode or a mode number of the neighboring block.
  • the position of the neighboring block used to derive the intra prediction mode of the current block may be a predefined fixed position.
  • information about the position of the neighboring block may be derived through encoding / decoding.
  • encoding / decoding may be used to mean entropy encoding and decoding.
  • the predetermined mode of the neighboring block may be derived into the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode i, f, b, g, k, j, l or e of the neighboring block adjacent to the predetermined position of the current block may be derived into the intra prediction mode of the current block.
  • the predetermined position may be encoded / decoded from the bitstream or derived based on encoding parameters.
  • one or more neighboring blocks of neighboring blocks of the current block may be selected.
  • the selection may be performed based on information explicitly signaled via the bitstream. Alternatively, the selection may be performed according to preset criteria in the encoder and the decoder.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived from the intra prediction modes of the selected one or more neighboring blocks.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived using statistical values of the intra prediction modes of the selected neighboring blocks.
  • the statistical value may include a minimum value, a maximum value, an average value, a weighted average value, a mode value, and / or a median value.
  • a statistical value of some or all of the intra prediction modes b, f, g, i and j of the neighboring blocks may be derived into the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived by combining the intra prediction modes of one or more neighboring blocks.
  • the intra prediction mode may be expressed by at least one of a mode number, a mode value, and a mode angle.
  • an average of one or more intra prediction modes of neighboring blocks may be derived to the intra prediction modes of the current block.
  • the average of the two prediction modes in the screen may mean at least one of an intermediate number of two mode numbers, an intermediate value of two mode values, and an intermediate angle of two mode angles.
  • the mode corresponding to the average of the mode values of i and f, the intra prediction mode of the neighboring block to which the samples adjacent to the left and top of the (0, 0) sample of the current block belongs is defined as the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode Pred_mode of the current block may be derived by at least one method of (1) to (3) below.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived to i.
  • the intra prediction mode f of the neighboring block is the directional mode, the intra prediction mode of the current block may be derived to f.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived as a mode corresponding to an average of at least one or more of the mode values of b, f, g, i and j which are intra prediction modes of neighboring blocks.
  • the intra prediction mode Pred_mode of the current block may be derived by at least one method of (1) to (4) below.
  • a mode corresponding to an average of available intra prediction modes of adjacent neighboring blocks may be derived as the intra prediction mode of the current block. For example, if the left neighboring block of the current block is located outside the boundaries of the picture, tile, slice, and / or CTU, or is not available because it corresponds to at least one of the PCM mode or the inter-screen mode, the upper neighboring blocks are in the screen.
  • a mode corresponding to the statistical values of the prediction modes (eg, f and g) may be derived as an intra prediction mode of the current block.
  • a weighted average or weighted sum may be used as a statistical value of intra prediction modes of neighboring blocks.
  • the weight may be given based on the direction of the intra prediction mode of the neighboring block.
  • relatively large weighted modes may be predefined or signaled.
  • the relatively weighted modes may be at least one of a vertical direction mode, a horizontal direction mode, and a non-directional mode. These modes may be given the same weight or different weights.
  • the intra prediction mode Pred_mode of the current block may be derived as a weighted sum of the modes i and f using Equation 3 below.
  • the mode f may be a mode in which a relatively large weight is assigned (eg, a vertical direction mode).
  • the weight to be used for the weighted sum may be determined based on the size of the neighboring block. For example, when the size of the block adjacent to the top of the current block is larger than the size of the block adjacent to the left, a larger weight may be given to the intra prediction mode of the block adjacent to the top. Alternatively, a larger weight may be given to an intra prediction mode of a small neighboring block.
  • the non-directional mode may be derived to the intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived using the intra prediction mode of the neighboring blocks except for the non-directional mode.
  • the intra prediction modes of the neighboring blocks are all non-directional modes, the intra prediction modes of the current block may be derived to at least one of the DC mode and the planar mode.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived using a Most Probable Mode (MPM) based on the intra prediction mode of the neighboring block.
  • MPM Most Probable Mode
  • one or more information about the intra prediction mode of the current block may be encoded / decoded.
  • an MPM list may be constructed.
  • the MPM list may include an intra prediction mode derived based on the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the MPM list may include N candidate modes. N is a positive integer and may vary depending on the size and / or shape of the current block. Alternatively, information about N may be signaled through the bitstream.
  • the intra prediction mode of the current block derived using the intra prediction mode of the one or more neighboring blocks may be a candidate mode included in the MPM list.
  • Intra prediction modes of the neighboring block of the sample position may be used.
  • the MPM list may be configured in the order of j, g, planar, DC, l, k, and b.
  • the MPM list may be configured in the order of i, f, Planar, DC, l, k, and b.
  • the overlapping mode may be included only once in the MPM list. If there are overlapping modes and the MPM list is not all filled, additional candidate modes may be included in the list based on the modes included in the list.
  • a mode corresponding to + N or -N (N is a positive integer, for example, 1) of the modes included in the list may be added to the list.
  • at least one mode not included in the list among the horizontal mode, the vertical mode, the 45 degree mode, the 135 degree mode, and the 225 degree mode may be added to the list.
  • An indicator (eg, prev_intra_luma_pred_flag) indicating whether the same mode as the intra prediction mode of the current block exists in the derived MPM list may be encoded in the bitstream or decoded from the bitstream.
  • index information (eg, mpm_idx) indicating which mode among the modes included in the MPM list is encoded in the bitstream or the bitstream. Can be decrypted from.
  • An intra prediction mode of the current block may be derived based on the decoded index information.
  • intra prediction modes not included in the MPM list may be arranged in at least one of ascending and descending order.
  • one or more groups may be configured by selecting one or more of intra prediction modes not included in the MPM list.
  • one group may be configured using a mode corresponding to + N or -N (N is a positive integer, for example, 1, 2, or 3) of the intra prediction mode included in the MPM list.
  • the group may be configured as an on-screen mode corresponding to a predetermined number (eg, 8 and 16), and the mode included in the group may be a mode not included in the MPM list.
  • a predetermined candidate of the derived MPM list may be derived to an intra prediction mode of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived to a mode corresponding to list 0 which is the first of the MPM list.
  • the index corresponding to the predetermined mode in the list may be encoded / decoded to derive the corresponding mode into the intra prediction mode of the current block.
  • one MPM list may be configured for a block having a predetermined size.
  • each of the plurality of sub blocks may use the configured MPM list.
  • an MPM list for the current block may be configured.
  • each of the sub blocks may derive an intra prediction mode for each of the sub blocks using the configured MPM list.
  • MPM lists for sub-blocks generated by dividing blocks of a predetermined size may be configured based on the blocks of the predetermined size, respectively.
  • the MPM list for each subblock in the current block may be configured using the intra prediction mode of the neighboring block of the current block.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived using at least one of the intra prediction mode of the current block derived from the MPM and the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the intra prediction mode of the current block derived using the MPM is Pred_mpm
  • the intra prediction mode of the current block is changed by changing the Pred_mpm to a predetermined mode using one or more intra prediction modes of a neighboring block. Can be derived.
  • Pred_mpm may be increased or decreased by N by comparing the size with the intra prediction mode of the neighboring block.
  • N may be a predetermined integer such as +1, +2, +3, 0, -1, -2, -3, and the like.
  • Pred_mpm may be increased if Pred_mpm is smaller than a statistical value of the intra prediction mode of the neighboring block and / or the intra prediction modes of the one or more neighboring blocks.
  • Pred_mpm may be increased.
  • Pred_mpm may be reduced. Or it may be derived based on the value compared to Pred_mpm and / or Pred_mpm.
  • Pred_mpm + 1 when Pred_mpm is smaller than the mode value of f, Pred_mpm + 1 may be derived to the intra prediction mode of the current block. Alternatively, when Pred_mpm is smaller than the average of f and i, Pred_mpm + 1 may be derived to the intra prediction mode of the current block. Alternatively, when the Pred_mpm is smaller than the average value of f and i, half of the difference between the Pred_mpm and the average value may be increased. For example, Pred_mpm + ⁇ ((f + i + 1) >> 1-Pred_mpm + 1) >> 1 ⁇ can be derived into the intra prediction mode of the current block.
  • the non-directional mode is induced to the intra prediction mode of the current block or the directional mode is the intra prediction mode of the current block. Can be induced.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived through encoding / decoding.
  • the intra prediction mode of the neighboring block may not be used.
  • the intra prediction mode of the current block may be derived by entropy encoding / decoding the bitstream.
  • the intra prediction mode for each of the divided sub blocks may be obtained by using at least one or more methods of deriving an intra prediction mode for the current block. Can be induced.
  • the size of the current block and the size of the sub block may be M ⁇ N.
  • M and N may be the same or different positive integers.
  • the current block or subblock is CTU, CU, SU (signalling unit), QTMax, QTMin, BTMax, BTMin, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, 4x8, 8x16, 16x8, 32x64, 32x8 , 4x32 and the like.
  • QTMax and QTMin may represent the maximum and minimum sizes that can be split into a quart tree, respectively
  • BTMax and BTMin may represent the maximum and minimum sizes that can be split into a binary tree.
  • the size of the sub block may mean a partition structure of the sub block.
  • the size of the sub block may vary depending on the size of the current block.
  • the size corresponding to N equal to the horizontal and vertical sizes of the current block may be the size of the sub block.
  • N may be a positive integer and may be at least one of 2, 4, 8, 16, 32, and 64.
  • the size of the subblock may be 8x8.
  • the size of the sub block may be a predetermined fixed size regardless of the size of the current block.
  • the size of the sub block may be the minimum size regardless of the size of the current block, for example, 4x4.
  • the size of the sub block may be determined based on the partition structure of the neighboring block of the current block. For example, when adjacent neighboring blocks are divided, the size of the sub block may be determined by dividing the current block.
  • the size of the sub block may be determined based on an intra prediction mode of a neighboring block of the current block. For example, the size of the sub block may be determined by dividing the sub block based on a boundary where the intra prediction mode of the neighboring block is different.
  • the size of the sub block may be determined based on encoding parameters of neighboring blocks. For example, the sub-block may be divided and determined based on whether the neighboring block is an intra coded block or an inter coded block.
  • At least one or more of the size of the current block, the size of the sub block, and an N equal value for the current block may be fixed to a predetermined size.
  • the current block may be divided into sub-blocks and induce an intra prediction mode for each sub-block.
  • the intra prediction mode is performed in units of sub-blocks divided into 4 equal parts by the width and length of the CTU. Can be induced.
  • the one or more sub blocks may be divided into blocks of smaller size. For example, when the size of the current block is 32x32 and the size of the subblock is 16x16, one or more subblocks may be divided into smaller blocks such as 8x8, 4x4, 16x8, 4x16, and the like.
  • At least one or more of the size of the current block, the size of the sub block, and an N equal value for the current block may be encoded / decoded.
  • the partition structure of the sub block with respect to the current block may be encoded / decoded.
  • the divided subblocks may have various sizes and / or shapes.
  • an intra prediction mode may be derived for each sub block.
  • An indicator (eg, a flag) indicating that the intra prediction mode of the current block is derived using the intra prediction mode of the neighboring block may be encoded / decoded.
  • the indicator may be Neighboring mode dependent intra prediction (NDIP_flag).
  • the indicator may be encoded / decoded for at least one unit of the current block or subblock.
  • the indicator may be encoded / decoded only when the size of the current block or sub block corresponds to a predetermined size or a predetermined size range.
  • the predetermined size may be 64x64 or BTMax, for example.
  • the current block may be divided into a plurality of sub blocks.
  • the partition structure of the subblock may be predefined or determined by encoding / decoding.
  • the intra prediction mode for the current block or each sub block within the current block may be derived using the intra prediction mode of the neighboring block.
  • at least one or more of prev_intra_luma_pred_flag, mpm_idx, rem_intra_luma_pred_mode, intra_chroma_pred_mode, split_flag, QB_flag, quadtree_flag, binarytree_flag, and Btype_flag of the current block and / or subblock may not be encoded or decoded.
  • Intra prediction mode can be derived.
  • prev_intra_luma_pred_flag, mpm_idx, rem_intra_luma_pred_mode, intra_chroma_pred_mode, split_flag, QB_flag, quadtree_flag, binarytree_flag, and Btype_flag of the subblock may not be encoded / decoded.
  • information related to at least one or more of the intra prediction mode of the current block or the sub-block and the split information of the sub-block may be encoded / decoded.
  • the intra prediction mode for the first sub block among the sub blocks in the current block may be derived in a manner different from the remaining sub blocks.
  • the first sub block may be one of a plurality of sub blocks in the current block.
  • the first sub block may be the first sub block in the Z scan order.
  • the intra prediction mode of the first subblock may mean an initial mode.
  • the initial mode may be derived in another way.
  • Another method for deriving the initial mode may be at least one of a method of deriving an intra prediction mode according to the present invention.
  • a mode existing in the Nth (eg, first) of the MPM list may be derived as the initial mode.
  • a mode that most frequently occurs among intra prediction modes of one or more blocks existing around the current block may be derived as the initial mode.
  • the intra prediction mode encoded / decoded with respect to the current block may be derived as the initial mode.
  • the intra prediction mode encoded / decoded with respect to the first subblock may be derived as the initial mode.
  • an intra prediction mode of one or more sub blocks may be derived in any order.
  • the random order may be a scanning order and may correspond to at least one of raster scan, upright scan, vertical scan, horizontal scan, diagonal scan, and zigzag scan.
  • the number of subblocks for inducing the intra prediction mode according to the scanning order may be one or more.
  • the random order may be adaptively determined according to the intra prediction mode of the neighboring block.
  • a reference sample used for prediction may be configured.
  • the reference sample may be constructed using one or more reconstructed samples or sample combinations around the current block.
  • filtering may be applied to construct the reference sample.
  • each of the reconstructed samples on the plurality of reconstructed sample lines may be used as a reference sample.
  • the reference sample may be configured after inter-sample filtering on the same reconstructed sample line.
  • a reference sample may be configured after filtering between samples on different reconstructed sample lines.
  • the configured reference sample may be represented by ref [m, n], a reconstructed sample around the sample, or a filtered sample thereof as rec [m, n]. In this case, m or n may be a predetermined integer value.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating surrounding reconstructed sample lines that can be used for in-picture prediction of a current block.
  • the plurality of reconstructed sample lines may be, for example, one or more reconstructed sample lines adjacent to the left and / or top of the current block.
  • One or more reference samples may be constructed using the one or more reconstructed sample lines.
  • at least one reconstructed sample line among a plurality of reconstructed sample lines adjacent to the left and / or the top of a 4 ⁇ 4 current block may be selected to configure a reference sample for intra picture coding of the current block. have.
  • the left and top reference samples may be configured using the same or different reconstructed sample lines.
  • reference samples of the current block in the directional prediction mode except for the horizontal, vertical and / or diagonal directions, reference samples of the current block may be configured using one or more reconstructed samples existing on one reconstructed sample line. .
  • the size of the current block is W (horizontal) x H (vertical)
  • the closest top left reference sample relative to that sample position The relative position of can be set to (-1, -1).
  • a weighted sum of the surrounding one or more reconstructed samples may be used. In this case, the distance from the reconstructed sample to the current block and the direction according to the intra prediction mode of the current block may be considered.
  • the reference when constructing a reference sample for the current coding block using one or more reconstructed sample lines adjacent to the current block, the reference is assigned by assigning different weights according to the distance from the current block and the directionality according to the intra prediction mode.
  • Samples can be constructed. Equation 4 below shows an example of constructing a reference sample using weighted sum using two reconstructed sample lines adjacent to the current block.
  • the weighted summation may be performed based on information of the current block (intra-prediction mode, size, shape and / or splitting information) and / or information of neighboring blocks (intra-prediction mode, size, shape, splitting information, etc.). have.
  • selection of a filter eg, 3-tap filter, 5-tap filter, 7-tap filter, and / or N-tap filter
  • applied to the weighted sum may be performed in consideration of at least one or more of the above information.
  • the reference sample may be configured using at least one of an average value, a maximum value, a minimum value, a median value, and a mode value of the plurality of reconstructed samples based on at least one of a distance from the current block or an intra prediction mode.
  • the plurality of reconstructed samples used at this time may be reconstructed samples filtered on each reconstructed sample line or a different reconstructed sample line.
  • the reference sample may be configured based on a change (variation amount) of values of a plurality of consecutive reconstructed samples on the same reconstructed sample line and / or different reconstructed sample lines.
  • an intra-prediction block for the current coding block may be configured by assigning different weights according to the distance and / or direction from the current block using one or more reconstructed sample lines adjacent to the current block. For example, when there are four or more reconstructed sample lines adjacent to the current block, all four reconstructed sample lines are available, and the prediction direction in the screen of the current block is the upper left diagonal direction (45 degrees), shown in FIG. 9. As shown, the weighted sum of the four reconstructed samples (rec [-4, -4], rec [-3, -3], rec [-2, -2], rec [-1, -1]) Can be used to derive the predicted sample Pred (0,0) for the sample position (0, 0) in the current block.
  • the tap-length of the filter to which the weighting is applied may be equal to or different from the number of one or more reconstructed sample lines used. For example, in the example shown in FIG. 9, pred (0,0) can be derived using Equation 5 below.
  • the sum of the weights w1 to w4 may be 1 or may not be 1.
  • each weight may be positive or negative.
  • the shift operation may be performed to avoid the rounding error due to the decimal operation.
  • the weight w1 may be 1, w2 may be 2, w3 may be 5, and w4 may be 8.
  • a shift of 4 and an offset of 8 (1 ⁇ (shift-1)) may be applied.
  • one or more reconstruction samples rec [-1, -1], rec [-2, -2], rec [-3, -3], rec [-4, -4]) may perform reference sample filtering using at least one or more reconstructed samples on each reconstructed sample line or a different reconstructed sample line, and then calculate a weighted sum using the filtered values.
  • the reference sample filtering may include at least one of information of the current block (intra prediction mode, size, shape and / or split information) and / or information of neighboring blocks (intra prediction mode, size, shape and / or split information). It may be performed by selectively applying any filter (eg, at least one or more of 3-tap filter, 5-tap filter, 7-tap filter, N-tap filter) based on the information.
  • one or more reconstructed samples on the reconstructed sample line are considered in consideration of the distance from the current block and / or the direction according to the intra prediction mode.
  • the prediction sample may be configured using at least one of the average value, the maximum value, the minimum value, the median value, or the mode of the field.
  • the reconstructed samples on the plurality of reconstructed sample lines used in this case are subjected to reference sample filtering on each reconstructed sample line or a different reconstructed sample line, and then, using the filtered values, an average value, a maximum value, Minimum, median or mode values can be calculated.
  • the intra prediction may be performed based on the information obtained here.
  • at least one or more of the position information (m, n) for the block similar to the current block may be implicitly induced by entropy encoding / decoding or by performing the same process by the decoder and the encoder.
  • the prediction block most similar to the current block can be predicted from the reconstructed samples, and the residual signal for the current block is generated using the difference value between the current block and the most similar prediction block found from the current block and surrounding reconstruction samples. Can be.
  • a prediction block most similar to the current block may be derived from a reconstruction sample, and then one or more reconstruction sample lines around the derived reconstruction sample may be used as a reference sample for the current block.
  • the reference sample for the current block may be derived using at least one of one or more reference sample lines for the current block and one or more reference sample lines around the prediction block most similar to the current block derived from the reconstruction sample.
  • a reference sample for the current coding block may be configured by a sum of weights of the reference sample lines.
  • a top reference sample for the current block may be configured from one reference sample line selected from one or more reference sample lines allowed for the current block. It is also possible to construct a left reference sample for the current block from one reference sample line selected from one or more reference sample lines around the prediction block most similar to the current block derived from the reconstructed sample.
  • the selected one reference sample line may be a reference sample line determined to be optimal among one or more reference sample lines.
  • the first residual signal is obtained by performing intra prediction on the current block
  • the second residual signal is obtained by applying the optimal intra prediction mode obtained at this time to the prediction block most similar to the current block derived from the reconstructed sample. May be obtained, and a residual signal for the current block may be generated using a difference value between the first residual signal and the second residual signal.
  • the length of the reference sample line may be different for each reconstructed sample line.
  • the reconstructed sample line n may be configured to be longer or shorter by m samples than the reconstructed sample line n-1.
  • each of the reference sample lines may be reconstructed by being shifted according to an intra prediction mode. For example, when a reference sample does not exist at a position referred to by the intra prediction mode, the reference sample line may be shifted so that the reference sample may be located. Which reference sample line is shifted or how much to shift may be determined based on the prediction mode, the prediction angle and / or the position of the reference sample line in the picture.
  • information on whether to construct a reference sample using only the nearest reference sample line or a reference sample using a plurality of reference sample lines may be encoded / decoded.
  • the information may be encoded / decoded at at least one of sequence, picture, slice, tile, CTU, CU, PU, and TU levels.
  • information about the availability of the plurality of reference sample lines may be signaled at a higher level.
  • a reference sample may be selected for in-picture prediction for the current block. For example, reference samples of the left and / or top immediately adjacent to the current block may be used. Alternatively, all available reconstructed samples existing in the previously reconstructed left column and / or the top row may be searched to construct optimal reference samples for the current block.
  • each grating represents one sample, and the shade of each grating may represent a sample value of the corresponding sample. That is, gratings with similar shades may correspond to samples with similar sample values.
  • the reference sample located at the top of the current block may have a relatively low correlation with the current block.
  • reference samples having a high correlation with the current block may be searched from all available reconstructed samples located in the top row of the current block.
  • the searched high correlation reference samples it is possible to reconstruct the top reference sample of the current block or all the reference samples necessary for the intra prediction of the current block.
  • reference samples from position a to position b of the top row may be searched as reference samples having a high correlation. Thereafter, as shown in (b) of FIG. 10, by moving the reference samples with the searched high correlation, it is possible to reconstruct the top reference sample of the current block.
  • the information about the shifting of the reference sample may have a positive integer value or a negative integer value.
  • the default value of the information about the movement of the reference sample may be zero.
  • Information about the movement of the reference sample may be encoded / decoded or implicitly derived in the decoder / decoder.
  • the information about the movement of the reference sample is negative. It can have a value.
  • the information about the movement of the reference sample may have a positive value.
  • the information may have opposite negative signs.
  • a negative sign may be determined based on any reference sample position other than the (-1, -1) position.
  • the unit of shifting of the reference sample is encoding information of at least one of prediction mode, block size, shape, and / or transform unit size, shape, and / or splitting information of the current block and / or neighboring blocks. It can be determined according to. For example, the movement of the reference sample may be performed by one pixel unit or by arbitrary pixels.
  • the optimum of the current block using a predetermined unit within an arbitrary search range around (-1, -1) Top reference samples can be constructed.
  • the predetermined unit may be at least one of, for example, one pixel unit and a unit based on a size of a block.
  • the unit based on the size of the block may be, for example, 1/2 or 1/4 of the size of the block.
  • the block may be any type of block including a transform block.
  • the search range may be an area including all of the top reconstructed samples available for the current block.
  • the search range can be defined in the encoder / decoder.
  • information about the search range may be encoded / decoded, or implicitly derived by the same method in the decoder.
  • the size of the current block is 8x8, and the shifting unit may be 4, which is 1/2 of the current block size.
  • the encoder / decoder may reconstruct optimal top reference samples while shifting by 4 pixels within the set search range.
  • the information about the movement of the reference sample may have a value of 1.
  • the information about the movement of the reference sample may have a value of two.
  • the size of the transform unit of the current block is 8x8, and the shifting unit may be 2, which is 1/4 of the size of the current transform unit.
  • the encoder / decoder may reconstruct optimal top reference samples while shifting by 2 pixels within the set search range. At this time, in order to encode the movement in units of one pixel (the movement by two pixels), the information about the movement of the reference sample may have a value of 1.
  • each grating represents one sample, and the shade of each grating may represent a sample value of the corresponding sample. That is, gratings with similar shades may correspond to samples with similar sample values.
  • a reference sample positioned to the left of the current block may have a relatively low correlation with the current block.
  • reference samples having a high correlation with the current block may be searched from all available reconstructed samples located in the left column of the current block. Using the searched high correlation reference samples, it is possible to reconstruct the left reference sample of the current block or all reference samples necessary for the intra prediction of the current block.
  • reference samples from a to b positions in the left column may be searched as reference samples having a high correlation. Thereafter, as shown in (b) of FIG. 11, the left reference sample of the current block can be reconstructed by moving the reference samples having the searched high correlation.
  • the information about the shifting of the reference sample may have a positive integer value or a negative integer value.
  • the default value of the information about the movement of the reference sample may be zero.
  • Information about the movement of the reference sample may be encoded / decoded or implicitly derived in the decoder / decoder.
  • the information about the movement of the reference sample is negative. It can have a value.
  • the information about the movement of the reference sample may have a positive value.
  • the information may have opposite negative signs.
  • a negative sign may be determined based on any reference sample position other than the (-1, -1) position.
  • the unit of shifting of the reference sample is encoding information of at least one of prediction mode, block size, shape, and / or transform unit size, shape, and / or splitting information of the current block and / or neighboring blocks. It can be determined according to. For example, the movement of the reference sample may be performed by one pixel unit or by arbitrary pixels.
  • the optimum of the current block using a predetermined unit within an arbitrary search range around (-1, -1) Left reference samples can be constructed.
  • the predetermined unit may be at least one of, for example, one pixel unit and a unit based on a size of a block.
  • the unit based on the size of the block may be, for example, 1/2 or 1/4 of the size of the block.
  • the block may be any type of block including a transform block.
  • the search range may be an area including all left reconstructed samples available for the current block.
  • the search range can be defined in the encoder / decoder.
  • information about the search range may be encoded / decoded, or implicitly derived by the same method in the decoder.
  • the size of the current block is 8x8, and the shifting unit may be 4, which is 1/2 of the current block size.
  • the encoder / decoder may reconstruct optimal left reference samples while shifting by 4 pixels within the set search range.
  • the information about the movement of the reference sample may have a value of 1.
  • the information about the movement of the reference sample may have a value of two.
  • the size of the transform unit of the current block is 8x8, and the shifting unit may be 2, which is 1/4 of the size of the current transform unit.
  • the encoder / decoder may reconstruct optimal left reference samples while shifting by 2 pixels within the set search range. At this time, in order to encode the movement in units of one pixel (the movement by two pixels), the information about the movement of the reference sample may have a value of 1.
  • Shifting of the reference sample with respect to the current block may apply only to available reconstructed samples located in the top row, or only to available reconstructed samples located on the left column. Or, apply to the available reconstructed samples located in the top row and left column. In addition, shifting of the reference sample may be applied to at least one signal component among luminance and chrominance components.
  • Shifting of the reference sample with respect to the current block may be applied simultaneously for the available reconstructed samples located on the left and / or top.
  • the movement in the positive direction may mean that the reconstructed sample located at the top moves to the right and the reconstructed sample located at the left moves to the top based on the same shifting information.
  • reference sample reconstruction by shifting the reference sample may be applied.
  • shifting of the reference sample according to the present invention for each reconstructed sample line is at least one of a top and a left direction.
  • the above can be applied to reconstruct the reference sample.
  • the encoder may construct a reference sample for the current block from any reconstructed sample line for which the RD based cost function is minimum.
  • the reference sample when reconstructing a reference sample for the current block using one or more reconstructed sample lines, the reference sample may be reconstructed by applying shifting of the reference sample within an area formed by the one or more reconstructed sample lines. have. For example, if the top and / or left reconstruction samples are available up to four lines, then the optimal top and / or left reference samples for the current block can be searched for within the region comprised by the four reconstruction samples lines. have.
  • information eg, motion information
  • horizontal and / or vertical shifting may be transmitted by being encoded / decoded or implicitly derived by the decoder / decoder.
  • the reconstructed reference samples are divided into arbitrary units (pixels or arbitrary block size units), and different reconstructed samples for each unit (section).
  • the reference sample can be reconstructed from the line.
  • a shift of the reference sample can be performed if all the reference samples needed in the current block are available at the shifted position. Or if all or some of the reference samples needed in the current block are not available at the shifted position, the reference sample may be shifted after padding the unusable reference samples using the surrounding available reference samples. Can be. For example, if all or part of the reference sample is located outside the boundaries of the picture, tile, slice, CTU and / or CU, the reference sample may be determined to be unavailable.
  • the reference samples for the current coding block may be reconstructed by exchanging and / or replacing reference samples in units of one or more reference samples.
  • each grating represents one sample, and the shade of each grating may represent a sample value of the corresponding sample. That is, gratings with similar shades may correspond to samples with similar sample values.
  • exchange or replacement of the reference samples may be performed for the A and B sections each including four pixels.
  • the exchange or replacement of the reference sample may be performed to reconstruct the reference sample having a high correlation with the current block.
  • the values of the section A may be replaced by the values of the section B.
  • FIG. Alternatively, the reference samples of the interval A and the reference samples of the interval B may be exchanged.
  • the current block may be divided into one or more prediction blocks according to the size and / or shape of the current block. By splitting the prediction blocks with reference to the same reference sample, the intra prediction for one or more prediction blocks in the current block may be processed in parallel.
  • FIG. 13 is a diagram for describing an embodiment of encoding / decoding a plurality of prediction blocks generated by dividing a current block.
  • a current block of size 8x8 may be divided into two prediction blocks of size 8x4.
  • intra prediction may be performed on the second prediction block by using the same reference sample as the upper reference sample of the first prediction block.
  • the inside / decoding of the screen for the first prediction block and the second prediction block may be performed at the same time.
  • FIG. 14 is a diagram for describing another embodiment of encoding / decoding a plurality of prediction blocks generated by dividing a current block.
  • the upper reference sample for the first prediction block may have a low correlation for the second prediction block.
  • the top reference sample for the first prediction block is compensated and then referred to as the top reference sample for the second prediction block.
  • encoding / decoding of the second prediction block may be performed based on a reference sample that compensates for the upper reference sample used in the first prediction block.
  • a compensation value used for compensation may be calculated from surrounding reconstructed samples.
  • the compensation value may be used as it is or after being scaled to any size according to the same rules in the sub / decoder.
  • the above-described method may also be used when performing intra prediction on one or more blocks in parallel. For example, assuming that each of the prediction blocks shown in FIGS. 13 and 14 is one block 8x4, intra prediction may be performed in parallel using the same reference sample according to the above-described method. .
  • the upper right reference sample of the second prediction block may not be available.
  • the upper right reference sample of the first prediction block may be copied and used.
  • a reference sample for the second prediction block may be derived.
  • the compensation value used for the compensation may be a difference value A calculated from surrounding reconstructed samples or a scaled difference value A '.
  • the surrounding reconstructed samples used for the calculation of the compensation value and / or the scaling factor used for the scaling are the shape, size, and size of the current block, the first and / or second prediction block, and the like.
  • the location may be determined based on the location, the location of any reference sample and / or the location of the currently predicted sample.
  • the current block may be split into one or more prediction blocks in the vertical direction.
  • a left reference sample of the second prediction block is derived from a left reference sample of the first prediction block, similarly as described with reference to FIGS. 13 and 14. can do.
  • compensation may be performed on the left reference sample of the first prediction block.
  • the compensation value used for the compensation may be a horizontal difference value or a scaled difference value of the surrounding reconstructed sample.
  • the intra prediction mode for the current block may be determined as an encoding mode in which a cost function value according to rate-distortion optimization is minimized.
  • Information indicating that the reference sample and / or the prediction sample is constructed by at least one or more of the various methods described above may be encoded / decoded or implicitly derived in the decoder / decoder.
  • explicitly encoding / decoding information about shifting of a reference sample at least one of the following entropy encoding methods may be used.
  • it may be finally encoded / decoded into CABAC (ae (v)).
  • an availability determination and / or padding of a block including the reference sample may be performed. For example, when a block including a reference sample is available, the corresponding reference sample may be used. On the other hand, if the block containing the reference sample is not available, one or more surrounding reference samples may be used to pad and replace the unused reference samples.
  • the reference sample exists outside at least one of a picture, a tile, a slice, a coding tree block (CTB), and a predetermined boundary, it may be determined that the reference sample is not available.
  • CTB coding tree block
  • CIP constrained intra prediction
  • FIG. 15 is a diagram for describing a method of replacing an unavailable restoration sample by using an available restoration sample.
  • the surrounding available reconstructed samples may be used to replace the unavailable samples. For example, as shown in FIG. 15, when there are available and unavailable samples, one or more available samples may be used to replace the unavailable samples.
  • the sample value of the insoluble sample may be replaced with the sample value of the available sample in a predetermined order.
  • the soluble sample used to replace the insoluble sample may be a soluble sample adjacent to the insoluble sample. If there are no adjacent available samples, the first appearing or closest available sample may be used.
  • the replacement order of the unavailable sample may be, for example, the order from the bottom left to the top right. Alternatively, the order may be from the upper right to the lower left. Or in the order of the upper left and / or lower left at the upper left corner. Or from the upper right corner and / or the lower left corner to the upper left corner.
  • the replacement of the unavailable sample may be performed in the order of the upper right sample starting from 0, which is the lower left sample position.
  • the first four unavailable samples may be replaced with the value of the first appearing or nearest available sample a.
  • the next thirteen unavailable samples can be replaced with the value of the last available sample b.
  • the insoluble sample can be replaced using a combination of available samples.
  • the average value of the available samples adjacent to both ends of the insoluble sample can be used to replace the insoluble sample.
  • the first four unavailable samples can be filled with the value of the available sample a
  • the next thirteen unavailable samples can be filled with the average value of the available samples b and c.
  • thirteen unavailable samples can be replaced with any value between the sample values of available samples b and c.
  • the unavailable samples can be replaced with different values.
  • an insoluble sample may be replaced with a value closer to the value of a as it becomes closer to available sample a.
  • an unavailable sample can be replaced with a value closer to the value of b as it approaches the available sample b. That is, based on the distance from the insoluble sample to the available samples a and / or b, the value of the insoluble sample can be determined.
  • One or more of a plurality of methods including the above methods may optionally be applied for the replacement of an insoluble sample.
  • the alternative method of the unavailable sample may be signaled by information included in the bitstream, or a method predetermined by the encoder and the decoder may be used.
  • an alternative method of insoluble sample can be derived by a predetermined method.
  • an alternative method of insoluble samples can be selected based on the difference between the values of available samples a and b and / or the number of insoluble samples.
  • an alternative method may be selected based on the difference between the values of the two available samples and the threshold and / or the comparison of the number and threshold of the unavailable samples. For example, if the difference between the values of the two available samples is greater than the threshold and / or the number of unavailable samples is greater than the threshold, the unavailable samples may be replaced to have different values.
  • the selection of an alternative method of insoluble sample may be performed in predetermined units. For example, a method of replacing unavailable samples may be selected for at least one or more units of video, sequence, picture, slice, tile, coding tree unit, coding unit, prediction unit, transform unit. At this time, the selection of the alternative method of the unavailable sample may be based on the information signaled in the predetermined unit or may be derived in the predetermined unit. Alternatively, a method predetermined by the encoder and the decoder may be applied.
  • FIG. 16 is a diagram for describing another method of replacing an unavailable restoration sample by using an available restoration sample.
  • the size of the current block is 8 ⁇ 8
  • eight samples included in the C block located at the top right of the top reference samples are unusable samples.
  • eight unavailable samples may be replaced using b, which is a sample value of the available sample closest to the eight unavailable samples.
  • any b 'value may be used instead of the b value to replace eight unavailable samples.
  • Any b 'value may be derived based on, for example, the gradient of the reference samples included in the B block.
  • the following pseudo code can be used for the calculation of the b 'value.
  • an average of reference samples included in a B block may be calculated.
  • the size of the current block is 8x8, the calculation of the average of the eight reconstructed samples on the top of the current block may be used.
  • b ' may be derived in consideration of the gradient between the calculated mean and the sample value b.
  • b ' may be derived by reflecting the decrease value in the sample value b. If the difference value is less than 0, the values of the eight reference samples belonging to the B block may be gradually increased. Therefore, b 'may be derived by reflecting the increase value in the sample value b.
  • the average (avg.) In the pseudo code may be the average of available reference samples corresponding to the horizontal size of the current block. That is, in FIG. 16, the average may be the average of eight reference samples belonging to the B block. However, the number of reference samples used for calculating the average is not limited to this. For example, in FIG. 16, the average may be calculated using at least one reference sample among eight reference samples belonging to the B block. For example, the average may be the average of K available reference samples located near the unavailable reference sample. For example, the average may be obtained using only four reference samples positioned to the right of eight reference samples belonging to the B block.
  • the difference value may be obtained using at least one reference sample among eight reference samples belonging to the B block.
  • the at least one reference sample for obtaining the difference value may be P available reference samples located near the unavailable reference sample.
  • an average value of P reference samples may be used as the difference value.
  • the number P of available reference samples for obtaining the difference value may be smaller than the number K of available reference samples for obtaining the average.
  • the statistical value may be, for example, one or more of a weighted average value, a maximum value, a minimum value, a median value, or a mode value. If a weighted average value is used, the weight may be determined based on the location of each of the available reference sample and / or the unavailable reference sample. For example, the weight may be inversely proportional to the distance between the available reference sample and the unavailable reference sample.
  • the b 'value may be obtained by compensating the gradient corresponding to the delta to the sample value b of the available reference sample.
  • the compensation value used for the compensation may be a difference value (delta) or a value (scaled_delta) obtained by scaling the difference value using an arbitrary scaling factor. scaled_delta may be larger or smaller than delta.
  • втори ⁇ и samples located at the lower left of the current block may be replaced with a which is a sample value of the available reference sample.
  • eight unavailable reference samples positioned at the lower left of the current block may be replaced with a 'values.
  • the methods can be applied for both the top and left reference samples or only for any direction. Any direction to which the methods are applied may be determined based on encoding information including the size, shape of the current block, and intra prediction mode.
  • the upper right or lower left unavailable reference samples may be replaced by a 'or b' values in a batch.
  • different values may be applied to each of the unavailable reference samples by gradually scaling the first obtained delta.
  • the padding method may be adaptively applied even when using one or more reconstructed sample lines adjacent to the current block.
  • 17 is an exemplary diagram for describing padding of a reference sample when using one or more reconstructed sample lines.
  • a reference sample located at the upper right or lower left may not be available for each reconstructed sample line.
  • the optimal reconstructed sample line may be set as the reference sample of the current block in terms of RD.
  • the reconstructed sample in the dotted box may not be available.
  • a reference sample located at the upper right or lower left is not available. can do.
  • At least one of four available reconstructed samples in the thick solid line box at the top right of the current block may be used to generate an unavailable reference sample located at the top right of the current block.
  • the non-reference sample may be padded using at least one of a maximum value, a minimum value, a median value, an average value, a weighted average value, and a mode value of the N available reconstructed samples in the thick solid line box at the upper right end.
  • N may be, for example.
  • an unavailable reference sample located at the bottom left of the current block may use at least one of four available reconstruction samples in the thick solid line box at the bottom left of the current block.
  • one or more of any available reconstruction samples may be used with or without the available reconstruction samples in the thick solid line to generate an unavailable reference sample.
  • whether to apply filtering and / or filter type may be differently determined based on at least one or more of an intra prediction mode, a size and / or a shape of a block of the current block.
  • filtering may be applied to at least one of luminance and chrominance components.
  • whether to apply filtering to the plurality of reference sample lines may be determined differently.
  • the filtering may be applied to the adjacent first reference sample line and the filtering may not be applied to the second reference sample line.
  • both filtered and unapplied values may be used for the same reference sample.
  • At least one or more of a 7-tap filter and an N-tap filter may be selected and applied differently.
  • N may be an integer.
  • the filtered reference sample values of the reference samples replaced with the same value may all be the same. Can be.
  • the filtered reference sample values are all the same, if the intra prediction of the current block is performed using the weighted sum of the corresponding reference sample values, the same prediction sample value can always be obtained. Therefore, in this case, the amount of computation in the encoder may be simplified by omitting the reference sample filtering and / or the prediction sample value derivation process.
  • 18 is a diagram for describing filtering of a reference sample including a padded unavailable reference sample.
  • FIG. 18 shows adjacent left and top reference samples in a one-dimensional array.
  • padded lower left and upper right reference samples may not be filtered.
  • the padded lower left samples are included in the A block
  • the padded upper right samples are included in the B block.
  • the filtering may be performed on the remaining reference samples except the padded reference samples of the lower left and upper right.
  • the filtering may be performed using a 3-tap filter according to at least one of information of the current block and / or neighboring blocks (intra-prediction mode, block size, shape, size of transform unit, and / or splitting information). At least one or more of a -tap filter, a 7-tap filter, and an N-tap filter may be differently selected and applied. In this case, N may be an integer.
  • the size of the one-dimensional array is (4 * nTbs + 1), where nTbs may correspond to the length of the horizontal or vertical length of the current block or transform block.
  • 19 is a diagram for describing filtering of a reference sample including an unusable reference sample. For example, if the size of the current block is 8x8, and the lower left reference sample in the A block and the upper right reference sample in the B block are unavailable reference samples, neighboring available reference sample values are used to make the unusable reference samples the same value. Can be replaced.
  • FIG. 19A an example in which all reference samples are filtered including padded reference samples is illustrated.
  • FIG. 19B illustrates an example in which reference samples other than the padded reference samples are filtered.
  • reference sample filtering may not be performed on the reference sample replaced with the same value.
  • the reference sample filtering may be applied only to the remaining reference samples except the reference sample included in the A or B block.
  • the reference sample filtering may be applied only to the reference samples except for the outermost left and / or right reference samples among the remaining reference samples except the reference sample included in the A or B block.
  • the filtering may be performed using a 3-tap filter according to at least one of information of the current block and / or neighboring blocks (intra-prediction mode, block size, shape, size of transform unit, and / or splitting information). At least one or more of a -tap filter, a 7-tap filter, and an N-tap filter may be differently selected and applied. In this case, N may be an integer.
  • in-screen prediction can be performed using the same reference sample value after replacing unavailable reference samples with the same value using the available reference sample value, in which case the weighted sum according to distance and / or direction The calculation process can be omitted.
  • the method described with reference to FIG. 19 may be applied when each reconstructed sample line includes an unavailable reference sample.
  • information for indicating this may be encoded / decoded or implicitly derived from the decoder / decoder.
  • information for indicating this may be encoded / decoded or implicitly derived from the decoder / decoder.
  • the information is explicitly encoded / decoded, at least one of the following entropy encoding methods may be used. It can also be finally encoded / decoded using CABAC (ae (v)) after binarization.
  • An intra prediction may be performed on the current block or sub block based on the derived intra prediction mode and a reference sample.
  • the current block may mean a sub block.
  • the intra prediction for example, a non-directional intra prediction may be performed.
  • the non-directional mode may be, for example, at least one of a DC mode and a planar mode.
  • intra prediction may be performed using an average value of one or more reference samples among the configured reference samples.
  • filtering may be applied to one or more prediction samples located at the boundary of the current block.
  • the average value may be one or more, and prediction may be performed using different average values according to the predicted sample position.
  • the reference sample used may vary according to at least one of the size or shape of the current block. For example, when a block size is larger than a predetermined size, one adjacent reference sample line may be used, and when smaller than the predetermined size, two adjacent reference sample lines may be used.
  • the intra prediction may be performed using a weighted sum considering the distance from the at least one reference sample configured according to the position of the prediction target sample in the scene of the current block.
  • the directional intra prediction may be performed.
  • the directional mode may be, for example, at least one of a horizontal mode, a vertical mode, and a mode having a predetermined angle.
  • the intra prediction may be performed using one or more reference samples existing on the horizontal and / or vertical lines at the positions of the prediction target samples in the picture.
  • the intra prediction may be performed using one or more reference samples existing on and around the predetermined angle at the position of the sample to be predicted in the screen.
  • N reference samples may be used.
  • N may be a positive integer of 2, 3, 4, 5, 6, etc.
  • an N-tap filter such as a 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, 6-tap filter
  • Intra-prediction can be performed.
  • one or more reference sample lines may be used, and the filter type applied to each line may be different.
  • An intra prediction may be performed by calculating a weighted average of values obtained by applying a filter to each of the lines.
  • the number of reference sample lines used for the directional prediction may vary depending on at least one of the directional mode and the size and shape of the current block.
  • intra prediction may be performed based on the location information.
  • the location information may be encoded / decoded, and the reconstructed sample block at the location may be derived into a prediction block in the screen of the current block.
  • the decoder may search for a block similar to the current block and derive the found block to a prediction block in the screen of the current block.
  • the intra prediction may be performed based on the luminance and / or the color difference signal.
  • an intra prediction of the color difference signal may be performed using the reconstructed luminance signal of the current block.
  • an intra prediction may be performed on another color difference signal Cr by using the restored one color difference signal Cb of the current block.
  • Intra-prediction may be performed by combining one or more of the above-described various intra-prediction methods.
  • an intra prediction block for the current block may be configured through a weighted sum of blocks predicted using a predetermined non-directional prediction mode and blocks predicted using a predetermined directional prediction mode. have.
  • the weight may be differently applied according to at least one or more of the prediction mode, the size, the shape of the block, and / or the location of the sample of the current block.
  • the prediction block may be obtained through a weighted sum of a value predicted using the intra prediction mode for the current block and a value predicted using the predetermined mode in the MPM list. Can be configured.
  • intra prediction may be performed using one or more reference sample sets. For example, an intra prediction may be performed on the current block through a weighted sum of blocks predicted in the screen as reference samples without filtering to the configured reference samples and blocks predicted in the screen as reference samples to which filtering is applied. Can be.
  • the filtering process using the reconstructed samples of the surroundings may be performed.
  • the filtering process may or may not be performed according to at least one of the prediction mode, the size, the shape of the block, and / or the location of the sample of the current block.
  • the filtering process may be included in a process of performing the intra prediction, and may be performed as one step.
  • the intra-prediction mode is performed by dividing the current block into sub-blocks and deriving the intra prediction mode for each sub block using the intra prediction mode of the neighboring block, and applying filtering to each sub block in the current block.
  • filtering can do.
  • a low-pass filter may be applied to the entire current block.
  • a filter may be applied to samples located at the boundary of each subblock.
  • a filter may be applied to the prediction block or the reconstructed block of each sub block, and one or more samples of the sub block to which the filter is applied may be used to perform intra prediction on a subsequent sub block.
  • each subblock may mean at least one of a sub / decoding block, a prediction block, and a transform block.
  • the intra prediction mode and / or the intra prediction may be performed for the prediction block which is each sub block.
  • each 8x8 or 4x4 block may mean a transform block and an intra prediction on the additionally divided block using the intra prediction mode of the 16x16 block. Can be performed.
  • the current block may be encoded / decoded using at least one of N directional modes.
  • N may be a positive integer including 33, 65, and the like.
  • the configured reference sample may be reconstructed according to the directional prediction mode.
  • the directional prediction mode is a mode that uses both reference samples existing on the left side and the upper side
  • one-dimensional array may be configured for the reference sample on the left side or the top side.
  • 20 is a view for explaining one embodiment of generating a one-dimensional array (1-D reference sample array, p 1, ref) of the reference sample from P ref.
  • one or more of the reference samples present on the left side may be used to construct a one-dimensional array of the upper reference sample.
  • the sample used to configure the upper reference sample among the left reference samples may vary according to the directional mode.
  • the left reference sample may be moved to form an upper reference sample, or a weighted sum of one or more left reference samples may be used to construct an upper reference sample.
  • interpolated prediction of a real unit may be performed. For example, based on the angular parameter (intraPredAngle) corresponding to each directional prediction mode, the offset (iIdx) and / or weight (iFact) values for predictive sample interpolation according to the sample position in the current block are shown below. You can also decide together.
  • the offset and the weight for the directional mode having a vertical direction may be determined as in Equation 7 below.
  • the prediction sample value may be determined differently according to the iFact value of Equation 7. For example, if iFact is not 0, the prediction position in the reference sample P 1, ref is a real unit rather than a full sample location. Accordingly, a prediction sample value at the target sample (x, y) location may be generated using a plurality of reference samples adjacent to the real location (eg, two reference samples adjacent to the left and right) as shown in Equation 8 below. In this case, the plurality of adjacent reference samples may be four or six adjacent to the left and right.
  • a prediction sample value may be generated using Equation 9 below.
  • the 3-tap [1/4: 2/4: 1/4] filter may be applied using the reference samples P 1, ref and the reference samples existing on the left and right.
  • filtering may not be performed on the reference sample.
  • interpolation prediction for the reference sample may not be necessary.
  • a process of configuring a 1D array for the reference samples may not be necessary.
  • intra prediction may be performed by calculating a weighted sum considering a distance from one or more reference samples configured according to the location of the prediction target sample in the screen of the current block.
  • 21 is a diagram for explaining intra prediction according to an embodiment of the present invention.
  • the current block may be an 8x8 block, and the intra prediction mode may be a planar mode.
  • the weighted sum of the upper right reference sample TR and the lower left reference sample BL of the current block may be used to derive the lower right sample K in the current block.
  • the weighted summation may be performed according to at least one of information of the current block and / or neighboring blocks (intra prediction mode, block size, shape, size of transform unit and / or split information).
  • sample K was derived using a weighted sum of TR and BL, but is not limited thereto.
  • sample K can be derived through the mean, minimum, maximum, or any weighted sum of TR and BL.
  • samples included in the lower row in the current block (A block) are replaced with BL, and samples included in the right column (B block) are replaced with TR, and then any position in the current block (
  • the predicted sample of x, y) may be predicted by a weighted sum based on the position of each sample. In this case, for example, Equation 10 below may be used.
  • the samples included in the bottom row of the current block (A block) are weighted according to the distance of BL and K
  • the samples included in the right column (B block) are TR and It can be derived as a weighted sum according to the distance of K
  • the sample to be predicted at any position (x, y) in the current block may be predicted by a weighted sum based on the position of each sample. In this case, for example, Equation 10 may be used.
  • the weighted sum according to the distance of TR and K and the weighted sum according to the distance of BL and K may be used, respectively.
  • 22 is a diagram for describing intra prediction according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • intra prediction using a planar mode and a DC mode may be performed.
  • the thick solid line indicates the current block of size 8x8.
  • boundary pixels positioned in the left column and the top row of the current block may perform 3-tap or 2-tap based filtering based on adjacent reference samples.
  • the shape of the filter used for the filtering may be as shown on the right side in FIG.
  • the average value DCVal is obtained using at least one of reference samples adjacent to the periphery of the current block, and then composed of one or more samples around the center of the current block.
  • Intra-prediction may be performed on the prediction target block (hereinafter, referred to as a “center block”).
  • the prediction target block may have a size and / or shape of 2x2, 3x3, 4x4, etc., which are less than or equal to an 8x8 current block.
  • the weighted sum of the upper right reference sample TR and the lower left reference sample BL may derive the lower right sample K in the current block.
  • the weighted summation may be performed according to at least one of information of the current block and / or neighboring blocks (intra prediction mode, block size, shape, size of transform unit and / or split information).
  • Sample K was derived using a weighted sum of TR and BL, but is not limited thereto.
  • sample K may be derived through the mean, minimum, maximum, or any weighted sum of TR and BL.
  • samples included in the lower row in the current block (A block) may be replaced by BL, and samples included in the right column (B block) may be replaced by TR.
  • samples (A block) included in the lower row in the current block are weighted sums according to the distances of BL and K, and the samples (B blocks) included in the right column are derived from the weighted sums according to the distances of TR and K. Can be.
  • prediction may be performed on blocks located at the left, right, top, and bottom of the center block in the current block (blocks indicated by “1” in FIG. 22C). Thereafter, intra prediction may be performed on the remaining blocks (blocks indicated by “2” in FIG. 22D). For example, the intra prediction for the remaining blocks may be processed independently or in parallel on a pixel-wise basis.
  • prediction may be performed on boundary pixels in the current block and a center block of any size.
  • intra prediction may be performed for each sub block including at least one or more prediction target samples by using at least one or more previously estimated neighboring sample values.
  • the intra prediction may be performed according to at least one or more of information of the current block and / or neighboring blocks (intra prediction mode, block size, shape, size of transform unit, and / or splitting information).
  • each of the four sub-blocks (blocks indicated by “1") shown in (c) of FIG. 22 is information of performing prediction according to the above method on the center, upper side, lower side, left side and / or right side.
  • the intra prediction may be performed for each sub block independently or in parallel.
  • the four sub-blocks (blocks indicated by “2”) shown in FIG. 22 (d) also perform weighted sum, for example, based on neighboring sample information of the surroundings in which the intra prediction is completed, and thus, each sub-block. Intra prediction can be performed independently or in parallel.
  • FIG. 23 is a diagram for describing intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram for describing intra prediction according to another embodiment of the present invention.
  • the current block After generating a reference sample for the current block, the current block may be divided into one or more subblocks according to the size and / or shape of the current block. Thereafter, intra-prediction may be performed by changing positions between sub-blocks.
  • the method described with reference to FIG. 23 may be applied to non-directional prediction as well as directional prediction.
  • an intra prediction may be performed on a current block having a size of 8 ⁇ 8.
  • the positions of the four sub-blocks obtained by dividing the current block may be arbitrarily changed, and then intra prediction may be performed.
  • FIG. 23 an example in which the current block is divided into four subblocks has been described, but is not limited thereto.
  • the current block may be divided into two or more N subblocks.
  • the current block may be divided into four sub blocks.
  • the intra-prediction may be performed after rearranging the sample values in the current block according to a rule defined in the encoder / decoder.
  • the position between sub-blocks may be changed or the coded samples in the sub-blocks may be rearranged.
  • the change of the position between the sub blocks and the rearrangement of the samples in the sub block may be simultaneously performed.
  • Information indicating that the intra prediction is performed by at least one or more of the methods described with reference to FIGS. 21 through 23 may be encoded / decoded or implicitly derived by the decoder.
  • the information when the information is explicitly encoded / decoded, at least one of the following entropy encoding methods may be used, and may be finally encoded / decoded into CABAC (ae (v)) after binarization.
  • the internal / decoding process of the screen may be performed on each of luminance and chrominance signals.
  • at least one method of deriving intra prediction mode, block division, reference sample configuration, and performing intra prediction may be differently applied to the luminance signal and the chrominance signal in the intra / decoding process.
  • the internal / decoding process for the luminance and color difference signals may be performed in the same manner. For example, at least one of deriving intra prediction mode, block division, reference sample configuration, and performing intra prediction may be equally applied to the color difference signal in the intra / decoding process applied to the luminance signal.
  • the above methods can be performed in the same way in the encoder and the decoder. For example, at least one or more methods of intra prediction mode derivation, block division, reference sample configuration, and intra prediction may be applied to the encoder and the decoder in the intra / decoding process. In addition, the order of applying the above methods may be different in the encoder and the decoder. For example, in performing the intra / decoding of the current block, the encoder configures a reference sample, and then encodes the intra prediction mode determined by performing one or more intra predictions.
  • the above embodiments of the present invention may be applied according to the size of at least one of a coding block, a prediction block, a block, and a unit.
  • the size here may be defined as a minimum size and / or a maximum size for the above embodiments to be applied, or may be defined as a fixed size to which the above embodiments are applied.
  • the first embodiment may be applied at the first size
  • the second embodiment may be applied at the second size. That is, the embodiments may be applied in combination according to the size.
  • the above embodiments of the present invention can be applied only when the minimum size or more and the maximum size or less. That is, the above embodiments can be applied only when the block size is included in a certain range.
  • the above embodiments may be applied only when the size of an encoding / decoding target block is 8x8 or more.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the encoding / decoding target block is 16x16 or more.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the encoding / decoding target block is 32x32 or more.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the encoding / decoding target block is 64x64 or more.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the encoding / decoding target block is 128x128 or more.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the encoding / decoding target block is 4x4.
  • the above embodiments may be applied only when the size of an encoding / decoding target block is 8x8 or less.
  • the above embodiments may be applied only when the size of an encoding / decoding target block is 16x16 or less.
  • the above embodiments may be applied only when the size of an encoding / decoding target block is 8x8 or more and 16x16 or less.
  • the above embodiments may be applied only when the size of the encoding / decoding target block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the above embodiments of the present invention can be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier is signaled to identify the temporal layer to which the embodiments are applicable and the embodiments can be applied to the temporal layer specified by the identifier.
  • the identifier here may be defined as a minimum layer and / or a maximum layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific layer to which the embodiment is applied.
  • the above embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the above embodiments may be applied only when the temporal layer identifier of the current image is zero.
  • the above embodiments may be applied only when the temporal layer identifier of the current image is one or more.
  • the above embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • the reference picture set used in the process of reference picture list construction and reference picture list modification as in the embodiment of the present invention is one of L0, L1, L2, and L3. At least one reference picture list may be used.
  • one or more motion vectors of the encoding / decoding target block may be used.
  • N represents a positive integer of 1 or more, and may be 2, 3, 4, or the like.
  • the motion vectors are in 16-pel units, 8-pel units, 4-pixel units, integer-pel units, 1/2 -1 / 2-pel units, 1 / 4-pel units, 1 / 8-pixel units 1 / 8-pel, 1 / 16-pixel units
  • the above embodiments of the present invention may also be applied when the device has at least one of 1), 1 / 32-pixel (1 / 32-pel) units, and 1 / 64-pixel (1 / 64-pel) units.
  • a motion vector may be selectively used for each pixel unit.
  • a slice type to which the above embodiments of the present invention are applied is defined, and the above embodiments of the present invention may be applied according to the corresponding slice type.
  • a prediction block is generated using at least three or more motion vectors, and a weighted sum of at least three or more prediction blocks is calculated to calculate a block to be encoded / decoded. It can be used as the final prediction block of.
  • a prediction block is generated using at least four or more motion vectors, and a weighted sum of at least four or more prediction blocks is calculated to calculate a block to be encoded / decoded. It can be used as the final prediction block of.
  • the above embodiments of the present invention can be applied not only to inter prediction and motion compensation methods using motion vector prediction, but also to inter prediction and motion compensation methods using skip mode and merge mode.
  • the shape of the block to which the embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • the methods are described based on a flowchart as a series of steps or units, but the present invention is not limited to the order of steps, and certain steps may occur in a different order or simultaneously from other steps as described above. Can be. Also, one of ordinary skill in the art appreciates that the steps shown in the flowcharts are not exclusive, that other steps may be included, or that one or more steps in the flowcharts may be deleted without affecting the scope of the present invention. I can understand.
  • Embodiments according to the present invention described above may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.
  • the present invention can be used to encode / decode an image.

Landscapes

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

Abstract

화면 내 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 영상 복호화 방법은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하는 단계, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계, 및 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하는 단계, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계, 및 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인은 상기 현재 블록의 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인의 수는 상기 현재 블록의 크기, 형태 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 참조 샘플은 상기 적어도 하나의 복원 샘플의 가중합을 이용하여 유도될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 가중합은 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록과 상기 복원 샘플 라인과의 거리 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 참조 샘플을 구성하는 단계는, 상기 현재 블록에 인접한 상단행 및 좌측열 중 적어도 하나에 포함된 복원 샘플로부터 상기 현재 블록과 유사한 복원 샘플을 검색하는 단계, 상기 검색된 복원 샘플을 상기 복원 샘플 라인에 포함된 상기 적어도 하나의 복원 샘플로 대체하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록을 복수의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 서브 블록의 각각에 대한 화면 내 예측은 상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플을 이용하여 상기 복수의 서브 블록 중 하나의 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 하나의 서브 블록에 인접하지 않은 참조 샘플을 보상한 후 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
본 발명의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측을 수행하는 단계는, 상기 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여, 상기 현재 블록 내의 우측열에 포함된 샘플들, 하단행에 포함된 샘플들 및 우하단 샘플 중 적어도 하나의 샘플을 예측하는 단계, 및 상기 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여, 상기 현재 블록 내의 나머지 샘플들을 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 장치는 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하고, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하고, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하고, 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 화면 내 예측부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하는 단계, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계 및 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인은 상기 현재 블록의 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인의 수는 상기 현재 블록의 크기, 형태 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 참조 샘플은 상기 적어도 하나의 복원 샘플의 가중합을 이용하여 유도될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 가중합은 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록과 상기 복원 샘플 라인과의 거리 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 참조 샘플을 구성하는 단계는, 상기 현재 블록에 인접한 상단행 및 좌측열 중 적어도 하나에 포함된 복원 샘플로부터 상기 현재 블록과 유사한 복원 샘플을 검색하는 단계, 상기 검색된 복원 샘플을 상기 복원 샘플 라인에 포함된 상기 적어도 하나의 복원 샘플로 대체하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록을 복수의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고, 상기 복수의 서브 블록의 각각에 대한 화면 내 예측은 상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플에 기초하여 수행될 수 있다.
본 발명의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플을 이용하여 상기 복수의 서브 블록 중 하나의 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 하나의 서브 블록에 인접하지 않은 참조 샘플을 보상한 후 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하고, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하고, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하고, 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 수행하는 화면 내 예측부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 기록 매체는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있으며, 상기 영상 부호화 방법은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하는 단계, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계, 및 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 본 발명의 영상 부호화/복호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 주변 블록으로부터 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 현재 블록의 화면 내 예측에 이용될 수 있는 주변의 복원 샘플 라인들을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 참조 샘플을 재구성하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 참조 샘플을 재구성하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 참조 샘플을 재구성하는 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 현재 블록을 분할하여 생성된 복수의 예측 블록을 부/복호화하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 현재 블록을 분할하여 생성된 복수의 예측 블록을 부/복호화하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 가용한 복원 샘플을 이용하여 가용하지 않은 복원 샘플을 대체하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 가용한 복원 샘플을 이용하여 가용하지 않은 복원 샘플을 대체하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하는 경우의 참조 샘플의 패딩을 설명하기 위한 예시도이다.
도 18은 패딩된 비가용 참조 샘플을 포함하는 참조 샘플에 대한 필터링을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 비가용 참조 샘플을 포함하는 참조 샘플에 대한 필터링을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 Pref로부터 참조 샘플의 1차원 배열(1-D reference sample array, p1, ref)을 생성하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 23는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
또한, 이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "비디오의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "비디오를 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다. 여기서, 픽처는 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화를 수행하는 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화를 수행하는 장치를 의미할 수 있다.
파싱(Parsing): 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이며, 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미하며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이며, 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값을 표현 할 수 있다. 본 발명에서 화소 및 픽셀은 샘플과 같은 의미로 사용될 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상의 분할에 의해 생성된 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 직사각형뿐만 아니라 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현할 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보에는 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
복원된 주변 유닛(Reconstructed Neighbor Unit): 부호화/복호화 대상 유닛 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화되어 복원된 유닛을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 유닛은 복원된 주변 블록을 의미할 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 부호화/복호화 대상 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 부호화/복호화 대상 블록에 인접한 블록은 부호화/복호화 대상 블록에 경계가 맞닿은 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 부호화/복호화 대상 블록의 인접한 꼭지점에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미하며, 트리 구조(Tree Structure)에서 루트 노드(Root Node)는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드(Leaf Node)는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛 구문 요소 및 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더 정보에 해당할 수 있으며, 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나 이상이 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트에는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함한 의미를 가질 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 유닛을 의미할 수 있으며, 하나의 변환 유닛은 분할되어 크기가 작은 복수의 변환 유닛으로 분할될 수 있다. 변환 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 변환 유닛의 형태는 직사각형뿐만 아니라 정사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현할 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 변환 계수 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있으며, 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화 및 역양자화에서 변환 계수 레벨(transform coefficient level)을 스케일링(scaling)할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 이때, 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분된 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있으며, 예를 들어 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 하며, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값, 본 발명에서는 변환 계수에 양자화를 적용한 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 변환 계수 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성될 수 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 픽셀 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 비디오의 하나 이상의 영상들을 시간에 따라 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화된 블록의 픽셀 값을 참조 화소로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 화소를 이용하여 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 또한 움직임 벡터는 현재 영상 및 참조 영상 간의 오프셋(offset)을 나타낼 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측을 의미할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수에 양자화를 적용함으로써 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level)을 생성할 수 있고, 양자화된 변환 계수 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 픽셀의 정보 외에 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 효율이 높아질 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법 또는 확률 모델을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 업라이트(up right) 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보뿐만 아니라, 부호화 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 블록 크기, 블록 깊이, 블록 분할 정보, 유닛 크기, 유닛 깊이, 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 플래그, 이진트리 형태의 분할 플래그, 이진트리 형태의 분할 방향, 화면 내 예측 모드, 화면 내 예측 방향, 참조 샘플 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터링 방법, 필터 탭, 필터 계수, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 참조 영상 리스트, 움직임 벡터 예측기, 움직임 벡터 후보 리스트, 움직임 병합 모드(motion merge mode) 사용 여부, 움직임 병합 후보, 움직임 병합 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 추가(2차) 변환 사용 여부 정보, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 루프 내 필터 정보, 루프 내 필터 적용 여부 정보, 루프 내 필터 계수, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델, 문맥 빈, 바이패스 빈, 변환 계수, 변환 계수 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 비트 심도, 휘도 신호 혹은 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나 이상의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform) 함으로써 생성된 신호일 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상(들)에 대하여 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복호화할 수 있고, 복호화된 영상을 참조 영상으로 저장할 수 있다. 복호화를 위해 부호화된 현재 영상에 대한 역양자화 및 역변환이 처리될 수 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및 역변환된 계수 및 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block) 이 생성될 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 인루프 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋은 부호화 에러를 보상하기 위해 픽셀 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽처에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 적응적 루프 필터가 적용될 수도 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.　
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원 영상을 생성할 수 있고, 복원 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림으로부터 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상 블록인 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 변환 계수 레벨(transform coefficient level) 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법과 유사할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 업라이트(up right) 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 2차원 블록 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔 대신 수직 스캔, 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 유닛의 크기 및 화면 내 예측 모드에 따라 업라이트 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
양자화된 변환 계수 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 변환 계수 레벨이 역양자화 및 역변환 된 결과로서, 복원된 잔여 블록이 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀 값을 이용하는 공간적 예측을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 잔여 블록 및 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해질 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 더해짐에 따라 생성된 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 여기서 부호화 유닛은 코딩 유닛을 의미할 수 있다. 유닛은 1) 구문 요소(syntax element) 및 2) 영상 샘플들을 포함하는 블록을 합쳐서 지칭하는 용어일 수 있다. 예를 들면, "유닛의 분할"은 "유닛에 해당하는 블록의 분할"을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보(depth)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 상기 깊이 정보는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 상기 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 LCU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. CU는 영상을 효율적으로 부호화/복호화하기 위한 유닛일 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. 분할된 CU는 동일한 방식으로 가로 크기 및 세로 크기가 감소된 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다.
이때, CU의 분할은 기정의된 깊이까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 예컨대, LCU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, LCU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다.
LCU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 복수의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소한다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 32x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 LCU는 64x64 화소들일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 화소들일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 이때, LCU인 64x64 화소들의 CU는 깊이 0으로 표현될 수 있다. 32x32 화소들의 CU는 깊이 1로 표현될 수 있다. 16x16 화소들의 CU는 깊이 2로 표현될 수 있다. SCU인 8x8 화소들의 CU는 깊이 3으로 표현될 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 0이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 1이면, CU가 분할될 수 있다.
도 4는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
LCU로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 예측 유닛(Prediction Unit; PU)들로 나뉘어질 수 있다. 이러한 처리 또한 분할로 칭해질 수 있다.
PU는 예측에 대한 기본 단위일 수 있다. PU는 스킵(skip) 모드, 화면 간 모드 및 화면 내 모드 중 어느 하나로 부호화 및 복호화될 수 있다. PU는 모드에 따라서 다양한 형태로 분할될 수 있다.
또한, 부호화 유닛은 예측 유닛으로 분할되지 않고, 부호화 유닛과 예측 유닛은 동일한 크기를 가질 수 있다.
도 4에서 도시된 것과 같이, 스킵 모드에서는, CU 내에 분할이 존재하지 않을 수 있다. 스킵 모드에서는 분할 없이 CU와 동일한 크기를 갖는 2Nx2N 모드(410)가 지원될 수 있다.
화면 간 모드에서는, CU 내에서 8가지로 분할된 형태들이 지원될 수 있다. 예를 들면, 화면 간 모드에서는 2Nx2N 모드(410), 2NxN 모드(415), Nx2N 모드(420), NxN 모드(425), 2NxnU 모드(430), 2NxnD 모드(435), nLx2N 모드(440) 및 nRx2N 모드(445)가 지원될 수 있다. 화면 내 모드에서는, 2Nx2N 모드(410) 및 NxN 모드(425)가 지원될 수 있다.
하나의 부호화 유닛은 하나 이상의 예측 유닛으로 분할될 수 있고, 하나의 예측 유닛도 하나 이상의 예측 유닛으로 분할 될 수 있다.
예를 들어, 하나의 예측 유닛이 4개의 예측 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 예측 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 예측 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 예측 유닛이 4개의 예측 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 예측 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 예측 유닛이 4개의 예측 유닛으로 분할 될 경우, 예측 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 예측 유닛이 2개의 예측 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 예측 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 예측 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 예측 유닛이 2개의 예측 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 예측 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 예측 유닛이 2개의 예측 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 예측 유닛은 각각 32x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 예측 유닛이 2개의 예측 유닛으로 분할 될 경우, 예측 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
도 5는 부호화 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
변환 유닛(Transform Unit; TU)은 CU 내에서 변환, 양자화, 역변환 및 역양자화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다. TU는 정사각형 형태 또는 직사각형 등의 형태를 가질 수 있다. TU는 CU의 크기 및/또는 형태에 의존적으로(dependent) 결정될 수도 있다.
LCU로부터 분할된 CU 중, 더 이상 CU들로 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 TU들로 분할될 수 있다. 이때, TU의 분할 구조는 쿼드트리(quad-tree) 구조일 수 있다. 예컨대, 도 5에서 도시된 것과 같이, 하나의 CU(510)가 쿼드트리 구조에 따라서 한 번 혹은 그 이상 분할될 수 있다. 하나의 CU가 한 번 이상으로 분할 될 경우 재귀적으로 분할된다고 할 수 있다. 분할을 통해, 하나의 CU(510)는 다양한 크기의 TU들로 구성될 수 있다. 또는, CU를 분할하는 수직 선(vertical line) 및/또는 수평 선(horizontal line)의 개수에 기초하여 하나 이상의 TU로 분할될 수도 있다. CU는 대칭형의 TU로 분할될 수도 있고, 비대칭형의 TU로 분할될 수도 있다. 비대칭형의 TU로의 분할을 위해 TU의 크기/형태에 관한 정보가 시그널링될 수도 있고, CU의 크기/형태에 관한 정보로부터 유도될 수도 있다.
또한, 부호화 유닛은 변환 유닛으로 분할되지 않고, 부호화 유닛과 변환 유닛은 동일한 크기를 가질 수 있다.
하나의 부호화 유닛은 하나 이상의 변환 유닛으로 분할될 수 있고, 하나의 변환 유닛도 하나 이상의 변환 유닛으로 분할 될 수 있다.
예를 들어, 하나의 변환 유닛이 4개의 변환 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 변환 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 변환 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 변환 유닛이 4개의 변환 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 변환 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 변환 유닛이 4개의 변환 유닛으로 분할 될 경우, 변환 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 변환 유닛이 2개의 변환 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 변환 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 변환 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 변환 유닛이 2개의 변환 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 변환 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 변환 유닛이 2개의 변환 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 변환 유닛은 각각 32x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 변환 유닛이 2개의 변환 유닛으로 분할 될 경우, 변환 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할되었다고 할 수 있다.
변환 수행 시 잔여 블록을 기-정의된 복수의 변환 방법 중 적어도 하나를 사용하여 변환 시킬 수 있다. 일예로, 기-정의된 복수의 변환 방법으로 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform) 또는 KLT 등이 이용될 수 있다. 잔여 블록을 변환하기 위해 어떤 변환 방법이 적용되는지는 예측 유닛의 화면 간 예측 모드 정보, 화면 내 예측 모드 정보, 변환 블록의 크기/형태 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수도 있고, 일정한 경우 변환 방법을 지시하는 정보가 시그널링될 수도 있다.
도 6은 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 Planar 모드일 수 있으며, 방향성 모드는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드로 개수는 하나 이상의 M개 일 수 있다. 상기 방향성 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도 중 적어도 하나로 표현될 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 N개 일 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 블록의 크기가 4x4 또는 8x8 인 경우에는 67개, 16x16인 경우에는 35개, 32x32인 경우에는 19개, 64x64인 경우에는 7개 일 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 예를 들어, 블록의 크기에 관계없이 35개 또는 67개 중 적어도 하나로 고정될 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 색 성분이 휘도(luma) 신호인지 아니면 색차(chroma) 신호인지에 따라 예측 모드의 개수가 다를 수 있다.
화면 내 부호화 및/또는 복호화는 주변의 복원된 블록에 포함되는 샘플 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록을 화면 내 예측으로 부호화/복호화 하기 위해 주변의 복원된 블록에 포함되는 샘플들이 부호화/복호화 대상 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 부호화/복호화 대상 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플들이 존재할 경우, 주변의 복원된 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나 이상을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플들에 샘플 값을 복사 및/또는 보간(interpolation)하여 부호화/복호화 대상 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 부호화/복호화 대상 블록의 크기 중 적어도 하나 이상에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다. 이때, 부호화/복호화 대상 블록은 현재 블록을 의미할 수 있으며, 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록 중 적어도 하나 이상을 의미할 수 있다. 참조 샘플 또는 예측 샘플에 적용되는 필터의 종류는 현재 블록의 화면 내 예측 모드 또는 크기/형태 중 적어도 하나 이상에 따라 상이할 수 있다. 상기 필터의 종류는 필터 탭 수, 필터 계수 값 또는 필터 강도 중 적어도 하나 이상에 따라 다를 수 있다.
화면 내 예측 모드 중 비방향성 플래너(Planar) 모드는 대상 부호화/복호화 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 블록 내 샘플값을 샘플 위치에 따라 현재 샘플의 상단 참조 샘플, 현재 샘플의 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 참조 샘플 현재 블록의 좌하단 참조 샘플의 가중치 합으로 생성할 수 있다.
화면 내 예측 모드 중 비방향성 DC 모드는 대상 부호화/복호화 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 참조 샘플들과 현재 블록의 좌측 참조 샘플들의 평균 값으로 생성 할 수 있다. 또한, 부호화/복호화 블록 내 참조 샘플과 인접한 하나 또는 그 이상의 상단 행들 및 하나 또는 그 이상의 왼쪽 열들에 대해서는 참조 샘플 값들을 이용하여 필터링을 수행 할 수도 있다.
화면 내 예측 모드 중 복수개의 방향성 모드(angular mode)들의 경우 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있으며 방향성 모드는 서로 다른 방향성을 가질 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간(interpolation)을 수행 할 수도 있다.
화면 내 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 예측 블록의 주변에 존재하는 예측 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 화면 내 예측 모드로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 블록의 화면 내 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 블록과 주변 예측 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 블록과 주변 예측 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있고, 만약 현재 예측 블록과 주변 예측 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 부호화/복호화 대상 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따라, 현재 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 화면 내 예측은 화면 내 예측 모드 유도 단계(S1210), 참조 샘플 구성 단계(S1220) 및/또는 화면 내 예측 수행 단계(S1230)를 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드 유도 단계(S1210)에서, 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하거나, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 비트스트림으로부터 복호화(예컨대, 엔트로피 복호화)하거나, 및/또는 주변 블록의 부호화 파라미터를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드 유도 단계(S1210)에서, 주변 블록의 화면 내 예측 모드, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 조합 및/또는 MPM 을 이용하여 유도된 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
참조 샘플 구성 단계(S1220)는 참조 샘플 선택 단계 및/또는 참조 샘플 필터링 단계를 수행하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
화면 내 예측 수행 단계(S1230)에서, 비방향성 예측, 방향성 예측, 위치 정보 기반 예측 및/또는 휘도/색차 신호 기반 예측을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 화면 내 예측 수행 단계(S1230)는 예측 샘플에 대한 필터링을 추가적으로 수행할 수 있다. 방향성 예측을 수행하는 경우, 하나 이상의 샘플 단위에 따라 다른 방향성 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 샘플 단위는 단일 샘플, 샘플 그룹, 라인 및/또는 서브 블록일 수 있다.
이하에서, 화면 내 예측 모드 유도 단계(S1210)에 대해, 보다 상세히 설명한다.
전술한 바와 같이, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하기 위해, 하나 이상의 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 비트스트림으로부터 복호화하는 방법, 주변 블록의 부호화 파라미터를 이용하는 방법 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다. 이때, 주변 블록은 현재 블록의 부호화/복호화 이전에 복원된 하나 이상의 블록일 수 있다.
상기 주변 블록이 픽처, 슬라이스, 타일, CTU(Coding Tree Unit) 등 중 적어도 하나의 소정 유닛의 경계 밖에 위치하거나, PCM 모드 또는 화면 간 예측이 적용된 경우, 해당 주변 블록은 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다. 가용하지 않은 주변 블록에 해당하는 화면 내 예측 모드는 DC 모드, Planar 모드 또는 소정의 화면 내 예측 모드로 대체될 수 있다.
현재 블록의 크기는 W x H 일 수 있다. W 및 H 는 각각 양의 정수이며, 동일하거나 상이할 수 있다. W 및/또는 H는 예컨대, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 중 적어도 하나일 수 있다.
도 8은 주변 블록으로부터 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8에 있어서, 주변 블록에 표시된 a~k는 해당 주변 블록의 화면 내 예측 모드 또는 모드 번호를 의미할 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도하기 위해 이용되는 주변 블록의 위치는 기정의된 고정 위치일 수 있다. 또는 상기 주변 블록의 위치에 관한 정보가 부/복호화를 통해 유도될 수 있다. 본 명세서에서 부/복호화는 엔트로피 부호화 및 복호화를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 경우, 주변 블록의 소정의 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 소정 위치에 인접한 주변 블록의 화면 내 예측 모드 i, f, b, g, k, j, l 또는 e를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 상기 소정의 위치는 비트스트림으로부터 부/복호화되거나 또는 부호화 파라미터에 기초하여 유도될 수 있다.
또는 현재 블록의 주변 블록들 중 하나 이상의 주변 블록들이 선택될 수 있다. 상기 선택은 비트스트림을 통해 명시적으로 시그널링되는 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 또는 상기 선택은 부호화기와 복호화기에서 미리 설정된 기준에 따라 수행될 수 있다. 선택된 하나 이상의 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들로부터 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 선택된 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들의 통계값을 이용하여 유도될 수 있다. 예컨대, 통계값은 최소값, 최대값, 평균값, 가중 평균값, 최빈값 및/또는 중간값(median value)을 포함할 수 있다.
예컨대, 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들 b, f, g, i, j의 일부 또는 전부의 통계값을 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
또는, 하나 이상의 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 조합함으로써 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 각도 중 적어도 하나 이상으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 평균을 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 두 개의 화면 내 예측 모드의 평균은 두 개의 모드 번호의 중간 번호, 두 개의 모드 값의 중간 값, 두 개의 모드 각도의 중간 각도 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 (0, 0) 샘플의 좌측과 상단에 인접한 샘플이 속한 주변 블록의 화면 내 예측 모드인 i 와 f의 모드 값의 평균에 해당하는 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 Pred_mode는 아래의 수학식 1의 (1) 내지 (3) 중 적어도 하나의 방법으로 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000001
또는, 주변 블록의 화면 내 예측 모드 i가 비방향성 모드인 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 i로 유도할 수 있다. 또는, 주변 블록의 화면 내 예측 모드 f가 방향성 모드인 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 f로 유도할 수 있다.
또는, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들인 b, f, g, i, j 의 모드 값 중 적어도 하나 이상의 평균에 해당하는 모드로 유도할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 Pred_mode는 아래의 수학식 2의 (1) 내지 (4) 중 적어도 하나의 방법으로 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000002
또는, 인접한 주변 블록의 가용한 화면 내 예측 모드의 평균에 해당하는 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 왼쪽 주변 블록이 픽처, 타일, 슬라이스 및/또는 CTU의 경계의 밖에 위치하거나, PCM 모드 또는 화면 간 모드 중 적어도 하나에 해당되어 가용하지 않은 경우, 위쪽 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들(예컨대, f와 g)의 통계값에 해당하는 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
예컨대, 주변 블록들의 화면 내 예측 모드들의 통계값으로서, 가중 평균 또는 가중합이 이용될 수 있다. 이 때, 가중치는 주변 블록의 화면 내 예측 모드의 방향성에 기초하여 부여될 수 있다. 예를 들어, 상대적으로 큰 가중치가 부여되는 모드들이 미리 정의되거나 시그널링될 수 있다. 예컨대, 상대적으로 큰 가중치가 부여되는 모드들은 수직 방향 모드, 수평 방향 모드, 비방향성 모드 중 적어도 하나 이상일 수 있다. 이들 모드들에 대해서는 동일한 가중치가 부여되거나 상이한 가중치가 부여될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 Pred_mode는 아래의 수학식 3을 이용하여 모드 i와 f의 가중합으로 유도될 수 있다. 아래의 수학식 3에서 모드 f는 상대적으로 큰 가중치가 부여되는 모드(예컨대, 수직 방향 모드)일 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000003
또는, 가중합에 이용될 가중치는 주변 블록의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 상단에 인접한 블록의 크기가 좌측에 인접한 블록의 크기보다 큰 경우, 상단에 인접한 블록의 화면 내 예측 모드에 보다 큰 가중치를 부여할 수 있다. 또는, 크기가 작은 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 더 큰 가중치를 부여할 수도 있다.
또는, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드가 비방향성 모드인 경우, 상기 비방향성 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는, 상기 비방향성 모드를 제외한 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 모두 비방향성 모드인 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 DC 모드 또는 Planar 모드 중 적어도 하나로 유도할 수 있다.
또는, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 기초한 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 유도될 수 있다. MPM을 이용하는 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 관한 하나 이상의 정보가 부/복호화될 수 있다.
MPM을 이용하는 경우, MPM 리스트가 구성될 수 있다. MPM 리스트는 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 기초하여 유도된 화면 내 예측 모드를 포함할 수 있다. MPM 리스트는 N개의 후보 모드를 포함할 수 있다. N은 양의 정수이며, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 값이 달라질 수 있다. 또는, N에 관한 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다.
예를 들어, 상기 하나 이상의 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도한 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 상기 MPM 리스트에 포함되는 후보 모드일 수 있다.
도 8에 도시된 예에서, 현재 블록에 인접한 (-1, H-1), (W-1, -1), (W, -1), (-1, H), (-1, -1) 샘플 위치의 주변 블록의 화면 내 예측 모드들을 이용할 수 있으며, 예컨대, j, g, Planar, DC, l, k, b 의 순서로 MPM 리스트가 구성될 수 있다. 또는, i, f, Planar, DC, l, k, b의 순서로 MPM 리스트가 구성될 수 있다. 이때, 중복되는 모드는 MPM 리스트에 한번만 포함될 수 있다. 중복되는 모드가 존재하여 MPM 리스트가 모두 채워지지 않는 경우, 리스트에 포함된 모드에 기초하여 추가적인 후보 모드를 리스트에 포함시킬 수 있다. 예컨대, 리스트에 포함된 모드의 +N 또는 -N(N은 양의 정수, 예컨대, 1)에 해당하는 모드를 리스트에 추가할 수 있다. 또는 수평 모드, 수직 모드, 45도 모드, 135도 모드, 225도 모드 중 리스트에 포함되지 않은 적어도 하나 이상의 모드를 리스트에 추가할 수 있다.
상기 유도된 MPM 리스트에 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 모드가 존재하는지 여부를 나타내는 지시자(예컨대, prev_intra_luma_pred_flag)가 비트스트림에 부호화되어 있거나, 비트스트림으로부터 복호화될 수 있다.
상기 지시자가 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 모드가 MPM 리스트에 존재함을 나타내는 경우, MPM 리스트에 포함된 모드 중 어떤 모드인지를 나타내는 인덱스 정보(예컨대, mpm_idx)가 비트스트림에 부호화되거나 비트스트림으로부터 복호화될 수 있다. 복호화된 인덱스 정보에 기초하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다.
상기 지시자가 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 모드가 MPM 리스트에 존재하지 않음을 나타내는 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 관한 정보가 비트스트림에 부호화되거나 비트스트림으로부터 복호화될 수 있다. 복호화된 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 관한 정보에 기초하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, MPM 리스트에 포함되지 않은 화면 내 예측 모드들은 오름 차순 또는 내림 차순 중 적어도 하나로 정렬될 수 있다. 또는 상기 MPM 리스트에 포함되지 않은 화면 내 예측 모드들 중 하나 이상을 선택하여 하나 이상의 그룹을 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 MPM 리스트에 포함된 화면 내 예측 모드의 +N 또는 -N(N은 양의 정수, 예컨대, 1, 2, 3)에 해당하는 모드를 이용하여 하나의 그룹을 구성할 수 있다. 이때, 상기 그룹은 소정의 개수(예컨대, 8, 16)에 해당하는 화면 내 모드로 구성될 수 있으며, 상기 그룹에 포함된 모드는 MPM 리스트에 포함되지 않는 모드일 수 있다.
또는 상기 유도한 MPM 리스트의 소정의 후보를 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 MPM 리스트의 첫번째인 리스트 0에 해당하는 모드로 유도할 수 있다. 또는, 리스트내의 소정의 모드에 해당하는 인덱스를 부/복호화하여 해당 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
상기 MPM 리스트를 구성함에 있어, 소정 크기의 블록에 대해 하나의 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 상기 소정 크기의 블록이 다시 복수의 서브 블록들로 분할되는 경우, 복수의 서브 블록들의 각각은 상기 구성된 MPM 리스트를 이용할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 상기 소정 크기의 블록에 해당하는 경우, 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 현재 블록이 하나 이상의 서브 블록으로 분할되는 경우, 서브 블록들의 각각은 상기 구성된 MPM 리스트를 이용하여 서브 블록의 각각에 대한 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
상기 MPM 리스트를 구성함에 있어, 소정 크기의 블록을 분할하여 생성된 서브 블록들에 대한 MPM 리스트는 상기 소정 크기의 블록을 기준으로 각각 구성될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 상기 소정 크기의 블록에 해당하는 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록 내의 각 서브 블록에 대한 MPM 리스트를 구성할 수 있다.
또는 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 상기 MPM을 이용하여 유도한 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 유도될 수 있다.
예를 들어, 상기 MPM을 이용하여 유도한 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 Pred_mpm일때, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드를 이용하여 상기 Pred_mpm을 소정의 모드로 변경함으로써 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
예를 들어, 주변 블록의 화면 내 예측 모드와 크기를 비교하여 Pred_mpm을 N 만큼 증가 또는 감소시킬 수 있다. 이때, N은 +1, +2, +3, 0, -1, -2, -3 등 소정의 정수일 수 있다. 예컨대, Pred_mpm이 주변 블록의 화면 내 예측 모드 및/또는 하나 이상의 주변 블록의 화면 내 예측 모드들의 통계값보다 작은 경우, Pred_mpm을 증가시킬 수 있다. 또는, Pred_mpm이 주변 블록의 화면 내 예측 모드보다 큰 경우, Pred_mpm을 감소시킬 수 있다. 또는, Pred_mpm 및/또는 Pred_mpm과 비교되는 값에 기초하여 유도될 수 있다.
도 8에 도시된 예에서, 예를 들어, 상기 Pred_mpm이 f의 모드 값보다 작은 경우, Pred_mpm + 1을 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는, 상기 Pred_mpm이 f 와 i의 평균값보다 작은 경우, Pred_mpm + 1을 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다. 또는, 상기 Pred_mpm이 f 와 i의 평균값보다 작은 경우, 상기 Pred_mpm과 상기 평균 값의 차이의 1/2를 증가할 수 있다. 예를 들어, Pred_mpm + {((f + i + 1) >> 1 - Pred_mpm + 1)>>1} 을 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
또는, 상기 Pred_mpm과 주변 블록의 모드 중 하나가 비방향성 모드이고 다른 하나가 방향성 모드인 경우, 상기 비방향성 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도하거나 상기 방향성 모드를 현재 블록의 화면 내 예측 모드로 유도할 수 있다.
전술한 바와 같이, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 부/복호화를 통해 유도될 수 있다. 이때, 주변 블록의 화면 내 예측 모드는 이용되지 않을 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 비트스트림을 엔트로피 부/복호화하여 유도될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 하위 또는 서브 블록으로 분할되는 경우, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 방법 중 적어도 하나 이상을 이용하여 상기 분할된 각각의 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
상기 현재 블록의 크기 및 서브 블록의 크기는 MxN일 수 있다. M과 N은 동일하거나 또는 상이한 양의 정수일 수 있다. 예를 들어 현재 블록 또는 서브 블록은 CTU, CU, SU(signalling unit), QTMax, QTMin, BTMax, BTMin, 4x4, 8x8, 16x16, 32x32, 64x64, 128x128, 256x256, 4x8, 8x16, 16x8, 32x64, 32x8, 4x32 등 중 적어도 하나일 수 있다. 이때, QTMax 및 QTMin은 각각 쿼트트리로 분할할 수 있는 최대 및 최소의 크기를 나타낼 수 있으며, BTMax 및 BTMin은 이진트리로 분할할 수 있는 최대 및 최소 크기를 나타낼 수 있다. 이하 서브 블록의 크기는 서브 블록의 분할 구조를 의미할 수 있다.
상기 서브 블록의 크기는 상기 현재 블록의 크기에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 및 세로 크기의 N 등분에 해당하는 크기가 서브 블록의 크기일 수 있다. 이때, N은 양의 정수일 수 있으며 2, 4, 8, 16, 32, 64 중 적어도 하나일 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 32x32 이고 가로, 세로 각각에 대한 등분 N이 4인 경우, 서브 블록의 크기는 8x8일 수 있다.
또는, 상기 서브 블록의 크기는 상기 현재 블록의 크기에 관계없이 소정의 고정된 크기일 수 있다. 예를 들어, 서브 블록의 크기는 현재 블록의 크기에 관계없이 최소 크기일 수 있으며, 예를 들어 4x4일 수 있다.
또는, 상기 서브 블록의 크기는 상기 현재 블록의 주변 블록의 분할 구조에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 인접한 주변 블록이 분할된 경우에 현재 블록을 분할하여 서브 블록의 크기가 결정될 수 있다.
상기 서브 블록의 크기는 상기 현재 블록의 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이한 경계를 기준으로 서브 블록을 분할하여 서브 블록의 크기가 결정될 수 있다.
상기 서브 블록의 크기는 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 주변 블록이 화면 내 부호화 블록인지 화면 간 부호화 블록인지에 기반하여 서브 블록을 분할하여 결정할 수 있다.
상기 현재 블록의 크기, 서브 블록의 크기, 현재 블록에 대한 N 등분 값 중 적어도 하나 이상은 소정의 크기로 고정될 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록의 고정된 소정의 크기가 16x16인 경우, 현재 블록의 크기가 16x16이면 현재 블록은 서브 블록으로 분할되고 각각의 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록의 고정된 소정의 크기가 CTU이고 상기 N 등분 값이 4인 경우, 현재 블록의 크기가 CTU이면 CTU의 가로 및 세로를 4등분한 서브 블록 단위로 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
상기 하나 이상의 서브 블록은 더 작은 크기의 블록들로 분할될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 크기가 32x32이고 서브 블록의 크기가 16x16인 경우, 하나 이상의 서브 블록은 8x8, 4x4, 16x8, 4x16 등의 더 작은 블록들로 분할될 수 있다.
상기 현재 블록의 크기, 서브 블록의 크기, 현재 블록에 대한 N 등분 값 중 적어도 하나 이상은 부/복호화될 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 서브 블록의 분할 구조는 부/복호화될 수 있다. 이때, 상기 분할된 서브 블록은 다양한 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다. 또한, 각 서브 블록에 대해 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드가 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도됨을 나타내는 지시자(예컨대, 플래그)가 부/복호화될 수 있다. 예를 들어, 상기 지시자는 NDIP_flag (Neighbouring mode Dependant Intra Prediction)일 수 있다. 상기 지시자는 현재 블록 또는 서브 블록 중 적어도 하나의 단위마다 부/복호화될 수 있다. 상기 지시자는 현재 블록 또는 서브 블록의 크기가 소정의 크기 또는 소정의 크기 범위에 해당하는 경우에만 부/복호화될 수 있다. 상기 소정의 크기는 예컨대, 64x64 또는 BTMax일 수 있다. 전술한 바와 같이, 현재 블록은 복수의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 서브 블록의 분할 구조는 기정의 되거나 부/복호화에 의해 결정될 수 있다.
현재 블록에 대한 NDIP_flag 가 1인 경우, 현재 블록 또는 현재 블록 내의 각 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드는 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도될 수 있다. 이 경우, 현재 블록 및/또는 서브 블록에 대한 prev_intra_luma_pred_flag, mpm_idx, rem_intra_luma_pred_mode, intra_chroma_pred_mode, split_flag, QB_flag, quadtree_flag, binarytree_flag, Btype_flag 중 적어도 하나 이상의 정보는 부/복호화되지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대한 NDIP_flag 가 1인 경우, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 복호화한 후, 상기 복호화한 화면 내 예측 모드와 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 각 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, 서브 블록에 대한 prev_intra_luma_pred_flag, mpm_idx, rem_intra_luma_pred_mode, intra_chroma_pred_mode, split_flag, QB_flag, quadtree_flag, binarytree_flag, Btype_flag 중 적어도 하나 이상의 정보는 부/복호화되지 않을 수 있다.
현재 블록에 대한 NDIP_flag 가 0인 경우, 현재 블록 또는 서브 블록의 화면 내 예측 모드 및 서브 블록의 분할 정보 중 적어도 하나 이상에 관련된 정보가 부/복호화될 수 있다.
현재 블록 내의 서브 블록들 중 제1 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드는 나머지 서브 블록들과 다른 방법으로 유도될 수 있다. 제1 서브 블록은 현재 블록 내의 복수의 서브 블록들 중 하나일 수 있다. 예컨대, 제1 서브 블록은 Z 스캔 순서 상 첫번째 서브 블록일 수 있다.
제1 서브 블록의 화면 내 예측 모드는 초기(initial) 모드를 의미할 수 있다. 예를 들어, 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 각 서브 블록의 왼쪽과 위쪽 블록의 화면 내 예측 모드의 평균으로 유도하는 경우, 상기 초기 모드는 다른 방법으로 유도될 수 있다. 상기 초기 모드를 유도하기 위한 다른 방법은 본 발명에 따른 화면 내 예측 모드를 유도하는 방법 중 적어도 하나일 수 있다.
예를 들어, MPM 리스트의 N번째(예컨대, 첫번째)에 존재하는 모드를 상기 초기 모드로 유도할 수 있다. 또는, 현재 블록 주변에 존재하는 하나 이상의 블록의 화면 내 예측 모드 중 가장 많이 발생하는 모드를 상기 초기 모드로 유도할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록에 대해서 부/복호화한 화면 내 예측 모드를 상기 초기 모드로 유도할 수 있다. 또는, 상기 제1 서브 블록에 대해서 부/복호화한 화면 내 예측 모드를 상기 초기 모드로 유도할 수 있다.
현재 블록 내의 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도함에 있어 임의의 순서로 하나 이상의 서브 블록의 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다. 이때, 상기 임의의 순서는 스캐닝 순서일 수 있으며 래스터 스캔, 업라이트 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔, 대각 스캔, 지그재그 스캔 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 상기 스캐닝 순서에 따라 화면 내 예측 모드를 유도하는 서브 블록의 개수는 1개 이상일 수 있다. 상기 임의의 순서는 주변 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
이하에서, 참조 샘플 구성 단계(S1220)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 현재 블록 또는 현재 블록보다 작은 크기 및/또는 형태를 가지는 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행함에 있어, 예측을 위해 사용되는 참조 샘플을 구성할 수 있다. 이하에서는 현재 블록을 기준으로 설명하며 상기 현재 블록은 서브 블록을 의미할 수 있다. 상기 참조 샘플은 현재 블록 주변의 복원된 하나 이상의 샘플 또는 샘플 조합을 이용하여 구성할 수 있다. 추가적으로 상기 참조 샘플을 구성함에 있어 필터링이 적용될 수 있다. 이때 복수의 복원 샘플 라인 상의 각 복원 샘플들을 그대로 사용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 또는, 동일 복원 샘플 라인 상의 샘플 간 필터링 후 참조 샘플을 구성할 수 있다. 또는, 서로 다른 복원 샘플 라인 상의 샘플 간 필터링 후 참조 샘플을 구성할 수 있다. 상기 구성된 참조 샘플은 ref[m, n], 주변의 복원된 샘플 또는 이를 필터링한 샘플은 rec[m, n]으로 나타낼 수 있다. 이때, 상기 m 또는 n은 소정의 정수 값일 수 있다.
도 9는 현재 블록의 화면 내 예측에 이용될 수 있는 주변의 복원 샘플 라인들을 예시적으로 도시한 도면이다.
복수의 복원 샘플 라인은, 예를 들어, 현재 블록의 좌측 및/또는 상단에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인일 수 있다. 상기 하나 이상의 복원 샘플 라인을 이용하여 하나 이상의 참조 샘플을 구성할 수 있다. 도 9에 도시된 예에서, 4x4 크기의 현재 블록의 좌측 및/또는 상단에 인접한 복수의 복원 샘플 라인 중 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하여 현재 블록의 화면 내 부호화를 위한 참조 샘플을 구성할 수 있다. 이때, 좌측 및 상단의 참조 샘플은 동일한 또는 상이한 복원 샘플 라인을 이용하여 구성될 수 있다. 도 9에 도시된 예에서, 수평, 수직 및/또는 대각선 방향을 제외한 방향성 예측 모드의 경우, 하나의 복원 샘플 라인 상에 존재하는 하나 이상의 복원 샘플들을 이용하여 현재 블록의 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 W(가로) x H(세로)인 경우, 현재 블록 내의 왼쪽 상단 샘플 위치는 (0, 0)일 때, 해당 샘플 위치를 기준으로 가장 근접한 왼쪽 상단의 참조 샘플의 상대적인 위치를 (-1, -1)로 설정할 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플을 유도하기 위해, 주변의 하나 이상의 복원 샘플들의 가중합이 이용될 수 있다. 이 때, 복원 샘플에서 현재 블록까지의 거리 및 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 따른 방향성이 고려될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하여 현재 부호화 블록에 대한 참조 샘플을 구성할 때, 현재 블록으로부터의 거리 및 화면 내 예측 모드에 따른 방향성에 따라 서로 다른 가중치를 할당하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 아래의 수학식 4은 현재 블록과 인접한 2개의 복원 샘플 라인을 이용하여 가중합을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 예를 보여준다. 상기 가중합은 현재 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 크기, 형태 및/또는 분할 정보) 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 크기, 형태, 분할 정보 등)에 기초하여 수행될 수 있다. 예컨대, 가중합에 적용되는 필터(예를 들어 3-탭 필터, 5-탭 필터, 7-탭 필터 및/또는 N-탭 필터)의 선택은 적어도 하나 이상의 상기 정보를 고려하여 수행될 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000004
또는, 현재 블록으로부터의 거리 또는 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기반하여 복수의 복원 샘플들의 평균값, 최대값, 최소값, 중간값, 최빈값 중 적어도 하나 이상의 값을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 이 때 사용되는 복수의 복원 샘플들은 각각의 복원 샘플 라인 또는 서로 다른 복원 샘플 라인상에서 필터링된 복원 샘플들일 수 있다.
또는, 동일한 복원 샘플 라인 및/또는 서로 다른 복원 샘플 라인상에서 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값의 변화(변화량)에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, 연속하는 두 개의 복원 샘플들의 값이 임계치 이상 차이나는지 여부, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 연속적으로 또는 불연속적으로 변하는지 여부 등 적어도 하나 이상에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, rec[-1, -1]과 rec[-2, -1]이 임계치 이상 차이나는 경우, ref[-1, -1]은 rec[-1, -1]로 결정되거나, rec[-1, -1]에 소정의 가중치를 부여한 가중 평균을 적용한 값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 현재 블록에 가까워질수록 n씩 변하는 경우, 참조 샘플 ref[-1, -1] = rec[-1, -1]-n으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하여 현재 블록으로부터의 거리 및/또는 방향성에 따라 서로 다른 가중치를 할당하여 현재 부호화 블록에 대한 화면내 예측블록을 구성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인이 4개이고, 4개의 복원 샘플 라인이 모두 이용 가능하며, 현재 블록의 화면 내 예측 방향이 좌상단 대각 방향(45도)일 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 4개의 복원 샘플들(rec[-4, -4], rec[-3, -3], rec[-2, -2], rec[-1, -1])의 가중합을 이용하여 현재 블록 내의 샘플 위치 (0, 0)에 대한 예측 샘플 Pred(0,0)을 유도할 수 있다. 이때 가중합을 수행하기 위해, 전술한 바와 같이, 현재 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 크기, 형태 및/또는 분할 정보) 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 크기, 형태 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나 이상에 기초하여 임의의 필터의 정밀도(precision)를 적응적으로 선택할 수 있다. 가중합의 수행이 적용되는 필터의 길이(Tap-length)는 사용된 하나 이상의 복원 샘플 라인의 수와 같거나 다를 수 있다. 예컨대, 도 9에 도시된 예에서, pred(0,0)은 아래의 수학식 5을 이용하여 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000005
상기 수학식 5에서, 가중치 w1 내지 w4의 합은 1일 수도 있고 1이 아닐 수도 있다. 또한, 각각의 가중치는 양수 또는 음수일 수 있다. 일예로, 가중합의 수행에 적용되는 필터의 정밀도를 4비트로 가정할 때, 소수 연산에 따른 라운딩 에러를 피하기 위해 쉬프트 연산을 수행할 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 6에서, 가중치 w1은 1, w2는 2, w3는 5, w4는 8일 수 있다. 또한, 쉬프트(shift)는 4, 오프셋(offset)은 8 (1 << (shift-1))을 적용할 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000006
예를 들어, 상기 예측 샘플을 구성하기에 앞서 하나 이상의 복원 샘플들(rec[-1, -1], rec[-2, -2], rec[-3, -3], rec[-4, -4])은 각각의 복원 샘플 라인 또는 서로 다른 복원 샘플 라인 상의 적어도 하나 이상의 복원 샘플들을 이용하여 참조 샘플 필터링을 수행한 후, 필터링된 값을 사용하여 가중합을 계산할 수 있다. 이때 참조 샘플 필터링은 현재 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 크기, 형태 및/또는 분할 정보) 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 크기, 형태 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나 이상의 정보에 기초하여 임의의 필터 (예를 들어 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터, N-tap 필터 중 적어도 하나 이상)를 선택적으로 적용하여 수행될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인을 이용하여 예측 샘플을 구성할 때, 현재 블록으로부터의 거리 및/또는 화면 내 예측 모드에 따른 방향성을 고려하여 복원 샘플 라인상의 하나 이상의 복원된 샘플들의 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 또는 최빈값 중 적어도 하나 이상을 이용하여 예측 샘플을 구성할 수 있다. 이때 사용되는 복수의 복원 샘플 라인 상의 복원 샘플들은 각각의 복원 샘플 라인 또는 서로 다른 복원 샘플 라인 상에서 참조 샘플 필터링을 수행한 후, 필터링된 값을 사용하여, 예측 블록을 생성하기 위한 평균값, 최대값, 최소값, 중간값 또는 최빈값을 계산할 수 있다.
예를 들어, 주변의 복원된 샘플 rec[m, n]로부터 현재 블록과 가장 유사한 복원 블록을 찾은 후, 여기서 얻어진 정보를 통해 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때, 현재 블록과 유사한 블록에 대한 위치 정보 (m, n) 중 적어도 하나 이상은 엔트로피 부/복호화되거나, 또는 복호화기와 부호화기가 동일한 과정을 수행함으로써, 묵시적으로 유도할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록과 가장 유사한 예측 블록을 복원 샘플들로부터 예측할 수 있으며, 현재 블록에 대한 잔차 신호는 현재 블록 및 주변의 복원 샘플들로부터 찾은 현재 블록과 가장 유사한 예측 블록간의 차분값를 이용하여 생성될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록과 가장 유사한 예측 블록을 복원 샘플로부터 유도한 후, 이때 유도된 복원 샘플 주변의 하나 이상의 복원 샘플 라인을 현재 블록에 대한 참조 샘플로 이용할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대한 하나 이상의 참조 샘플 라인 및 복원 샘플로부터 유도한 현재 블록과 가장 유사한 예측 블록 주변의 하나 이상의 참조 샘플 라인 중 적어도 하나 이상을 이용하여 현재 블록에 대한 참조 샘플을 유도할 수 있다.
일 예로, 현재 블록에 대해 허용된 하나 이상의 참조 샘플 라인에서 최적이라고 판단된 하나의 참조 샘플 라인과 복원 샘플로부터 유도한 현재 블록과 가장 유사한 예측 블록 주변의 하나 이상의 참조 샘플 라인 중 최적이라고 판단된 하나의 참조 샘플 라인의 가중치 합으로 현재 부호화 블록에 대한 참조샘플을 구성 할 수 있다.
일 예로, 현재 블록에 대해 허용된 하나 이상의 참조 샘플 라인들 중에서 선택된 하나의 참조 샘플 라인으로부터 현재 블록에 대한 상단 참조 샘플을 구성할 수 있다. 또한, 복원 샘플로부터 유도한 현재 블록과 가장 유사한 예측 블록 주변의 하나 이상의 참조 샘플 라인들 중에서 선택된 하나의 참조 샘플 라인으로부터 현재 블록에 대한 왼쪽 참조 샘플을 구성할 수 있다. 상기 선택된 하나의 참조 샘플 라인은 하나 이상의 참조 샘플 라인들 중에서 최적이라고 판단된 참조 샘플 라인일 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하여 제1 잔차 신호를 획득하고, 이때 얻어진 최적 화면 내 예측 모드를 복원 샘플로부터 유도한 현재 블록과 가장 유사한 예측 블록에 대해 적용하여 제2 잔차 신호를 획득하고, 제1 잔차 신호와 제2 잔차 신호와의 차분값을 이용하여 현재 블록에 대한 잔차 신호를 생성할 수 있다.
상기 참조 샘플 라인의 길이는 상기 복원 샘플 라인마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 복원 샘플 라인 n은 복원 샘플 라인 n-1보다 m개의 샘플만큼 길게 또는 짧게 구성될 수 있다.
또는, 상기 참조 샘플 라인의 각각은 화면 내 예측 모드에 따라 쉬프트됨으로써, 재구성될 수 있다. 예컨대, 화면 내 예측 모드에 의해 참조되는 위치에 참조 샘플이 존재하지 않는 경우, 참조 샘플이 위치할 수 있도록 해당 참조 샘플 라인을 쉬프트할 수 있다. 어떤 참조 샘플 라인을 쉬프트할지 또는 얼마만큼 쉬프트할지는 화면 내 예측 모드, 예측 각도 및/또는 참조 샘플 라인의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 가장 가까운 참조 샘플 라인만을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 또는 복수의 참조 샘플 라인들을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 여부에 관한 정보는 부/복호화될 수 있다. 예컨대 상기 정보는, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, CU, PU, TU 레벨 중 적어도 하나의 레벨에서 부/복호화될 수 있다. 또한, 복수의 참조 샘플 라인들의 이용가능성에 대한 정보가 보다 상위 레벨에서 시그널링될 수도 있다.
현재 블록에 대한 화면내 예측을 위한 참조 샘플을 선택할 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 바로 인접한 왼쪽 및/또는 상단의 참조 샘플들을 사용할 수 있다. 또는, 기 복원된 왼쪽 열 및/또는 상단 행에 존재하는 모든 가용한 복원 샘플들을 탐색하여 현재 블록에 대한 최적의 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
도 10은 참조 샘플을 재구성하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 10에서 굵은 선으로 둘러싸인 부분은 현재 블록을 나타낸다. 또한 각 격자는 하나의 샘플을 나타내고, 각 격자의 음영은 해당 샘플의 샘플 값을 나타낼 수 있다. 즉, 유사한 음영을 갖는 격자는 유사한 샘플 값을 갖는 샘플에 해당할 수 있다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 상단에 위치한 참조 샘플은 현재 블록과의 상관도가 상대적으로 낮을 수 있다. 이와 같은 경우, 현재 블록의 상단 행에 위치한 가용한 모든 복원 샘플들로부터 현재 블록과의 상관도가 높은 참조 샘플들이 탐색될 수 있다. 탐색된 높은 상관도를 갖는 참조 샘플들을 이용하여, 현재 블록의 상단 참조 샘플 또는 현재 블록의 화면내 예측에 필요한 모든 참조 샘플을 재구성할 수 있다. 도 10의 (a)에 도시된 예에서는, 상단 행의 a 위치에서 b 위치까지의 참조 샘플들이 높은 상관도를 갖는 참조 샘플들로서 탐색될 수 있다. 그 후, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 탐색된 높은 상관도를 갖는 참조 샘플들을 이동시킴으로써, 현재 블록의 상단 참조 샘플을 재구성할 수 있다.
도 10에 도시된 예에서, 참조 샘플의 이동(shifting)에 관한 정보 (즉, 가로 방향으로의 쉬프팅에 관한 정보)는 양의 정수 또는 음의 정수 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보의 디폴트 값은 0일 수 있다. 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 부/복호화되거나, 부/복호화기에서 묵시적으로 유도될 수 있다.
예컨대, 현재 블록 내의 좌상단 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, (-1, -1) 위치의 좌측에 최적 상단 참조 샘플들이 위치하는 경우, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 음의 값을 가질 수 있다. 또한, (-1, -1) 위치의 우측에 최적 상단 참조 샘플들이 위치하는 경우, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 양의 값을 가질 수 있다. 또는, 상기 정보는 반대의 음양 부호를 가질 수도 있다. 또한, (-1,-1) 위치 이외의 임의의 참조 샘플 위치를 기준으로 음양 부호가 결정될 수도 있다.
참조 샘플의 이동(shifting)의 단위는 현재 블록 및/또는 주변 블록들의 화면 내 예측 모드, 블록 크기, 형태 및/또는 변환(transform) 유닛의 크기, 형태 및/또는 분할 정보 중 적어도 하나 이상의 부호화 정보에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 참조 샘플의 이동은 하나의 픽셀 단위로 수행하거나 또는 임의의 픽셀들 단위로 수행될 수 있다.
예컨대, 현재 블록 내의 좌상단 샘플의 상대적 위치를 (0, 0)이라 할 때, (-1, -1)을 중심으로 임의의 탐색 범위(search range) 내에서 소정의 단위를 사용하여 현재 블록의 최적 상단 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 상기 소정의 단위는 예컨대, 하나의 픽셀 단위, 블록의 크기에 기초한 단위 중 적어도 하나 이상일 수 있다. 상기 블록의 크기에 기초한 단위는 예를 들어, 블록의 크기의 1/2, 또는 1/4일 수 있다. 또한 상기 블록은 변환 블록을 포함하여 모든 형태의 블록일 수 있다. 상기 탐색 범위는 현재 블록에 대해 가용한 상단의 복원 샘플들을 모두 포함하는 영역일 수 있다. 또는 탐색 범위는 부/복호화기에서 기정의될 수 있다. 또는 탐색 범위에 관한 정보가 부/복호화되거나, 부/복호화기에서 동일한 방법에 의해 묵시적으로 유도될 수 있다.
예컨대, 현재 블록의 크기가 8x8이고, 이동(shifting) 단위는 현재 블록 크기의 1/2인 4일 수 있다. 이 경우 부/복호화기는 설정된 탐색 범위 내에서 4 픽셀 단위로 이동(shifting)하면서 최적 상단 참조 샘플들을 재구성할 수 있다. 이 때, 예컨대, 한 픽셀 단위의 이동(4 픽셀만큼 이동)을 부호화하기 위해, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 1의 값을 가질 수 있다. 예컨대, 두 픽셀 단위의 이동(8 픽셀만큼 이동)을 부호화하기 위해, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 2의 값을 가질 수 있다.
예컨대, 현재 블록의 변환 유닛의 크기가 8x8이고, 이동(shifting) 단위는 현재 변환 유닛 크기의 1/4인 2일 수 있다. 이 경우 부/복호화기는 설정된 탐색 범위 내에서 2 픽셀 단위로 이동(shifting)하면서 최적 상단 참조 샘플들을 재구성 할 수 있다. 이 때, 한 픽셀 단위의 이동(2 픽셀만큼 이동)을 부호화하기 위해, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 1의 값을 가질 수 있다.
도 11은 참조 샘플을 재구성하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 11에서 굵은 선으로 둘러싸인 부분은 현재 블록을 나타낸다. 또한 각 격자는 하나의 샘플을 나타내고, 각 격자의 음영은 해당 샘플의 샘플 값을 나타낼 수 있다. 즉, 유사한 음영을 갖는 격자는 유사한 샘플 값을 갖는 샘플에 해당할 수 있다.
도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 좌측에 위치한 참조 샘플은 현재 블록과의 상관도가 상대적으로 낮을 수 있다. 이와 같은 경우, 현재 블록의 좌측 열에 위치한 가용한 모든 복원 샘플들로부터 현재 블록과의 상관도가 높은 참조 샘플들이 탐색될 수 있다. 탐색된 높은 상관도를 갖는 참조 샘플들을 이용하여, 현재 블록의 좌측 참조 샘플 또는 현재 블록의 화면내 예측에 필요한 모든 참조 샘플을 재구성할 수 있다. 도 11의 (a)에 도시된 예에서는, 좌측 열의 a 위치에서 b 위치까지의 참조 샘플들이 높은 상관도를 갖는 참조 샘플들로서 탐색될 수 있다. 그 후, 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 탐색된 높은 상관도를 갖는 참조 샘플들을 이동시킴으로써, 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 재구성할 수 있다.
도 11에 도시된 예에서, 참조 샘플의 이동(shifting)에 관한 정보 (즉, 세로 방향으로의 쉬프팅에 관한 정보)는 양의 정수 또는 음의 정수 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보의 디폴트 값은 0일 수 있다. 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 부/복호화되거나, 부/복호화기에서 묵시적으로 유도될 수 있다.
예컨대, 현재 블록 내의 좌상단 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, (-1, -1) 위치의 위쪽에 최적 상단 참조 샘플들이 위치하는 경우, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 음의 값을 가질 수 있다. 또한, (-1, -1) 위치의 아래쪽에 최적 상단 참조 샘플들이 위치하는 경우, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 양의 값을 가질 수 있다. 또는, 상기 정보는 반대의 음양 부호를 가질 수도 있다. 또한, (-1,-1) 위치 이외의 임의의 참조 샘플 위치를 기준으로 음양 부호가 결정될 수도 있다.
참조 샘플의 이동(shifting)의 단위는 현재 블록 및/또는 주변 블록들의 화면 내 예측 모드, 블록 크기, 형태 및/또는 변환(transform) 유닛의 크기, 형태 및/또는 분할 정보 중 적어도 하나 이상의 부호화 정보에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 참조 샘플의 이동은 하나의 픽셀 단위로 수행하거나 또는 임의의 픽셀들 단위로 수행될 수 있다.
예컨대, 현재 블록 내의 좌상단 샘플의 상대적 위치를 (0, 0)이라 할 때, (-1, -1)을 중심으로 임의의 탐색 범위(search range) 내에서 소정의 단위를 사용하여 현재 블록의 최적 좌측 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 상기 소정의 단위는 예컨대, 하나의 픽셀 단위, 블록의 크기에 기초한 단위 중 적어도 하나 이상일 수 있다. 상기 블록의 크기에 기초한 단위는 예를 들어, 블록의 크기의 1/2, 또는 1/4일 수 있다. 또한 상기 블록은 변환 블록을 포함하여 모든 형태의 블록일 수 있다. 상기 탐색 범위는 현재 블록에 대해 가용한 좌측의 복원 샘플들을 모두 포함하는 영역일 수 있다. 또는 탐색 범위는 부/복호화기에서 기정의될 수 있다. 또는 탐색 범위에 관한 정보가 부/복호화되거나, 부/복호화기에서 동일한 방법에 의해 묵시적으로 유도될 수 있다.
예컨대, 현재 블록의 크기가 8x8이고, 이동(shifting) 단위는 현재 블록 크기의 1/2인 4일 수 있다. 이 경우 부/복호화기는 설정된 탐색 범위 내에서 4 픽셀 단위로 이동(shifting)하면서 최적 좌측 참조 샘플들을 재구성할 수 있다. 이 때, 예컨대, 한 픽셀 단위의 이동(4 픽셀만큼 이동)을 부호화하기 위해, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 1의 값을 가질 수 있다. 예컨대, 두 픽셀 단위의 이동(8 픽셀만큼 이동)을 부호화하기 위해, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 2의 값을 가질 수 있다.
예컨대, 현재 블록의 변환 유닛의 크기가 8x8이고, 이동(shifting) 단위는 현재 변환 유닛 크기의 1/4인 2일 수 있다. 이 경우 부/복호화기는 설정된 탐색 범위 내에서 2 픽셀 단위로 이동(shifting)하면서 최적 좌측 참조 샘플들을 재구성 할 수 있다. 이 때, 한 픽셀 단위의 이동(2 픽셀만큼 이동)을 부호화하기 위해, 상기 참조 샘플의 이동에 관한 정보는 1의 값을 가질 수 있다.
현재 블록에 대한 참조 샘플의 이동(shifting)은 상단 행에 위치한 가용한 복원 샘플들에 대해서만 적용하거나, 또는 좌측 열상에 위치한 가용한 복원 샘플들에 대해서만 적용할 수 있다. 또는, 상단 행 및 좌측 열에 위치한 가용한 복원 샘플들에 대해 적용할 수 있다. 또한 상기 참조 샘플의 이동(shifting)은 휘도 및 색차 성분 중 적어도 하나 이상의 신호 성분에 적용할 수 있다.
현재 블록에 대한 참조 샘플의 이동(shifting)은 좌측 및/또는 상단에 위치한 가용한 복원 샘플에 대해 동시에 적용될 수 있다. 예를 들어, 양의 방향으로의 이동은 동일한 이동(shifting) 정보에 기초하여, 상단에 위치한 복원 샘플은 오른쪽으로 이동, 좌측에 위치한 복원 샘플은 상단으로 이동하는 것을 의미할 수 있다.
현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하여 현재 블록에 대한 참조 샘플을 재구성하는 경우에도, 상기 참조 샘플의 이동(shifting)에 의한 참조 샘플 재구성이 적용될 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하여 현재 블록에 대한 참조 샘플을 재구성할 때, 각각의 복원 샘플 라인에 대해 본 발명에 따른 상기 참조 샘플의 이동(shifting)을 상단 및 좌측 방향 중 적어도 하나 이상에 적용하여 참조 샘플을 재구성할 수 있다. 부호화기는 RD 기반 비용 함수가 최소가 되는 임의의 복원 샘플 라인으로부터 현재 블록에 대한 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하여 현재 블록에 대한 참조 샘플을 재구성할 때, 하나 이상의 복원 샘플 라인들이 구성하는 영역 내에서 참조 샘플의 이동(shifting)을 적용하여 참조 샘플을 재구성할 수 있다. 예를 들어, 상단 및/또는 좌측 복원 샘플이 최대 4개 라인까지 사용 가능하다고 할 때, 4개의 복원 샘플 라인들이 구성하는 영역 내에서 현재 블록에 대한 최적 상단 및/또는 좌측 참조 샘플을 탐색할 수 있다. 이 경우, 가로 및/또는 세로 방향의 이동(shifting)에 따른 정보(예컨대, 움직임 정보)는 부/복호화되어 전송되거나, 또는 부/복호화기에서 묵시적으로 유도할 수 있다.
하나 이상의 복원 샘플 라인을 이용하여 현재 블록에 대한 참조 샘플을 재구성할 때, 재구성되는 참조 샘플들을 임의의 단위(픽셀 또는 임의의 블록 크기 단위)로 구분하고, 각 단위(구간)별로 서로 다른 복원 샘플 라인으로부터 참조 샘플을 재구성할 수 있다.
임의의 위치(상단 또는 좌측)에서 참조 샘플을 이동(shifting)할 때, 이동(shifting)된 위치에서 현재 블록에서 필요로 하는 모든 참조 샘플이 가용한 경우, 참조 샘플의 이동이 수행될 수 있다. 또는 이동(shifting)된 위치에서 현재 블록에서 필요로 하는 참조 샘플의 전부 또는 일부가 가용하지 않은 경우, 주변의 가용한 참조 샘플을 이용하여 비가용 참조 샘플을 패딩한 후 참조 샘플의 이동이 수행될 수 있다. 예컨대, 참조 샘플의 전부 또는 일부가 픽쳐, 타일, 슬라이스, CTU 및/또는 CU의 경계 밖에 위치하는 경우, 해당 참조 샘플은 비가용한 것으로 판단될 수 있다.
현재 부호화 블록에 대한 화면내 예측을 위한 참조 샘플을 구성한 후, 하나 이상의 참조 샘플 단위로 참조 샘플들을 교환 및/또는 대체하여 현재 부호화 블록에 대한 참조 샘플을 재구성 할 수 있다.
도 12는 참조 샘플을 재구성하는 또 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 12에서 굵은 선으로 둘러싸인 부분은 현재 블록을 나타낸다. 또한 각 격자는 하나의 샘플을 나타내고, 각 격자의 음영은 해당 샘플의 샘플 값을 나타낼 수 있다. 즉, 유사한 음영을 갖는 격자는 유사한 샘플 값을 갖는 샘플에 해당할 수 있다.
도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 참조 샘플을 구성한 후, 각각 4개의 픽셀들을 포함하는 A, B 구간에 대해 참조 샘플들의 교환 또는 대체가 수행될 수 있다. 예컨대, 참조 샘플의 교환 또는 대체는 현재 블록과의 상관도가 높은 참조 샘플을 재구성하기 위해 수행될 수 있다. 예컨대, 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이, B 구간의 값들로 A 구간의 값들을 대체할 수 있다. 또는 A 구간의 참조 샘플들과 B 구간의 참조 샘플들을 교환할 수 있다.
현재 블록에 대한 화면 내 예측 시, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 현재 블록은 하나 이상의 예측 블록으로 분할될 수 있다. 분할된 예측 블록들은 동일한 참조 샘플을 참조함으로써, 현재 블록 내의 하나 이상의 예측 블록들에 대한 화면 내 예측은 병렬로 처리될 수 있다.
도 13은 현재 블록을 분할하여 생성된 복수의 예측 블록을 부/복호화하는 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이 8x8 크기의 현재 블록은은 8x4 크기의 2개의 예측 블록으로 분할될 수 있다. 각각의 예측 블록에 대해 화면 내 예측을 수행하는 경우, 제1 예측 블록에 대한 상단 참조 샘플과 동일한 참조 샘플을 이용하여 제2 예측 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 그 결과, 제1 예측 블록과 제2 예측 블록에 대한 화면 내 부/복호화는 동시에 수행될 수 있다.
도 14는 현재 블록을 분할하여 생성된 복수의 예측 블록을 부/복호화하는 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시된 예에서, 제1 예측 블록에 대한 상단 참조 샘플은 제2 예측 블록에 대해서는 낮은 상관도를 가질 수 있다. 도 14에 도시된 예에서는, 이러한 점을 감안하여, 제1 예측 블록에 대한 상단 참조 샘플을 보상한 후, 제2 예측 블록에 대한 상단 참조 샘플로서 참조한다. 예컨대, 도 14에 도시된 바와 같이, 제1 예측 블록에서 사용된 상단 참조 샘플을 보상한 참조 샘플을 기준으로 제2 예측 블록에 대한 부/복호화를 수행할 수 있다. 이때 보상에 이용되는 보상값은 주변의 복원 샘플들로부터 계산할 수 있다. 예컨대, 보상값은 좌측 복원 샘플인 a, b의 차분값 A (A = a-b)일 수 있다. 상기 보상값은 그대로 이용되거나, 또는 부/복호화기에서 동일한 규칙에 따라 임의의 크기로 스케일링된 후 이용될 수 있다.
하나 이상의 블록에 대한 화면 내 예측을 병렬적으로 수행하는 경우에도 전술한 방법을 사용할 수 있다. 예를 들어, 도 13 및 도 14에 도시된 예측 블록들 각각이 하나의 블록(8x4)이라 가정할 때, 전술한 방법에 따라 동일한 참조 샘플을 사용하여 화면 내 예측을 병렬적으로 수행할 수 있다.
하나 이상의 블록에 대한 화면 내 예측을 병렬적으로 수행하는 경우에, 제2 예측 블록(또는 아래쪽에 위치한 블록)의 우상단 참조 샘플은 가용하지 않을 수 있다. 이 경우, 제1 예측 블록(또는 위쪽에 위치한 블록)의 우상단 참조 샘플을 복사하여 사용할 수 있다. 또는 제1 예측 블록(또는 위쪽에 위치한 블록)의 우상단 참조 샘플들에 상기 보상을 수행함으로써, 제2 예측 블록(또는 아래쪽에 위치한 블록)에 대한 참조 샘플을 유도할 수 있다. 상기 보상에 이용되는 보상값은 전술한 바와 같이, 주변의 복원 샘플들로부터 계산된 차분값(A) 또는 스케일링된 차분값(A')일 수 있다.
도 14를 참조하여 설명한 예에서, 상기 보상값의 계산에 이용되는 주변의 복원 샘플들 및/또는 상기 스케일링에 이용되는 스케일링 팩터는 현재 블록, 제1 및/또는 제2 예측 블록의 형태, 크기, 위치, 임의의 기준 샘플의 위치 및/또는 현재 예측되는 샘플의 위치에 기초하여 결정될 수 있다.
도 13 및 도 14는 현재 블록을 수평 방향으로 분할하는 경우를 예시한다. 그러나, 현재 블록은 수직 방향으로 하나 이상의 예측 블록으로 분할될 수도 있다. 현재 블록을 수직 방향으로 분할하고, 각각의 블록을 병렬 처리하는 경우, 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한 바와 유사하게, 제1 예측 블록의 좌측 참조 샘플로부터 제2 예측 블록의 좌측 참조 샘플을 유도할 수 있다. 이 경우에도, 제1 예측 블록의 좌측 참조 샘플에 대해 보상을 수행할 수 있다. 또한, 상기 보상에 이용되는 보상값은 주변 복원 샘플의 수평 방향의 차분값 또는 스케일링된 차분값일 수 있다.
전술한 다양한 방법에 의해 참조 샘플을 구성한 후, 율-왜곡 최적화(Rate-distortion optimization)에 따른 비용 함수 값이 최소가 되는 부호화 모드로 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다.
전술한 다양한 방법 중 적어도 하나 이상의 방법으로 참조 샘플 및/또는 예측 샘플을 구성한 것을 나타내는 정보는 부/복호화되거나, 부/복호화기에서 묵시적으로 유도될 수 있다. 참조 샘플의 이동(shifting)에 관한 정보를 명시적으로 부/복호화하는 경우, 적어도 아래의 엔트로피 부호화 방법 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 또한, 이진화된 후에는 CABAC(ae(v))으로 최종 부/복호화 될 수도 있다.
- 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
- K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
- 단항(Unary) 이진화 방법
- 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
상기 참조 샘플을 선택함에 있어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록의 가용성(availability) 판단 및/또는 패딩(padding)이 수행될 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용한 경우에는 해당하는 상기 참조 샘플을 이용할 수 있다. 한편, 상기 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용하지 않은 경우에는 주변의 가능한 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 참조 샘플을 패딩하여 대체할 수 있다.
상기 참조 샘플이 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB), 소정의 경계 중 적어도 하나의 경계 밖에 존재하는 경우, 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다.
현재 블록을 제한된 화면 내 예측(CIP: constrained intra prediction)으로 부호화하는 경우에, 상기 참조 샘플을 포함한 블록이 화면 간 모드로 부/복호화되어 있으면 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단된 수 있다.
도 15는 가용한 복원 샘플을 이용하여 가용하지 않은 복원 샘플을 대체하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 주변의 복원 샘플이 가용하지 않다고 판단되는 경우, 주변의 가용한 복원 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 대체할 수 있다. 예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이, 가용한 샘플과 가용하지 않은 샘플이 존재하는 경우, 하나 이상의 가용한 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 대체할 수 있다.
비가용 샘플의 샘플값은 소정의 순서에 따라, 가용 샘플의 샘플값으로 대체될 수 있다. 비가용 샘플의 대체에 이용되는 가용 샘플은 비가용 샘플에 인접한 가용 샘플일 수 있다. 인접한 가용 샘플이 없는 경우, 가장 먼저 출현하는 또는 가장 가까운 가용 샘플이 이용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 순서는 예컨대, 좌하단에서 우상단의 순서일 수 있다. 또는 우상단에서 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 좌상단 코너에서 우상단 및/또는 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 우상단 및/또는 좌하단에서 좌상단 코너의 순서일 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 좌하단 샘플 위치인 0부터 시작하여 우상단 샘플의 순서로 비가용 샘플의 대체가 수행될 수 있다. 이 경우, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 가장 먼저 출현하는 또는 가장 가까운 가용 샘플 a의 값으로 대체될 수 있다. 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 마지막 가용 샘플 b의 값으로 대체될 수 있다.
또는, 비가용 샘플은 가용한 샘플들의 조합을 이용하여 대체될 수 있다. 예를 들어, 비가용 샘플의 양쪽 끝에 인접한 가용 샘플의 평균값을 이용하여 상기 비가용 샘플을 대체할 수 있다. 예컨대, 도 15에 있어서, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 가용 샘플 a의 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 가용 샘플 b와 c의 평균값으로 채울 수 있다. 또는, 13개의 비가용 샘플은 가용 샘플 b와 c의 샘플값 사이의 임의의 값으로 대체될 수 있다. 이 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값으로 대체될 수 있다. 예컨대, 비가용 샘플은 가용 샘플 a에 근접할수록 a의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 마찬가지로 비가용 샘플은 가용 샘플 b에 근접할수록 b의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 즉, 비가용 샘플로부터 가용 샘플 a 및/또는 b까지의 거리에 기초하여, 비가용 샘플의 값이 결정될 수 있다.
비가용 샘플의 대체를 위해 상기 방법들을 포함하는 복수의 방법 중 하나 이상이 선택적으로 적용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 방법은 비트스트림에 포함된 정보에 의해 시그널링 되거나, 부호화기와 복호화기가 미리 정한 방법이 이용될 수 있다. 또는 비가용 샘플의 대체 방법은 미리 정한 방식에 의해 유도될 수 있다. 예컨대, 가용 샘플 a와 b의 값의 차이 및/또는 비가용 샘플의 개수에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법을 선택할 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이와 임계값의 비교 및/또는 비가용 샘플의 개수와 임계값의 비교에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이가 임계값보다 크거나, 및/또는 비가용 샘플의 개수가 임계값보다 큰 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값을 갖도록 대체될 수 있다.
비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 소정의 단위로 수행될 수 있다. 예컨대, 비디오, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 유닛, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 중 적어도 하나 이상의 단위에 대해 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 이 때, 비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 상기 소정의 단위로 시그널링되는 정보에 기초하거나, 상기 소정의 단위로 유도될 수 있다. 또는 부호화기와 복호화기에서 미리 정한 방법이 적용될 수도 있다.
도 16은 가용한 복원 샘플을 이용하여 가용하지 않은 복원 샘플을 대체하는 다른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16에 도시된 예에서, 현재 블록의 크기가 8x8 이고, 상단 참조 샘플 중에서 우상단에 위치한 C 블록에 포함된 8개의 샘플들이 비가용 샘플들이다. 이 때, 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 8개의 비가용 샘플들에 가장 근접한 가용 샘플의 샘플값인 b를 이용하여 8개의 비가용 샘플들을 대체할 수 있다. 또는 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이, b 값 대신 임의의 b'값을 이용하여 8개의 비가용 샘플들을 대체할 수 있다.
임의의 b' 값은 예컨대, B 블록에 포함된 참조 샘플들의 경사도(gradient)에 기초하여 유도될 수 있다. b' 값의 계산을 위해, 예컨대, 아래의 의사 코드(pseudo code)가 이용될 수 있다.
B 블록에 포함된 참조 샘플들의 평균(avg.)을 계산한 후, b 값과의 경사도를 고려하여, b'를 유도(1) Compute avg.(2) delta = avg. - b(3) if (delta > 0) b' = b - scaled_delta(4) if (delta < 0) b' = b + scaled_delta(5) else 기존 방법으로 수행
먼저, B 블록에 포함된 참조 샘플들의 평균을 계산할 수 있다. 현재 블록의 크기가 8x8인 경우 현재 블록 상단의 8개의 복원 샘플들이 평균의 계산이 이용될 수 있다. 이후, 계산된 평균과 샘플값 b 간의 경사도(gradient)를 고려하여 b'를 유도할 수 있다.
상기 계산된 평균과 샘플값 b의 차분값(delta)을 구한 뒤, 만약 차분값이 0보다 크다면 B 블록에 속한 8개의 참조 샘플들의 값은 점차 감소하는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 샘플값 b에 상기 감소치를 반영하여 b'를 유도할 수 있다. 만약 차분값이 0보다 작다면 B 블록에 속한 8개의 참조 샘플들의 값은 점차 증가하는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 샘플값 b에 상기 증가치를 반영하여 b'를 유도할 수 있다.
상기 의사 코드에서 평균(avg.)은 현재 블록의 가로 크기에 해당하는 가용한 참조 샘플들의 평균일 수 있다. 즉, 도 16에 있어서, 평균은 B 블록에 속한 8개의 참조 샘플들의 평균일 수 있다. 그러나, 평균의 계산에 이용되는 참조 샘플의 수는 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 16에 있어서, B 블록에 속한 8개의 참조 샘플들 중 적어도 하나 이상의 참조 샘플들을 이용하여 상기 평균을 구할 수 있다. 예컨대, 상기 평균은 비가용 참조 샘플 근처에 위치한 K 개의 가용 참조 샘플들의 평균일 수 있다. 예를 들어, B 블록에 속한 8개의 참조 샘플들 중 오른쪽에 위치한 4개의 참조 샘플들만을 이용해서 상기 평균을 구할 수 있다.
또한, 상기 의사 코드에서 차분값(delta)을 구하기 위해 하나의 가용 참조 샘플의 샘플값 b가 이용되었으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, B 블록에 속한 8개의 참조 샘플들 중 적어도 하나 이상의 참조 샘플들을 이용하여 상기 차분값을 구할 수 있다. 예컨대, 상기 차분값을 구하기 위한 상기 적어도 하나 이상의 참조 샘플들은 비가용 참조 샘플 근처에 위치한 P개의 가용 참조 샘플들일 수 있다. 예컨대, P개의 참조 샘플들의 평균값을 상기 차분값으로 이용할 수 있다. 이때, 상기 차분값을 구하기 위한 가용 참조 샘플들의 수 P는 상기 평균을 구하기 위한 가용 참조 샘플들의 수 K보다 작을 수 있다.
또한, 상기 K개의 가용 참조 샘플들의 평균값 및/또는 상기 차분값을 유도하기 위한 P개의 가용 참조 샘플들의 평균값 대신에, 다른 통계값이 사용될 수 있다. 상기 통계값은 예컨대, 가중평균값, 최대값, 최소값, 중간값 또는 최빈값 중 하나 이상일 수 있다. 가중평균값이 사용되는 경우, 가중치는 가용 참조 샘플 및/또는 비가용 참조 샘플 각각의 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 상기 가중치는 가용 참조 샘플과 비가용 참조 샘플과의 거리에 반비례할 수 있다.
b' 값은 가용 참조 샘플의 샘플값 b에 차분값(delta)에 해당하는 경사도를 보상하여 구할 수 있다. 보상에 이용되는 보상값은 차분값(delta) 또는 차분값을 임의의 스케일링 팩터를 이용하여 스케일링한 값(scaled_delta)일 수 있다. scaled_delta는 delta보다 크거나 또는 작을 수 있다.
도 16의 (a)에 도시된 예에서, 현재 블록의 좌하단에 위치한 8개의 비가용 참조 샘플들은 가용한 참조 샘플의 샘플값인 a로 대체될 수 있다. 또는 도 16의 (b)를 참조하여 설명한 방법을 동일하게 적용하여, 현재 블록의 좌하단에 위치한 8개의 비가용 참조 샘플들은 a' 값으로 대체될 수 있다. 상기 방법들은 상단 및 좌측 참조 샘플들 모두에 대해 적용되거나 또는 임의의 방향에 대해서만 적용될 수 있다. 상기 방법들이 적용되는 임의의 방향은 현재 블록의 크기, 형태, 화면 내 예측 모드를 포함하는 부호화 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
또한, 도 16에 도시된 예에서, 우상단 또는 좌하단의 비가용 참조 샘플들은 일괄적으로 a' 또는 b' 값으로 대체될 수 있다. 또는 최초 얻어진 차분값(delta)을 점진적으로 스케일링하여 비가용 참조 샘플들의 각각에 대해 서로 다른 값을 적용할 수도 있다.
현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하는 경우에도 상기 패딩 방법을 적응적으로 적용할 수 있다.
도 17은 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하는 경우의 참조 샘플의 패딩을 설명하기 위한 예시도이다.
복수 개(예컨대, 최대 4개)의 복원 샘플 라인을 이용하여 현재 부호화 블록에 대한 참조 샘플을 생성하는 경우, 각각의 복원 샘플 라인에 대해 우상단 또는 좌하단에 위치한 참조 샘플이 가용하지 않을 수 있다. 가용하지 않은 참조 샘플에 대해 전술한 방법에 따라 참조 샘플을 생성한 후, RD 측면에서 최적의 복원 샘플 라인을 현재 블록의 참조 샘플로 설정할 수 있다.
도 17에 도시된 예에서, 최대 4개의 복원 샘플 라인을 이용하여 현재 블록에 대한 참조 샘플을 생성하는 경우, 점선 박스 내의 복원 샘플이 가용하지 않을 수 있다. 이 때, 4개의 복원 샘플 라인들의 가용한 복원 샘플들 중, 최외각에 위치한 가용 복원 샘플(굵은 실선 박스 내의 복원 샘플)의 정보를 이용하여, 가용하지 않은 우상단 또는 좌하단에 위치한 참조 샘플을 생성할 수 있다.
예컨대, 현재 블록의 우상단에 위치한 비가용 참조 샘플을 생성하기 위해 현재 블록의 우상단의 굵은 실선 박스 내의 4개의 가용 복원 샘플들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 예컨대, 상기 우상단의 굵은 실선 박스 내의 N개의 가용 복원 샘플들의 최대값, 최소값, 중간값, 평균값, 가중평균값 및 최빈값 중 적어도 하나 이상을 이용하여 비참조 샘플을 패딩할 수 있다. 상기 N은 예컨대, 4일 수 있다.
유사하게, 현재 블록의 좌하단에 위치한 비가용 참조 샘플은 현재 블록의 좌하단의 굵은 실선 박스 내의 4개의 가용 복원 샘플들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
또는, 도 17에 도시된 예에서, 비가용 참조 샘플을 생성하기 위해, 굵은 실선 박스 내의 가용 복원 샘플을 포함하거나 또는 포함하지 않는 하나 이상의 임의의 가용 복원 샘플이 이용될 수 있다.
상기 구성한 하나 이상의 참조 샘플에 대해서 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 블록의 크기 및/또는 형태 중 적어도 하나 이상에 기초하여 필터링 적용 여부 및/또는 필터 유형을 다르게 결정할 수 있다. 또한, 휘도 및 색차 성분 중 적어도 하나 이상의 성분에 대해 필터링을 적용할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수 개의 참조 샘플 라인에 대해서 필터링 적용 여부를 다르게 결정할 수 있다. 예를 들어, 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하고 두 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
또한, 예를 들어, 동일한 참조 샘플에 대해 필터링을 적용한 값과 적용하지 않은 값을 모두 사용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 블록의 크기, 형태, 변환 유닛의 크기 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나에 따라 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터, N-tap 필터 중 적어도 하나 이상을 다르게 선택하여 적용할 수 있다. 이때, N은 정수일 수 있다.
예를 들어, 주변의 가용 참조 샘플값을 이용하여 비가용 참조 샘플들을 동일한 값으로 대체한 경우, 참조 샘플 필터링을 수행하더라도, 동일한 값으로 대체된 상기 참조 샘플들의 필터링된 참조 샘플값들은 모두 동일할 수 있다. 또한 필터링된 참조 샘플값들이 모두 동일하므로, 해당 참조 샘플값들의 가중합을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측을 수행하면, 항상 동일한 예측 샘플값을 얻을 수 있다. 따라서, 상기 경우에는 참조 샘플 필터링 및/또는 예측 샘플값 유도 과정을 생략함으로써 부/복호화기에서의 연산량을 간소화할 수 있다.
도 18은 패딩된 비가용 참조 샘플을 포함하는 참조 샘플에 대한 필터링을 설명하기 위한 도면이다.
도 18의 (a)에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 좌하단 및 우상단의 비가용 참조 샘플들은 임의의 값으로 패딩될 수 있다. 도 18에서, 현재 블록의 좌상단 인접 샘플의 위치는 (-1,-1)이다. 도 18의 (b)는 인접한 좌측 및 상단의 참조 샘플을 1차원 배열로 나타낸다. 도 18의 (b)에 도시된 1차원 배열의 참조 샘플들 중에서 패딩된 좌하단 및 우상단 참조 샘플들은 필터링되지 않을 수 있다. 이 때, 패딩된 좌하단 샘플들은 A 블록에 포함되고, 패딩된 우상단 샘플들은 B 블록에 포함된다. 상기 좌하단 및 우상단의 패딩된 참조 샘플들은 제외한 나머지 참조 샘플에 대해서는 상기 필터링이 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 필터링은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 블록의 크기, 형태, 변환 유닛의 크기 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나에 따라 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터, N-tap 필터 중 적어도 하나 이상을 다르게 선택하여 적용할 수 있다. 이때, N은 정수일 수 있다. 도 18을 참조하여 설명한 예에서, 1차원 배열의 크기는 (4*nTbs +1) 이며, 이때 nTbs는 현재 블록 또는 변환 블록의 가로 또는 세로의 길이에 해당할 수 있다.
도 19는 비가용 참조 샘플을 포함하는 참조 샘플에 대한 필터링을 설명하기 위한 도면이다. 예컨대, 현재 블록의 크기가 8x8이고, A 블록 내의 좌하단 참조 샘플 및 B 블록 내의 우상단 참조 샘플이 비가용 참조 샘플인 경우, 주변의 가용 참조 샘플값을 이용하여 상기 비가용 참조 샘플들을 동일한 값으로 대체할 수 있다.
도 19의 (a)에 도시된 예에서는, 패딩된 참조 샘플들을 포함하여 모든 참조 샘플들이 필터링된 예를 도시한다. 도 19의 (b)는 패딩된 참조 샘플들을 제외한 참조 샘플들이 필터링된 예를 도시한다.
도 19의 (b)에 도시된 바와 같이, 동일한 값으로 대체된 참조 샘플에 대해서는 참조 샘플 필터링이 수행되지 않을 수 있다. 이때, 참조 샘플 필터링은 A 또는 B 블록에 포함된 참조 샘플을 제외한 나머지 참조 샘플들에 대해서만 적용될 수 있다. 또는 참조 샘플 필터링은 A 또는 B 블록에 포함된 참조 샘플을 제외한 나머지 참조 샘플들 중에서 최외각의 좌측 및/또는 우측 참조 샘플을 제외한 참조 샘플들에 대해서만 적용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 필터링은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 블록의 크기, 형태, 변환 유닛의 크기 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나에 따라 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터, N-tap 필터 중 적어도 하나 이상을 다르게 선택하여 적용할 수 있다. 이때, N은 정수일 수 있다.
예를 들어, 가용 참조 샘플값을 이용하여 비가용 참조 샘플들을 동일한 값으로 대체한 후 동일한 참조 샘플값을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있으며, 이 경우, 거리 및/또는 방향성에 따른 가중합의 연산 과정은 생략될 수 있다.
현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인들을 이용하는 경우에도 각각의 복원 샘플 라인들이 비가용 참조 샘플을 포함할 때, 도 19를 참조하여 설명한 방법이 적용될 수 있다.
전술한 방법 중 적어도 하나 이상의 방법으로 참조 샘플을 패딩하거나 필터링한 경우, 이를 나타내기 위한 정보가 부/복호화되거나, 또는 부/복호화기에서 묵시적으로 유도될 수 있다. 상기 정보가 명시적으로 부/복호화되는 경우, 적어도 아래의 엔트로피 부호화 방법 중 하나 이상이 사용될 수 있다. 또한, 이진화된 후 CABAC(ae(v))을 이용하여 최종적으로 부/복호화 될 수 있다.
- 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
- K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
- 단항(Unary) 이진화 방법
- 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
이하에서, 화면 내 예측 수행 단계(S1230)에 대해 보다 상세히 설명한다.
상기 유도된 화면 내 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록 또는 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이하 상세한 설명에서 현재 블록은 서브 블록을 의미할 수 있다.
화면 내 예측으로서, 예를 들어, 비방향성 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 비방향성 모드는 예컨대, DC 모드, Planar 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
비방향성 모드가 DC 모드인 경우, 상기 구성한 참조 샘플 중 하나 이상의 참조 샘플의 평균값을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때, 현재 블록의 경계에 위치한 하나 이상의 예측 샘플에 대해 필터링을 적용할 수 있다. 상기 평균값은 하나 이상일 수 있으며 예측 대상 샘플 위치에 따라 서로 다른 평균값으로 예측을 수행할 수 있다. 현재 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 상기 이용하는 참조 샘플이 다를 수 있다. 예를 들어, 블록의 크기가 소정의 크기 보다 큰 경우, 인접한 하나의 참조 샘플 라인을 이용하고, 소정의 크기 보다 작은 경우, 인접한 두 개의 참조 샘플 라인을 이용할 수 있다.
비방향성 모드가 Planar 모드인 경우, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따라 상기 구성한 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
화면 내 예측으로서, 예를 들어, 방향성 화면 내 예측이 수행할 수 있다. 방향성 모드는 예컨대, 수평 모드, 수직 모드 및 소정의 각도를 가지는 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
방향성 모드가 수평 및/또는 수직 모드인 경우, 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 수평 및/또는 수직 선상에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
방향성 모드가 소정의 각도를 가지는 모드인 경우, 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 소정의 각도 선상 및 주변에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때, N개의 참조 샘플이 이용될 수 있다. N은 2, 3, 4, 5, 6 등의 양의 정수일 수 있으며, 예를 들어 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, 6-tap 필터 등 N-tap 필터를 적용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때, 하나 이상의 참조 샘플 라인을 이용할 수 있으며, 각 라인에 적용하는 필터 유형은 서로 다를 수 있다. 상기 각 라인에 필터를 적용한 값의 가중 평균을 산출하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 방향성 예측에 사용하는 참조 샘플 라인의 개수은 방향성 모드, 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 따라 다를 수 있다.
또는, 위치 정보에 기반하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때 위치 정보는 부/복호화될 수 있으며 상기 위치에 있는 복원된 샘플 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수 있다. 또는, 복호화기에서 현재 블록과 유사한 블록을 검색하여 찾아낸 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수 있다.
또는, 휘도 및/또는 색차 신호에 기반하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 복원된 휘도 신호를 이용하여 색차 신호에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 복원된 하나의 색차 신호 Cb를 이용하여 다른 색차 신호 Cr에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
전술한 다양한 화면 내 예측 방법을 하나 이상 결합하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 소정의 비방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 블록과 소정의 방향성 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 블록의 가중합을 통하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 블록을 구성할 수 있다. 이때, 가중치(weight)는 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 블록의 크기, 형태 및/또는 샘플의 위치 중 적어도 하나 이상에 따라서 다르게 적용될 수 있다.
또는, 상기 하나 이상의 화면 내 예측 모드를 결합함에 있어, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 이용하여 예측한 값과 MPM 리스트에 있는 소정의 모드를 이용하여 예측한 값의 가중합을 통하여 예측 블록을 구성할 수 있다.
또는, 하나 이상의 참조 샘플 셋(set)을 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 구성한 참조 샘플에 필터링을 적용하지 않은 참조 샘플로 화면 내 예측한 블록과 필터링을 적용한 참조 샘플로 화면 내 예측한 블록의 가중합을 통하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
상기 화면 내 예측을 수행하는 과정에서 주변의 복원된 샘플을 이용한 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 필터링 과정은 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 블록의 크기, 형태 및/또는 샘플의 위치 중 적어도 하나에 따라서 수행되거나 수행되지 않을 수 있다. 상기 필터링 과정은 상기 화면 내 예측을 수행하는 과정에 포함되어 하나의 단계로 수행될 수 있다.
상기 현재 블록이 서브 블록으로 분할되고 각 서브 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도하여 화면 내 예측을 수행함에 있어, 현재 블록 내의 각 서브 블록에 대해 필터링을 적용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록 전체에 로우패스(low-pass) 필터를 적용할 수 있다. 또는 각 서브 블록의 경계에 위치하는 샘플에 대해 필터를 적용할 수 있다. 또는 각 서브 블록의 예측 블록 또는 복원된 블록에 필터를 적용할 수 있으며, 상기 필터를 적용한 서브 블록의 하나 이상의 샘플은 이후의 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는데 이용할 수 있다.
상기 현재 블록이 서브 블록으로 분할되고 각 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행함에 있어, 각 서브 블록은 부/복호화 블록, 예측 블록, 변환 블록 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 크기가 64x64 이고 서브 블록의 크기가 16x16인 경우, 각 서브 블록인 예측 블록에 대한 화면 내 예측 모드 유도 및/또는 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때, 상기 하나 이상의 서브 블록이 8x8 또는 4x4로 추가 분할되는 경우, 각 8x8 또는 4x4 블록은 변환 블록을 의미할 수 있으며 상기 16x16 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 추가 분할된 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
상기 방향성 화면 내 예측을 수행함에 있어, 현재 블록은 N개의 방향성 모드 중 하나 이상의 모드를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 이때, N은 33, 65 등을 포함하는 양의 정수일 수 있다.
상기 방향성 화면 내 예측을 수행함에 있어, 방향성 예측 모드에 따라 상기 구성한 참조 샘플을 재구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 방향성 예측 모드가 좌측 및 상단에 존재하는 참조 샘플을 모두 사용하는 모드인 경우, 좌측 또는 상단의 참조 샘플에 대해 1차원 배열을 구성할 수 있다.
도 20은 Pref로부터 참조 샘플의 1차원 배열(1-D reference sample array, p1, ref)을 생성하는 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 도 20에 도시된 바와 같이, 좌측에 존재하는 참조 샘플 중 하나 이상을 이용하여 상단의 참조 샘플에 대한 1차원 배열을 구성할 수 있다. 이때, 좌측 참조 샘플 중 상단의 참조 샘플을 구성하기 위해 사용되는 샘플은 상기 방향성 모드에 따라 달라질 수 있다. 상기 좌측 참조 샘플을 이동하여 상단의 참조 샘플을 구성할 수 있고, 또는 하나 이상의 좌측 참조 샘플의 가중합을 이용하여 상단의 참조 샘플을 구성할 수 있다.
상기 방향성 화면 내 예측을 수행함에 있어, 실수 단위의 보간 예측 (interpolated prediction)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 각 방향성 예측 모드에 해당하는 각도 파라미터(intraPredAngle)에 기반하여, 현재 블록 안의 샘플 위치에 따라 예측 샘플 보간을 위한 오프셋(offset, iIdx) 및/또는 가중치(weight, iFact) 값을 아래와 같이 결정할 수도 있다.
예를 들어, 1/32 pel 단위의 보간을 가정할 경우 수직의 방향을 갖는 방향성 모드에 대해서 오프셋과 가중치는 아래의 수학식 7과 같이 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000007
상기 수학식 7의 iFact 값에 따라 예측 샘플 값은 다르게 결정될 수 있다. 예를 들어, iFact가 0이 아닌 경우는, 참조 샘플 P1,ref 에서 예측의 위치는 정수 단위(full sample location)가 아닌 실수 단위이다. 따라서, 실수 위치에 인접한 복수의 참조 샘플(예컨대, 좌우에 인접한 두 개의 참조 샘플)을 이용하여 아래의 수학식 8와 같이 대상 샘플 (x, y) 위치에서의 예측 샘플 값을 생성할 수 있다. 이때, 상기 인접한 복수의 참조 샘플은 좌우에 인접한 4개 또는 6개일 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000008
예를 들어, iFact가 0인 경우, 아래의 수학식 9를 이용하여 예측 샘플 값을 생성할 수 있다. 또는, 참조 샘플 P1,ref 및 좌우에 존재하는 참조 샘플을 이용하여 3-tap [1/4:2/4:1/4] 필터를 적용할 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000009
방향성 예측 모드 중 수평 및/또는 수직 모드 중 적어도 하나의 경우는 참조 샘플에 대해 필터링을 수행하지 않을 수 있다. 또한, 참조 샘플에 대한 보간 예측이 필요하지 않을 수 있다. 또한, 상단 또는 좌측의 참조 샘플들 만으로 예측이 가능하기 때문에 상기 참조 샘플에 대한 1차원 배열을 구성하는 과정이 필요하지 않을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 비방향성 예측 수행 단계에 대해 설명한다.
Planar 모드의 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따라 상기 구성한 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합을 계산함으로써, 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록은 8x8 블록이고, 화면 내 예측 모드는 Planar 모드일 수 있다. Planar 모드의 경우, 도 21에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 우상단 참조 샘플 TR 및 좌하단 참조 샘플 BL의 가중합을 이용하여, 현재 블록 내의 우하단 샘플 K를 유도할 수 있다. 이때 가중합은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 블록 크기, 형태, 변환유닛의 크기 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나 이상에 따라 수행될 수 있다. 도 21에 도시된 예에서, 샘플 K는 TR 및 BL의 가중합을 이용하여 유도하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 샘플 K는 TR 및 BL의 평균값, 최소값, 최대값, 또는 임의의 가중합을 통해 유도될 수 있다.
도 21에 도시된 예에서, 현재 블록 내의 하단행에 포함된 샘플들(A 블록)은 BL로, 우측열에 포함된 샘플들(B 블록)은 TR로 대체된 후, 현재 블록 내 임의의 위치 (x, y)의 예측 대상 샘플은 각 샘플의 위치에 기초한 가중합으로 예측될 수 있다. 이 때, 예컨대, 아래의 수학식 10이 이용될 수 있다.
Figure PCTKR2017008286-appb-M000010
또는, 다른 실시예로서, 예를 들어, 현재 블록 내의 하단행에 포함된 샘플들(A 블록)은 BL 및 K의 거리에 따른 가중합으로, 우측열에 포함된 샘플들(B 블록)은 TR 및 K의 거리에 따른 가중합으로 유도될 수 있다. 또한, 현재 블록 내 임의의 위치 (x, y)의 예측 대상 샘플은 각 샘플의 위치에 기초한 가중합으로 예측될 수 있다. 이 때, 예컨대, 상기 수학식 10이 이용될 수 있으며, TR 및 BL 값 대신, TR 및 K의 거리에 따른 상기 가중합, BL 및 K의 거리에 따른 상기 가중합이 각각 이용될 수 있다.
도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 블록을 생성하기 위해 Planar 모드 및 DC 모드를 혼용한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
도 22에 있어서, 굵은 실선은 8x8 크기의 현재 블록을 나타낸다.
도 22의 (a)에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 주변에 인접한 참조 샘플들 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 평균값을 구한 뒤, 현재 블록 내의 좌측열 및 상단행에 위치한 경계 픽셀들(음영 처리된 픽셀들)에 대해 인접한 참조 샘플을 기반으로 3-tap 또는 2-tap 기반 필터링을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 필터링에 사용되는 필터의 모양은 도 22의 (a)에 우측에 도시된 바와 같을 수 있다.
다음으로, 도 22의 (b)에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 주변에 인접한 참조 샘플들 중에서 적어도 하나 이상을 사용하여 평균값(DCVal)을 구한 뒤, 현재 블록의 센터 주변의 하나 이상의 샘플로 구성된 예측 대상 블록(이하, “센터 블록”이라 함)에 대해 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이때 상기 예측 대상 블록은 8x8 크기의 현재 블록보다 같거나 작은 2x2, 3x3, 4x4 등의 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다.
예를 들어, Planar 모드의 경우와 마찬가지로, 우상단 참조 샘플 TR 및 좌하단 참조 샘플 BL의 가중합을 통해 현재 블록 내의 우하단 샘플 K 를 유도할 수 있다. 이때 가중합은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 블록 크기, 형태, 변환유닛의 크기 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나 이상에 따라 수행될 수 있다. 상기에서 샘플 K는 TR 및 BL의 가중합을 이용하여 유도하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 샘플 K는 TR 및 BL의 평균값, 최소값, 최대값, 또는 임의의 가중치 합을 통해 유도될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록 내의 하단행에 포함된 샘플들(A 블록)은 BL로, 우측열에 포함된 샘플들(B 블록)은 TR로 대체될 수 있다. 또는, 현재 블록 내에 하단행에 포함된 샘플들(A 블록)은 BL 및 K의 거리에 따른 가중합으로, 우측열에 포함된 샘플들(B 블록)은 TR 및 K의 거리에 따른 가중합으로 유도될 수 있다.
다음으로, 현재 블록 내의 센터 블록의 좌, 우, 상, 하에 위치한 블록들(도 22의 (c)에서 “1”로 표시된 블록들)에 대한 예측을 수행할 수 있다. 그 후, 남아있는 블록들(도 22의 (d)에서 “2”로 표시된 블록들)에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 남아 있는 블록에 대한 화면 내 예측은 픽셀 별(pixel-wise)로 독립적으로 또는 병렬적으로 처리될 수 있다.
전술한 바와 같이, 현재 블록 내의 경계 픽셀들 및 임의 크기의 센터 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 또한, 이미 예측된 주변 샘플값을 적어도 하나 이상 사용하여, 적어도 하나 이상의 예측 대상 샘플을 포함하는 서브 블록 별로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 상기 화면 내 예측은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 정보(화면 내 예측 모드, 블록 크기, 형태, 변환 유닛의 크기 및/또는 분할 정보) 중 적어도 하나 이상에 따라 수행될 수 있다.
일 예로, 도 22의 (c)에 도시된 4개의 서브 블록들(“1”로 표시된 블록들)의 각각은 센터, 상측, 하측, 좌측 및/또는 우측에 상기 방법에 따라 예측을 수행한 정보를 가지고 있다. 따라서, 서브 블록 별로 각각 독립적으로 또는 병렬적으로 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 도 22의 (d)에 도시된 4개의 서브 블록들(“2”로 표시된 블록들) 역시 화면 내 예측이 완료된 주변의 인접 샘플 정보를 기반으로, 예컨대, 가중합을 수행하여, 서브 블록 각각에 대해 독립적으로 또는 병렬적으로 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
도 23는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록에 대한 참조 샘플을 생성한 후, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 따라 현재 블록을 한 개 이상의 서브 블록으로 분할할 수 있다. 이 후, 서브 블록간의 위치를 변경하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 도 23를 참조하여 설명하는 방법은 방향성 예측뿐만 아니라 비방향성 예측에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 도 23에 도시된 바와 같이, 8x8 크기의 현재 블록에 대해 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 현재 블록을 분할하여 얻어진 4개의 서브 블록들 각각의 위치를 임의로 변경한 후, 화면 내 예측을 수행할 수 있다. 도 23에서, 현재 블록은 4개의 서브 블록으로 분할되는 예를 설명하였으나 이에 한정되지 않으며, 현재 블록은 2이상의 N개의 서브 블록으로 분할될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록은 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 또한, 분할된 각각의 서브 블록에서 현재 블록 내에 있는 샘플값들을 부/복호화기에서 동일하게 정의된 규칙에 따라 재배열한 후 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록을 2개 이상의 서브 블록들로 분할한 후, 서브 블록간 위치를 변경하거나 또는 서브 블록 내의 부호화 샘플들을 재배열할 수 있다. 또는 서브 블록간 위치의 변경과 서브 블록 내의 샘플들의 재배열이 동시에 수행될 수 있다.
도 21 내지 도 23를 참조하여 설명한 방법들 중 적어도 하나 이상의 방법으로 화면 내 예측을 수행했음을 나타내는 정보가 부/복호화될 수 있으며, 또는 부/복호화기에서 묵시적으로 유도될 수 있다. 이때 상기 정보가 명시적으로 부/복호화되는 경우, 적어도 아래의 엔트로피 부호화 방법 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이진화된 후에 CABAC(ae(v))으로 최종 부/복호화될 수 있다.
- 절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
- K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
- 고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
- 단항(Unary) 이진화 방법
- 절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
휘도 및 색차신호 각각에 대하여 상기 화면 내 부/복호화 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 화면 내 부/복호화 과정에서 화면 내 예측 모드 유도, 블록 분할, 참조 샘플 구성, 화면 내 예측 수행 중 적어도 하나 이상의 방법이 휘도 신호 및 색차 신호에 대해서 다르게 적용될 수 있다.
휘도 및 색차신호에 대한 상기 화면 내 부/복호화 과정을 동일하게 수행할 수 있다. 예를 들어, 휘도 신호에 대하여 적용한 상기 화면 내 부/복호화 과정에서 화면 내 예측 모드 유도, 블록 분할, 참조 샘플 구성, 화면 내 예측 수행 중 적어도 하나를 색차 신호에 동일하게 적용할 수 있다.
상기의 방법들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 화면 내 부/복호화 과정에서 화면 내 예측 모드 유도, 블록 분할, 참조 샘플 구성, 화면 내 예측 수행 중 적어도 하나 이상의 방법이 부호화기 및 복호화기에서 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 상기 방법들 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 부/복호화를 수행함에 있어 부호화기에서는 참조 샘플을 구성한 후, 하나 이상의 화면 내 예측을 수행하여 결정된 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 블록, 유닛 중 적어도 하나 이상의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수 있다.
예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 16x16 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 32x32 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 64x64 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 128x128 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 8x8 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 8x8 이상이고 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 부호화/복호화 대상 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최소 계층 및/또는 최대 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 0인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예와 같이 참조 영상 리스트 생성(reference picture list construction) 및 참조 영상 리스트 수정(reference picture list modification) 과정에 사용되는 참조 영상 세트(reference picture set)는 L0, L1, L2, L3 중 적어도 1개 이상의 참조 영상 리스트를 사용할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예에 따라 디블록킹 필터(deblocking filter)에서 경계 강도(boundary strength) 산출 시 부호화/복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 1개 이상 그리고 최대 N개까지 사용할 수 있다. 여기서 N은 1 이상의 양의 정수를 나타내며, 2, 3, 4 등이 될 수 있다.
움직임 벡터 예측 시 움직임 벡터가 16-화소(16-pel) 단위, 8-화소(8-pel) 단위, 4-화소(4-pel) 단위, 정수-화소(integer-pel) 단위, 1/2-화소(1/2-pel) 단위, 1/4-화소(1/4-pel) 단위, 1/8-화소(1/8-pel) 단위, 1/16-화소(1/16-pel) 단위, 1/32-화소(1/32-pel) 단위, 1/64-화소(1/64-pel) 단위 중 적어도 하나 이상을 가질 때도 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 또한 움직임 벡터 예측 수행 시 움직임 벡터는 상기 화소 단위 별로 선택적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
예를 들어, 슬라이스 종류가 T(Tri-predictive)-slice인 경우, 적어도 3개 이상의 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하고, 적어도 3개 이상의 예측 블록들의 가중 합을 계산하여 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 슬라이스 종류가 Q(Quad-predictive)-slice인 경우, 적어도 4개 이상의 움직임 벡터를 이용하여 예측 블록을 생성하고, 적어도 4개 이상의 예측 블록들의 가중 합을 계산하여 부호화/복호화 대상 블록의 최종 예측 블록으로 사용할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 움직임 벡터 예측을 이용한 화면 간 예측 및 움직임 보상 방법에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 스킵 모드, 머지 모드 등을 이용한 화면 간 예측 및 움직임 보상 방법에 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계;
    상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하는 단계;
    상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계; 및
    상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인은 상기 현재 블록의 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인 중 적어도 하나를 포함하는 영상 복호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인의 수는 상기 현재 블록의 크기, 형태 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 참조 샘플은 상기 적어도 하나의 복원 샘플의 가중합을 이용하여 유도되는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가중합은 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록과 상기 복원 샘플 라인과의 거리 중 적어도 하나에 기초하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 참조 샘플을 구성하는 단계는,
    상기 현재 블록에 인접한 상단행 및 좌측열 중 적어도 하나에 포함된 복원 샘플로부터 상기 현재 블록과 유사한 복원 샘플을 검색하는 단계;
    상기 검색된 복원 샘플을 상기 복원 샘플 라인에 포함된 상기 적어도 하나의 복원 샘플로 대체하는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록을 복수의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 서브 블록의 각각에 대한 화면 내 예측은 상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플에 기초하여 수행되는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플을 이용하여 상기 복수의 서브 블록 중 하나의 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 하나의 서브 블록에 인접하지 않은 참조 샘플을 보상한 후 화면 내 예측을 수행하는 영상 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 화면 내 예측을 수행하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여, 상기 현재 블록 내의 우측열에 포함된 샘플들, 하단행에 포함된 샘플들 및 우하단 샘플 중 적어도 하나의 샘플을 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 적어도 하나의 샘플을 이용하여, 상기 현재 블록 내의 나머지 샘플들을 예측하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법.
  10. 화면 내 예측부를 포함하는 영상 복호화 장치에 있어서,
    상기 화면 내 예측부는,
    현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하고, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하고, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하고, 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 영상 복호화 장치
  11. 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하는 단계;
    상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계; 및
    상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인은 상기 현재 블록의 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인 중 적어도 하나를 포함하는 영상 부호화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상단 및 좌측에 인접한 복원 샘플 라인의 수는 상기 현재 블록의 크기, 형태 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 영상 부호화 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 참조 샘플은 상기 적어도 하나의 복원 샘플의 가중합을 이용하여 유도되는 영상 부호화 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 가중합은 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 현재 블록과 상기 복원 샘플 라인과의 거리 중 적어도 하나에 기초하여 수행되는 영상 부호화 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 참조 샘플을 구성하는 단계는,
    상기 현재 블록에 인접한 상단행 및 좌측열 중 적어도 하나에 포함된 복원 샘플로부터 상기 현재 블록과 유사한 복원 샘플을 검색하는 단계;
    상기 검색된 복원 샘플을 상기 복원 샘플 라인에 포함된 상기 적어도 하나의 복원 샘플로 대체하는 단계를 더 포함하는 영상 부호화 방법.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 현재 블록을 복수의 서브 블록으로 분할하는 단계를 더 포함하고,
    상기 복수의 서브 블록의 각각에 대한 화면 내 예측은 상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플에 기초하여 수행되는 영상 부호화 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 현재 블록을 기준으로 구성된 참조 샘플을 이용하여 상기 복수의 서브 블록 중 하나의 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 때, 상기 하나의 서브 블록에 인접하지 않은 참조 샘플을 보상한 후 화면 내 예측을 수행하는 영상 부호화 방법.
  19. 화면 내 예측부를 포함하는 영상 부호화 장치에 있어서,
    상기 화면 내 예측부는,
    현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하고, 상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하고, 상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하고, 상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 수행하는 영상 부호화 장치.
  20. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 기록 매체로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록에 인접한 적어도 하나의 복원 샘플 라인을 선택하는 단계;
    상기 적어도 하나의 복원 샘플 라인에 포함된 적어도 하나의 복원 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계; 및
    상기 화면 내 예측 모드 및 상기 참조 샘플에 기초하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 기록 매체.
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