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WO2019190181A1 - 인트라 예측 기반 영상/비디오 코딩 방법 및 그 장치 - Google Patents

인트라 예측 기반 영상/비디오 코딩 방법 및 그 장치 Download PDF

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Publication number
WO2019190181A1
WO2019190181A1 PCT/KR2019/003534 KR2019003534W WO2019190181A1 WO 2019190181 A1 WO2019190181 A1 WO 2019190181A1 KR 2019003534 W KR2019003534 W KR 2019003534W WO 2019190181 A1 WO2019190181 A1 WO 2019190181A1
Authority
WO
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Prior art keywords
intra prediction
information
prediction type
current block
mode
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/003534
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English (en)
French (fr)
Inventor
허진
유선미
이령
최장원
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020247012084A priority patent/KR20240055111A/ko
Priority to KR1020207025164A priority patent/KR102476280B1/ko
Priority to US16/982,411 priority patent/US11706405B2/en
Publication of WO2019190181A1 publication Critical patent/WO2019190181A1/ko
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    • H04N19/463—Embedding additional information in the video signal during the compression process by compressing encoding parameters before transmission

Definitions

  • the present invention relates to an image coding technique, and more particularly, to an intra prediction based image / video coding method and apparatus thereof.
  • the demand for high resolution, high quality video / video such as Ultra High Definition (UHD) video / video of 4K or more is increasing in various fields.
  • the higher the resolution and quality of the video / video data the higher the amount of information or bits transmitted compared to the existing video / video data. Therefore, the video data can be transmitted using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or an existing storage medium can be used. In the case of storing video / video data by using a network, transmission and storage costs are increased.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • holograms video / videos having video characteristics different from real video such as game video are increasing. Broadcasting for is increasing.
  • a high-efficiency image / video compression technique is required to effectively compress, transmit, store, and reproduce information of a high resolution high quality image / video having various characteristics as described above.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide an efficient intra prediction method and apparatus.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently signaling an intra prediction mode.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for adaptively deriving an intra prediction mode according to an intra prediction type.
  • an image decoding method performed by a decoding apparatus.
  • the method includes: obtaining information about an intra prediction type for a current block from a bitstream, deriving an intra prediction type of the current block based on the information about the intra prediction type, from the bitstream Obtaining information about an intra prediction mode for a; constructing a most probable mode (MPM) list including candidate intra prediction modes for the current block based on neighboring blocks of the current block, the MPM list and Deriving an intra prediction mode of the current block based on the information about the intra prediction mode, and generating a predicted block for the current block based on the intra prediction type and the intra prediction mode.
  • MPM most probable mode
  • the prediction type indicates a specific intra prediction type
  • the information about the intra prediction mode includes an MPM index
  • the intra prediction type indicates the specific intra prediction type
  • the MPM without parsing an MPM flag from the bitstream. Parse the index.
  • a decoding apparatus for performing image decoding.
  • the decoding apparatus may further include an entropy decoding unit configured to obtain information about an intra prediction type, information about an intra prediction mode, and residual information from a bitstream, and information about the intra prediction type based on the information about the intra prediction type.
  • Derive an intra prediction type construct a most probable mode (MPM) list including candidate intra prediction modes for the current block based on neighboring blocks of the current block, information about the MPM list and the intra prediction mode
  • a prediction unit for deriving an intra prediction mode of the current block based on the intra prediction type and generating a predicted block for the current block based on the intra prediction type and the intra prediction mode, and the residual information Include a residual processing unit that generates a residual block based on
  • the information about the intra prediction mode includes an MPM index, and when the intra prediction type indicates the specific intra prediction type, parsing an MPM flag from the bitstream.
  • the MPM index is parsed without.
  • an image encoding method performed by an encoding apparatus includes determining an intra prediction type of a current block, generating information about an intra prediction type of the current block, and candidate intra prediction modes for the current block based on neighboring blocks of the current block.
  • a most probable mode (MPM) list deriving an intra prediction mode of the current block based on the MPM list, a predicted block for the current block based on the intra prediction type and the intra prediction mode generating a predicted block, generating prediction information about the current block, wherein the prediction information includes information about the intra prediction type and information about the intra prediction mode, based on the predicted block Deriving a residual block, the residual information based on the residual block Generating a bitstream by encoding image information including the prediction information and the residual information, and generating information about the intra prediction mode based on the intra prediction type, If the intra prediction type indicates a specific intra prediction type, the information about the intra prediction mode includes an MPM index, and the intra prediction mode for the current block is limited to one of candidate intra prediction modes in the MPM list. It is characterized by.
  • an image encoding apparatus for performing image encoding.
  • the apparatus for encoding an image determines an intra prediction type of a current block, generates information about an intra prediction type of the current block, and includes candidate intra prediction modes for the current block based on neighboring blocks of the current block. Construct a most probable mode (MPM) list, derive an intra prediction mode of the current block based on the MPM list, and predict a block for the current block based on the intra prediction type and the intra prediction mode block) and generate prediction information on the current block, wherein the prediction information includes information about the intra prediction type and information about the intra prediction mode, and a register based on the predicted block.
  • MPM most probable mode
  • the prediction unit Deriving a dual block and generating residual information based on the residual block And a dual processor and an entropy encoding unit to output a bitstream by encoding image information including the prediction information and the residual information, wherein the prediction unit generates information about the intra prediction mode based on the intra prediction type.
  • the intra prediction type indicates a specific intra prediction type
  • the information about the intra prediction mode includes an MPM index
  • the intra prediction mode for the current block is one of candidate intra prediction modes in the MPM list. It is characterized by being limited.
  • the overall video / video compression efficiency can be improved.
  • the amount of data transmitted for residual processing can be reduced through efficient prediction.
  • the intra prediction mode can be efficiently derived while reducing the computational complexity.
  • the amount of data required for intra prediction mode signaling can be reduced.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which the present invention may be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video encoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • FIG 4 shows an example of peripheral reference samples that can be used when intra prediction is performed.
  • 5 and 6 exemplarily illustrate intra prediction modes including 33 directional prediction modes and two non-directional prediction modes.
  • FIG. 9 shows an example of a method of generating a lower right peripheral sample of a current block.
  • FIG. 10 illustrates an example of a method of generating lower peripheral samples and right peripheral samples using a lower right peripheral sample.
  • FIG. 12 shows an example of partitioning according to the size of the current block (ex. CU / CB).
  • FIG. 13 shows an example of an intra prediction mode determination method in an encoding apparatus.
  • FIG 16 illustrates an intra prediction mode signaling method according to an embodiment of the present invention.
  • 17 exemplarily illustrates an LIP type based intra prediction mode derivation and an intra prediction procedure.
  • 19 exemplarily illustrates an intra prediction mode derivation and intra prediction procedure based on an ISP intra prediction type.
  • FIG 20 illustrates an intra prediction mode signaling method according to another embodiment of the present invention.
  • 21 and 22 schematically illustrate an example of a video / image encoding method and related components including an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • each configuration in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions, it does not mean that each configuration is implemented by separate hardware or separate software.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • This document is about video / image coding.
  • the methods / embodiments disclosed in this document can be applied to methods disclosed in the versatile video coding (VVC) standard or the next generation video / image coding standard.
  • VVC versatile video coding
  • video may refer to a series of images over time.
  • a picture generally refers to a unit representing one image in a specific time zone, and a slice / tile is a unit constituting part of a picture in coding.
  • the slice / tile may comprise one or more coding tree units (CTUs).
  • One picture may consist of one or more slices / tiles.
  • One picture may consist of one or more tile groups.
  • One tile group may include one or more tiles.
  • a pixel or a pel may refer to a minimum unit constituting one picture (or image). Also, 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may represent only a pixel / pixel value of a luma component or only a pixel / pixel value of a chroma component.
  • a unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of the picture and information related to the region.
  • One unit may include one luma block and two chroma (ex. Cb, cr) blocks.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as block or area in some cases.
  • an M ⁇ N block may comprise a sample (or sample array) or a set (or array) of transform coefficients of M columns and N rows.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video / image coding system to which the present invention may be applied.
  • a video / image coding system may include a source device and a receiving device.
  • the source device may deliver the encoded video / image information or data to the receiving device via a digital storage medium or network in the form of a file or streaming.
  • the source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding device may be called a video / image encoding device, and the decoding device may be called a video / image decoding device.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire the video / image through a process of capturing, synthesizing, or generating the video / image.
  • the video source may comprise a video / image capture device and / or a video / image generation device.
  • the video / image capture device may include, for example, one or more cameras, video / image archives including previously captured video / images, and the like.
  • Video / image generation devices may include, for example, computers, tablets and smartphones, and may (electronically) generate video / images.
  • a virtual video / image may be generated through a computer or the like. In this case, the video / image capturing process may be replaced by a process of generating related data.
  • the encoding device may encode the input video / image.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transform, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video / image information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmitter may transmit the encoded video / video information or data output in the form of a bitstream to the receiver of the receiving device through a digital storage medium or a network in the form of a file or streaming.
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast / communication network.
  • the receiver may receive / extract the bitstream and transmit the received bitstream to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may decode the video / image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus.
  • the renderer may render the decoded video / image.
  • the rendered video / image may be displayed through the display unit.
  • the video encoding apparatus may include an image encoding apparatus.
  • the encoding apparatus 200 may include an image splitter 210, a subtractor 215, a transform unit 220, a quantizer 230, an inverse quantizer 240, an inverse transform unit 250,
  • the adder 255, the filter 260, the memory 270, the inter predictor 280, the intra predictor 285, and the entropy encoder 290 may be configured.
  • the inter predictor 280 and the intra predictor 285 may be collectively called a predictor. That is, the predictor may include an inter predictor 280 and an intra predictor 285.
  • the transform unit 220, the quantization unit 230, the inverse quantization unit 240, and the inverse transform unit 250 may be included in the residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtracting unit 215.
  • the inter predictor 280, the intra predictor 285, and the entropy encoder 290 may be configured by one hardware component (eg, an encoder chipset or a processor) according to an embodiment.
  • the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 270 as an internal / external component.
  • the image divider 210 may divide an input image (or a picture or a frame) input to the encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively divided according to a quad-tree binary-tree ternary-tree (QTBTTT) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBTTT quad-tree binary-tree ternary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and / or a ternary structure.
  • the quad tree structure may be applied first and the binary tree structure and / or ternary structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be partitioned or partitioned from the aforementioned final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transformation unit may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • an M ⁇ N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may only represent pixel / pixel values of the luma component, or only pixel / pixel values of the chroma component.
  • a sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) for a pixel or a pel.
  • the encoding apparatus 200 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 280 or the intra prediction unit 285 from the input image signal (original block, original sample array).
  • a signal may be generated (residual signal, residual block, residual sample array), and the generated residual signal is transmitted to the converter 220.
  • a unit for subtracting a prediction signal (prediction block, prediction sample array) from an input image signal (original block, original sample array) in the encoder 200 may be called a subtraction unit 215.
  • the prediction unit may perform a prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a current block or CU basis. As described later in the description of each prediction mode, the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, and transmit the generated information to the entropy encoding unit 290.
  • the information about the prediction may be encoded in the entropy encoding unit 290 and output in the form of a bitstream.
  • the intra predictor 285 may predict the current block by referring to the samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • Non-directional mode may include, for example, DC mode and planner mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, as an example, more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra predictor 285 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 280 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the reference picture including the reference block and the reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block is called a collocated picture (colPic). It may be.
  • the inter prediction unit 280 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidates are used to derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block. Can be generated. Inter prediction may be performed based on various prediction modes.
  • the inter prediction unit 280 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • the residual signal may not be transmitted.
  • the motion vector prediction (MVP) mode the motion vector of the neighboring block is used as a motion vector predictor and the motion vector difference is signaled by signaling a motion vector difference. Can be directed.
  • MVP motion vector prediction
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods described below. For example, the prediction unit may not only apply intra prediction or inter prediction to predict one block but also simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict a block.
  • the intra block copy may be used for content video / video coding of a game or the like, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • the IBC basically performs prediction in the current picture but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstruction signal or to generate a residual signal.
  • the transform unit 220 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique may include at least one of a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a karhunen-loeve transform (KLT), a graph-based transform (GBT), or a conditionally non-linear transform (CNT).
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • KLT karhunen-loeve transform
  • GBT graph-based transform
  • CNT conditionally non-linear transform
  • GBT means a conversion obtained from this graph when the relationship information between pixels is represented by a graph.
  • CNT refers to a transform that is generated based on and generates a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to pixel blocks having the same size as the square, or may be applied
  • the quantization unit 230 may quantize the transform coefficients and transmit the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 290.
  • the entropy encoding unit 290 may encode the quantized signal (information about the quantized transform coefficients) and output the bitstream. have.
  • the information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 230 may rearrange block quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and perform the quantization based on the quantized transform coefficients of the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 290 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like.
  • the entropy encoding unit 190 may encode information necessary for video / image reconstruction other than quantized transform coefficients (for example, values of syntax elements) together or separately.
  • Encoded information eg, encoded video / image information
  • the video / image information may further include information about various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • APS adaptation parameter set
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • VPS video parameter set
  • the video / image information may further include general constraint information.
  • Signaling / transmitted information and / or syntax elements described later in this document may be encoded and included in the bitstream through the above-described encoding procedure.
  • the bitstream may be transmitted over a network or may be stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and / or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD, and the like.
  • the signal output from the entropy encoding unit 290 may include a transmitting unit (not shown) for transmitting and / or a storing unit (not shown) for storing as an internal / external element of the encoding apparatus 200, or the transmitting unit It may be included in the entropy encoding unit 290.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 230 may be used to generate a prediction signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the adder 255 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter predictor 280 or the intra predictor 285 so that a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) is added. Can be generated.
  • the predicted block may be used as a reconstruction block.
  • the adder 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of a next processing target block in a current picture, and may be used for inter prediction of a next picture through filtering as described below.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 260 may improve subjective / objective image quality by applying filtering to the reconstruction signal. For example, the filtering unit 260 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and output the modified reconstructed picture to the memory 270, specifically, a DPB of the memory 270. Can be stored in The various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like. The filtering unit 260 may generate various information related to the filtering and transmit the generated information to the entropy encoding unit 290 as described later in each filtering method. The filtering information may be encoded in the entropy encoding unit 290 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as the reference picture in the inter predictor 280.
  • the encoding apparatus may avoid prediction mismatch between the encoding apparatus 200 and the decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the memory 270 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter predictor 280.
  • the memory 270 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or encoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 280 to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and transfer the reconstructed samples to the intra predictor 285.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video / video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • the decoding apparatus 300 includes an entropy decoding unit 310, an inverse quantization unit 320, an inverse transform unit 330, an adder 335, a filter 340, a memory 350, and an interworking unit.
  • the prediction unit 360 and the intra prediction unit 365 may be configured.
  • the inter predictor 360 and the intra predictor 365 may be collectively called a predictor. That is, the predictor may include an inter predictor 380 and an intra predictor 185.
  • the inverse quantization unit 320 and the inverse transform unit 330 may be referred to as a residual processing unit. That is, the residual processor may include an inverse quantizer 320 and an inverse transform unit 330.
  • the entropy decoding unit 310, the inverse quantization unit 320, the inverse transformer 330, the adder 335, the filtering unit 340, the inter prediction unit 360, and the intra prediction unit 365 are described in the embodiment. It may be configured by one hardware component (for example, decoder chipset or processor).
  • the memory 350 may include a decoded picture buffer (DPB) or may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 350 as an internal / external component.
  • the decoding apparatus 300 may reconstruct an image corresponding to a process in which video / image information is processed in the encoding apparatus of FIG. 2. For example, the decoding apparatus 300 may derive units / blocks based on block division related information obtained from the bitstream. The decoding apparatus 300 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be a coding unit, for example, and the coding unit may be divided along the quad tree structure, binary tree structure and / or ternary tree structure from the coding tree unit or the largest coding unit.
  • One or more transform units may be derived from the coding unit.
  • the reconstructed video signal decoded and output through the decoding apparatus 300 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoding apparatus 300 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310.
  • the entropy decoding unit 310 may parse the bitstream to derive information (eg, video / image information) necessary for image reconstruction (or picture reconstruction).
  • the video / image information may further include information about various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video / image information may further include general constraint information.
  • the decoding apparatus may further decode the picture based on the information about the parameter set and / or the general restriction information.
  • Signaling / received information and / or syntax elements described later in this document may be decoded through the decoding procedure and obtained from the bitstream.
  • the entropy decoding unit 310 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements required for image reconstruction, and transform coefficients for residuals. Can be output. More specifically, the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model.
  • the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 310 is provided to a prediction unit (the inter prediction unit 360 and the intra prediction unit 365), and the entropy decoding performed by the entropy decoding unit 310 is performed.
  • Dual values that is, quantized transform coefficients and related parameter information, may be input to the inverse quantizer 320.
  • information on filtering among information decoded by the entropy decoding unit 310 may be provided to the filtering unit 340.
  • a receiver (not shown) for receiving a signal output from the encoding apparatus may be further configured as an internal / external element of the decoding apparatus 300, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 310.
  • the decoding apparatus may be referred to as a video / image / picture decoding apparatus, and the decoding apparatus may be divided into an information decoder (video / image / picture information decoder) and a sample decoder (video / image / picture sample decoder). It may be.
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder may include the inverse quantization unit 320, an inverse transform unit 330, an adder 335, a filter 340, and a memory 350. ),
  • the inter predictor 360, and the intra predictor 365 may be referred to as a video / image / picture decoding apparatus, and the decoding apparatus may be divided into an information decoder (video / image / picture information decoder) and a sample decoder (video / image / picture sample decoder). It may be.
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder may include the
  • the inverse quantization unit 320 may dequantize the quantized transform coefficients and output the transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 320 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a two-dimensional block. In this case, the reordering may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 320 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (for example, quantization step size information), and may obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transformer 330 inversely transforms the transform coefficients to obtain a residual signal (residual block, residual sample array).
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 310, and may determine a specific intra / inter prediction mode.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods described below. For example, the prediction unit may not only apply intra prediction or inter prediction to predict one block but also simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict a block.
  • the intra block copy may be used for content video / video coding of a game or the like, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • the IBC basically performs prediction in the current picture but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived in the current picture. That is, the IBC can use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the intra predictor 365 may predict the current block by referring to the samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra predictor 365 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 360 may derive the predicted block for the current block based on the reference block (reference sample array) specified by the motion vector on the reference picture.
  • the motion information may be predicted in units of blocks, sub-blocks, or samples based on the correlation of the motion information between the neighboring block and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter prediction unit 360 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and / or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the adder 335 reconstructs the obtained residual signal by adding the obtained residual signal to a prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 260 and / or the intra prediction unit 365).
  • a signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be generated.
  • the predicted block may be used as a reconstruction block.
  • the adder 335 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next block to be processed in the current picture, may be output through filtering as described below, or may be used for inter prediction of the next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 340 may apply filtering to the reconstruction signal to improve the subjective / objective picture quality.
  • the filtering unit 340 may apply a variety of filtering methods to the reconstructed picture to generate a modified reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be stored in the memory 350, specifically, the DPB of the memory 350. Can be sent to.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, a sample adaptive offset, an adaptive loop filter, a bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 350 may be used as the reference picture in the inter predictor 360.
  • the memory 350 may store the motion information of the block from which the motion information in the current picture is derived (or decoded) and / or the motion information of the blocks in the picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter predictor 360 in order to use the motion information of the spatial neighboring block or the motion information of the temporal neighboring block.
  • the memory 350 may store reconstructed samples of the reconstructed blocks in the current picture and transmit the reconstructed samples to the intra predictor 365.
  • the embodiments described by the filtering unit 260, the inter prediction unit 280, and the intra prediction unit 285 of the encoding apparatus 200 are respectively the filtering unit 340 and the inter prediction of the decoding apparatus 300. The same may also apply to the unit 360 and the intra predictor 365.
  • a predicted block including prediction samples of the current block which is a coding target block
  • the predicted block comprises prediction samples in the spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived identically in the encoding apparatus and the decoding apparatus, and the encoding apparatus decodes information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block, not the original sample value itself of the original block. Signaling to an apparatus may increase image coding efficiency.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, generate the reconstructed block including reconstructed samples by adding the residual block and the predicted block, and generate reconstructed blocks. A reconstructed picture may be generated.
  • the residual information may be generated through a transform and quantization procedure.
  • the encoding apparatus derives a residual block between the original block and the predicted block, and performs transform procedure on residual samples (residual sample array) included in the residual block to derive transform coefficients.
  • the quantized transform coefficients may be derived by performing a quantization procedure on the transform coefficients to signal related residual information to the decoding device (via a bitstream).
  • the residual information may include information such as value information of the quantized transform coefficients, position information, a transform scheme, a transform kernel, and a quantization parameter.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization / inverse transformation procedure and derive residual samples (or residual blocks) based on the residual information.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may then dequantize / inverse transform the quantized transform coefficients for reference for inter prediction of the picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based thereon.
  • the encoding device / decoding device may derive an intra prediction mode for the current block, and predict the sample of the current block based on the intra prediction mode. Predicted blocks including the That is, the encoding device / decoding device may derive the prediction samples of the current block by applying an intra prediction mode (eg, directional mode or non-directional mode) based on the peripheral reference samples of the current block.
  • an intra prediction mode eg, directional mode or non-directional mode
  • FIG 4 shows an example of peripheral reference samples that can be used when intra prediction is performed.
  • the peripheral (reference) samples for intra prediction of the current block 400 the left peripheral samples p [-1] [2H-1] ... p [-1] [0] ),
  • the upper left peripheral samples p [-1] [-1], and the upper peripheral samples p [0] [-1] ... p [2W-1] [-1] can be derived.
  • p [m] [n] represents the sample (or pixel) of the sample position (m, n), which is a relative sample given the top-left sample position of the current block as (0, 0) Position can be indicated.
  • W and H represent the width and height of the current block 300, respectively.
  • the current block 400 may correspond to a coding unit (coding block) or a transform unit (transform block).
  • the surrounding samples p [-1] [2H-1] ... p [-1] [-1] ... p [2W-1] [-1] are available for intra prediction. If there is a sample that is not available, the sample that is not available may be filled with the available sample through a substitution or padding procedure. In this case, for example, the unavailable sample may be replaced or padded with another peripheral sample adjacent to the sample.
  • the sample when the location of the sample is located outside the picture, the sample may be an unavailable sample.
  • the current block 400 when the current block 400 is located at the edge of the picture, some of the peripheral samples may not be available.
  • the sample when another CU including the sample is not coded yet, the sample may be an available sample.
  • the replacement or padding procedure may be performed in the following order, for example.
  • peripheral sample p [-1] [2H-1] If peripheral sample p [-1] [2H-1] is not available, then peripheral sample p [-1] [2H-1] (or peripheral sample p [-1] [2H-2] ) Then p [-1] [-1], then p [0] [-1] through p [2W-1] [-1], sequentially searching for the first available found The value of one peripheral sample can be assigned to the peripheral sample p [-1] [2H-1].
  • a prediction sample is derived using at least one neighboring sample according to the intra prediction mode based on the current block.
  • the intra prediction modes are, for example, two non-directional or non-angular intra prediction modes and 33 directional or angular intra as follows. Prediction modes.
  • Intra prediction mode Associated name 0 Intra planner One Intra DC 2 ... 34 Intra Angular2 ... Intra Angular34
  • the intra prediction mode 0 indicates an intra planner mode
  • the intra prediction mode 1 indicates an intra DC mode
  • Intra prediction modes 2 to 34 indicate intra angular 2 mode ... intra angular 34 mode, respectively.
  • the intra planner mode and the intra DC mode are non-directional prediction modes, and the intra angular 2 to intra angular 34 modes are directional prediction modes.
  • 5 and 6 exemplarily illustrate intra prediction modes including 33 directional prediction modes and two non-directional prediction modes.
  • an intra prediction mode having horizontal directionality and an intra prediction mode having vertical directionality may be distinguished from an intra prediction mode 18 having an upper left diagonal prediction direction.
  • Numbers between -32 and 32 of FIG. 4 represent vertical or horizontal displacements of 1/32 units on a sample grid position.
  • Intra prediction modes 2 to 17 have a horizontal direction
  • intra prediction modes 18 to 34 have a vertical direction.
  • 10 intra prediction mode and 26 intra prediction mode respectively indicate a horizontal intra prediction mode and a vertical intra prediction mode, and based on the prediction direction of the angular intra mode, Can be expressed in degrees.
  • the relative angle corresponding to each intra prediction mode may be expressed based on the horizontal reference angle 0 ° corresponding to the intra prediction mode 10, and the vertical reference angle corresponding to the intra prediction mode 26 reference 0 °.
  • the relative angle corresponding to each intra prediction mode can be expressed.
  • intra prediction modes may be divided into two non-directional or non-angular intra prediction modes and 65 directional or angular intra prediction modes as follows. It may include.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode of 0 and a DC intra prediction mode of 1, and the directional intra prediction modes may include 65 intra prediction modes of 2 to 66.
  • the present invention may be applied to a case where the number of intra prediction modes is different.
  • Intra prediction mode Associated name 0 Intra planner One Intra DC 2 ... 66 Intra Angular2 ... Intra Angular66
  • an intra prediction mode having horizontal directionality and an intra prediction mode having vertical directionality may be distinguished from the intra prediction mode 34 having a left upward diagonal prediction direction.
  • H and V in FIG. 3 mean horizontal directionality and vertical directionality, respectively, and numbers of -32 to 32 represent a displacement of 1/32 on a sample grid position.
  • Intra prediction modes 2 to 33 have horizontal orientation, and intra prediction modes 34 to 66 have vertical orientation.
  • Intra prediction mode 18 and intra prediction mode 50 indicate a horizontal intra prediction mode and a vertical intra prediction mode, respectively, and an intra prediction mode 2 indicates a left downward diagonal intra prediction mode,
  • the 34th intra prediction mode may be referred to as a left upward diagonal intra prediction mode, and the 66th intra prediction mode may be referred to as a right upward diagonal intra prediction mode.
  • an intra prediction mode applied to the current block may be derived based on the intra prediction mode of the neighboring block of the current block.
  • the decoding apparatus may derive the most probable mode (MPM) list based on the intra prediction mode and additional candidate modes of the neighboring block (eg, the left neighboring block and / or the upper neighboring block) of the current block.
  • MPM most probable mode
  • One of the MPM candidates in the derived MPM list may be selected based on the received MPM index, or one of the remaining intra prediction modes not included in the MPM candidates is based on intra prediction mode information. Can be selected.
  • Whether an intra prediction mode of the current block exists in the MPM list may be indicated based on an MPM flag.
  • the MPM list may be referred to as an intra prediction mode candidate list or may be referred to as candModeList.
  • the MPM list may include three MPM candidates or six MPM candidates.
  • the MPM list may include candidates derived based on an intra prediction mode, a derived intra prediction mode, and / or a default intra prediction mode of a neighboring block.
  • the encoding device / decoding device may search the neighboring blocks of the current block in a specific order and derive the intra prediction mode of the neighboring block as the MPM candidate in the derived order.
  • the neighboring blocks may include a left neighboring block, an upper neighboring block, a lower left neighboring block, a right upper neighboring block, and an upper left neighboring block, and the encoding device / decoding device is an intra prediction mode of the left neighboring block.
  • Intra prediction mode of the upper neighboring block may be derived and the MPM list of the current block may be constructed. Meanwhile, if six MPM candidates are not derived after the search, an MPM candidate may be derived based on an intra prediction mode derived as the MPM candidate. For example, when the intra prediction mode derived as the MPM candidate is N intra prediction mode, the encoding device / decoding device selects the N + 1 intra prediction mode and / or the N-1 intra prediction mode from the current block. Can be derived as an MPM candidate. A detailed description of the neighboring blocks will be described later.
  • an intra prediction mode applied to the current block is included in the MPM candidates or the remaining intra prediction modes may be derived based on an MPM flag.
  • the MPM flag may indicate that the intra prediction mode of the current block is included in MPM candidates (MPM list)
  • MPM list when the value of the MPM flag is 0, the MPM The flag may indicate that the intra prediction mode for the current block is included in the remaining intra prediction modes rather than included in MPM candidates (MPM list).
  • the MPM index may be signaled in the form of an mpm_idx or intra_luma_mpm_idx syntax element, and the remaining intra prediction mode information may be signaled in the form of a rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder syntax element.
  • the MPM flag may be signaled in the form of an intra_luma_mpm_flag syntax element, and when the MPM flag is not signaled, the value of the MPM flag may be regarded as 1.
  • the remaining intra prediction mode information may index one of the remaining intra prediction modes not included in the MPM candidates among all the intra prediction modes in order of prediction mode number.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode for a luma component (sample).
  • the intra prediction mode information may include at least one of the MPM flag, the MPM index, and the remaining intra prediction mode information.
  • the MPM list may be called in various terms such as an MPM candidate list and a candModeList.
  • the encoding apparatus may derive an MPM list for the current block based on the intra prediction mode and additional candidate modes of the neighboring block of the current block, determine the intra prediction mode of the current block, and determine the current block.
  • Intra prediction mode information for may be encoded and stored and / or transmitted.
  • various intra prediction methods may be applied to the intra prediction.
  • the interpolation between the first neighboring sample and the second neighboring sample located in a direction opposite to the prediction direction of the intra prediction mode of the current block based on the prediction sample of the current block among the neighboring reference samples may be performed.
  • the prediction sample may be generated.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • a reference sample line having the highest prediction accuracy among neighboring multi-reference sample lines of the current block is selected, and a prediction sample is derived using a reference sample located in the prediction direction on the line.
  • Intra-prediction encoding may be performed by instructing (signaling) the decoding apparatus.
  • intra prediction may be performed based on the same intra prediction mode by dividing the current block into vertical or horizontal subpartitions, and peripheral reference samples may be derived and used in the subpartition unit. That is, in this case, the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, and the intra prediction performance may be improved in some cases by deriving and using the peripheral reference samples in the subpartition unit.
  • Such a prediction method may be called intra sub-partitions (ISP) or ISP based intra prediction.
  • ISP intra sub-partitions
  • ISP intra sub-partitions
  • the above-described intra prediction methods may be called an intra prediction type separately from the intra prediction mode.
  • the intra prediction type may be called in various terms such as an intra prediction technique or an additional intra prediction mode.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, MRL intra prediction, or ISP intra prediction.
  • a general intra prediction method excluding a specific intra prediction type such as the LIP, MRL intra prediction, ISP intra prediction, etc. may be referred to as a normal intra prediction type.
  • the normal intra prediction type may be generally applied when the specific intra prediction type is not applied.
  • Intra prediction may be performed using a sample line.
  • the LIP, MRL intra prediction, and ISP intra prediction described above may be specifically described as follows.
  • the LIP may generate a prediction sample through linear interpolation of a first peripheral reference sample located in the intra prediction direction and a second peripheral reference sample located in an opposite direction of the intra prediction direction to reduce an error occurring in such intra prediction encoding.
  • a right buffer and a bottom buffer may be additionally created.
  • the right buffer may include right peripheral reference samples of the current block, and the lower buffer may include lower peripheral reference samples of the current block.
  • the right buffer or the bottom buffer may include the lower right peripheral reference samples of the current block.
  • the existing reference samples (left peripheral reference samples, upper left peripheral reference sample and upper peripheral reference sample) are derived.
  • blocks in a picture are encoded / decoded in a raster scan order, the right side block, the lower side block, and the lower side block have not yet been decoded based on the current block to be decoded.
  • Reference samples, lower right peripheral reference samples and lower peripheral reference samples have not yet been reconstructed, and derivation of the right peripheral reference samples, the lower right peripheral reference sample and the lower peripheral reference samples is required.
  • peripheral reference samples of the current block must be derived.
  • the left periphery reference samples, the top left periphery reference sample and the top periphery reference samples can use the reconstructed samples of the corresponding position, and if there are some not available samples, the corresponding unused samples Can be filled with available samples through substitution or padding procedures.
  • the unavailable sample may be replaced or padded with another peripheral reference sample adjacent to the sample.
  • the right peripheral reference samples, the right lower peripheral reference sample, and the lower peripheral reference samples of the peripheral reference samples are located in a block which has not yet been decoded in decoding order, a reconstructed sample may not exist at a corresponding position.
  • the right peripheral reference samples, the right lower peripheral reference sample, and the lower peripheral reference samples may be derived through various methods.
  • the right peripheral reference samples, the right lower peripheral reference sample, and the lower peripheral reference samples may be generated using previously derived upper peripheral reference samples and left peripheral reference samples.
  • the right lower peripheral reference sample, the left lower peripheral reference sample and the left peripheral reference sample and the upper side are first derived based on at least one of the upper peripheral reference samples and at least one of the left peripheral reference samples.
  • the peripheral reference samples can be used to derive the lower peripheral reference samples and the right peripheral reference samples.
  • the lower peripheral reference samples and the right peripheral reference samples may be derived through linear interpolation according to distance. Or copying values of the corresponding left peripheral reference samples and the upper peripheral reference samples according to positions of the lower peripheral reference samples and the right peripheral reference samples to determine the values of the lower peripheral reference samples and the right peripheral reference samples. It can also be derived.
  • peripheral reference samples may be referred to as peripheral samples below.
  • the lower right peripheral reference sample of the current block may be generated by the following method.
  • FIG. 9 shows an example of a method of generating a lower right peripheral sample of a current block.
  • the lower right side is formed by using the upper right peripheral sample TR positioned at the upper right corner of the current block and the lower left peripheral sample BL positioned at the lower left corner of the current block.
  • Peripheral samples BR can be generated.
  • the upper right peripheral sample TR may be represented by p [W] [-1]
  • the side peripheral sample BL may be represented by p [-1] [H]
  • the right bottom peripheral sample BR may be represented by p [W] [H].
  • W and H correspond to the width and height of the current block, respectively.
  • the lower right peripheral edge is formed by using the rightmost peripheral sample MTR located at the rightmost side among the upper peripheral samples of the current block and the lowermost peripheral sample MBL located at the bottom of the left peripheral samples.
  • a sample BR can be generated.
  • the upper peripheral samples and the left peripheral samples may each have as many as W + H, and when considering the top-left sample position of the current block as (0, 0), the peripheral samples (MTR) may be represented by p [W + H] [-1], the peripheral sample (MBL) may be represented by p [-1] [H + W], and the lower right peripheral sample (BR) is represented by p [W] [H].
  • the lower right peripheral sample BR may be derived based on an average value as in the following equations, or may be derived based on a distance ratio.
  • BR is a lower right peripheral sample
  • TR is a right upper peripheral sample located at the upper right corner of the current block
  • BL is a lower left peripheral sample located at the lower left corner of the current block
  • MTR is an upper peripheral sample of the current block.
  • Peripheral samples located on the rightmost side of the MBL, peripheral samples located on the bottommost side of the left peripheral samples, and W and H respectively correspond to the width and height of the current block as described above.
  • the lower peripheral samples and the right peripheral samples as well as the lower right peripheral samples of the current block should be generated.
  • the lower right peripheral sample derived according to the above-described method may be used.
  • the lower peripheral samples and the right peripheral samples of the non-square current block may be generated by using the derived lower right peripheral sample, the already decoded upper peripheral sample, and the left peripheral sample.
  • FIG. 10 illustrates an example of a method of generating lower peripheral samples and right peripheral samples using a lower right peripheral sample.
  • lower peripheral samples may be generated by linearly interpolating a lower right peripheral sample BR of a current block and a lower left peripheral sample BL positioned at a lower left corner of the current block according to a distance.
  • right peripheral samples may be generated by linearly interpolating the right lower peripheral sample BR of the current block of the current block and the right upper peripheral sample TR located at the right upper corner of the current block.
  • the upper right peripheral sample TR is p [W] [-1]
  • the lower left peripheral sample BL is p [-1] [H]
  • the lower right peripheral sample BR is p.
  • the lower peripheral samples are represented by p [0] [H] ...
  • the lower peripheral sample p [x] [H] depends on the distance of p [-1] [H] and p [W] [H] with respect to the corresponding sample position (x, H). Can be derived based on interpolation.
  • the right peripheral sample p [W] [y] is interpolated according to the distance of the p [W] [-1] and p [W] [H] with respect to the corresponding sample position (W, y). It can be derived based on.
  • the lower peripheral samples and the right peripheral samples may be generated using the left peripheral samples and the upper peripheral samples of the current block without using the lower right peripheral samples of the current block.
  • LIP may be performed using the generated lower peripheral samples and the right peripheral samples.
  • the method for generating the current prediction sample C using the LIP may be performed as follows, for example.
  • the prediction mode illustrates a vertical series mode having positive directionality.
  • a predicted sample value P is generated by interpolating A and B reference samples of the upper reference buffer using the restored values.
  • a predicted sample value P ' is generated by interpolating the A' and B 'reference samples of the newly generated lower reference buffer.
  • the final predicted value C is generated by linearly interpolating the generated P and P '.
  • methods 2) -4) may be applied to generate predictive sample values.
  • the LIP method can be applied to all directional modes except planar mode and DC mode where no directionality exists.
  • MRL intra prediction may be performed as follows.
  • intra prediction used only the neighboring samples of the upper first line and the surrounding samples of the left first line of the current block as reference samples for intra prediction.
  • intra prediction may be performed using neighboring samples located in a sample line spaced one to three sample distances from the upper and / or left side of the current block as reference samples.
  • the multi-reference line index indicates which line is used for intra prediction for the current block.
  • the multi-reference line index may be referred to as an MRL index and may be configured in the form of an intra_luma_ref_idx syntax element.
  • the value of the multi-reference line index is 0, only neighboring reference samples of the existing first line may be used as reference samples for intra prediction.
  • Peripheral reference samples of lines other than the line may indicate that they are used as reference samples for intra prediction.
  • the multiple reference line index may indicate an intra reference sample line as follows.
  • intra prediction is performed based on the intra prediction mode for the current block and the neighbor reference samples of the neighbor reference sample line indicated by the value of the MRL index (derived predicted block). can do.
  • ISP intra prediction may be performed as follows.
  • the block to be coded is regarded as one processing unit, and prediction is performed without partitioning.
  • the ISP intra prediction method divides a block to be coded into a horizontal direction or a vertical direction to perform intra prediction. At this time, encoding / decoding is performed on a divided block basis to generate a reconstructed block, and the reconstructed block (reconstructed samples) is used as a reference block (reference samples) of the next divided block.
  • Table 4 and FIG. 12 show examples of partitioning according to the size of the current block (ex. CU / CB).
  • Block size Number of divisions 4x4 Do not split 4x8, 8x4 2 All other cases 4
  • the MPM list is generated according to each partitioning method (horizontal partition and vertical partition) to reduce coding complexity, and a suitable prediction mode among the prediction modes in the generated MPM list is selected from the rate distortion optimizaton, RDO) can be compared to generate an optimal mode.
  • the above-described multiple reference line (MRL) intra prediction is used, the above-described intra sub-partitioning method may not be used. That is, in this case, the intra subpartitioning method may be applied only when the first (zero) reference line is used (that is, the intra_luma_ref_idx value 0).
  • the ISP intra prediction method first transmits whether intra subpartitions are applied or not in units of blocks, and if the current block uses intra subpartitions (intra_subpartitions_mode_flag), it may again signal information (intra_subpartitions_split_flag) whether horizontal partitions or vertical partitions are used.
  • the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, and the intra prediction performance can be improved by deriving and using the peripheral reference samples in the subpartition unit. That is, when the intra sub-partitioning method is applied, the residual sample processing procedure is performed on a subpartition basis.
  • intra prediction samples are derived for each sub partition, and a residual signal (residual samples) for that sub partition is added to obtain reconstructed samples.
  • the residual signal (residual samples) may be derived through an inverse quantization / inverse transformation procedure based on the above-described residual information (quantized transform coefficient information or residual coding syntax) in the bitstream.
  • derivation of prediction samples and residual samples for a first subpartition may be performed, and reconstruction samples for the first subpartition may be derived based on this.
  • some of the reconstructed samples in the first subpartition eg, left or upper peripheral reference samples of the second subpartition
  • prediction samples for the second subpartition and residual samples may be derived, and reconstruction samples for the second subpartition may be derived based on the prediction samples.
  • an optimal intra prediction mode may be determined as follows.
  • FIG. 13 shows an example of an intra prediction mode determination method in an encoding apparatus.
  • a candidate even mode is first determined. For example, a candidate even mode for full rate-distortion may be determined through a rough mode determination method for even modes. At this time, the rough mode determination method determines the cost value based on the difference between the prediction block and the original block and the bits necessary for simply encoding the mode information, and determines the mode having the low cost value as the candidate mode. Next, the rough mode ⁇ 1 for the determined even mode (for example, if the selected even mode is 20 is ⁇ 1 odd mode for modes 19 and 21), the rough mode determination method is used for full RD. Re-determine the candidate mode.
  • the most probable mode (MPM) method is used to find a similar mode around the current block (that is, intra prediction mode of the neighboring block) and add it to the candidate mode.
  • MPM most probable mode
  • RDO rate-distortion optimization
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • whether to apply LIP can be variably determined based on the size of a block to be currently coded. In this case, as a factor for determining whether to apply LIP, it can be determined considering only 1) width of the current block, 2) can be determined considering only height, and 3) can be determined considering both width and height. 4) can be determined in consideration of the width of the block (width x height).
  • a block size criterion for determining whether to apply LIP is as follows.
  • the reference length for the LIP application is defined as 16. 16 defined in the example can be determined variably and any of the following four cases can be selected and used.
  • the LIP may be applied variably according to the intra prediction mode of the current block.
  • the vertical mode, horizontal mode, and diagonal mode are more frequent than other general modes. Therefore, LIP proposes a method of applying only to a specific intra prediction mode with a high frequency of occurrence.
  • the method to be applied to a specific intra prediction mode is 1) to apply the LIP method only to a specific mode that generally occurs frequently 2) to apply the LIP method including a mode around a specific mode with a high frequency of occurrence.
  • the specific intra prediction mode to which the LIP is applied may be predefined in the vertical direction mode, the horizontal direction mode, and / or the diagonal direction mode, or may be adaptively signaled. Or it may be derived adaptively in consideration of the frequency of occurrence.
  • the prediction mode in the linear interpolation screen may be applied only to the peripheral mode including the vertical direction mode and the horizontal direction mode.
  • the vertical mode and its four modes in the vertical mode, the vertical mode and its four modes (vertical mode +2 mode to the vertical mode -2 mode), and in the horizontal mode, the horizontal mode and the four modes around it.
  • the example which applies LIP to is shown.
  • the vertical direction mode and the horizontal direction mode are illustrated as examples of a specific intra prediction mode, other modes may be selected.
  • FIG. 7 limits the prediction mode coverage in the linear interpolation screen to ⁇ 2 mode around a specific intra prediction mode, this is an example, and may be fixed or variably determined as ⁇ n (n is a non-negative integer). have.
  • LIP LIP is variably applied.
  • coding can be performed using various shapes of non-square blocks to improve coding efficiency.
  • the horizontal prediction mode is mainly used for performing prediction using the left reference sample.
  • the distance between the prediction sample and the reference sample is short, so that the prediction error is small.
  • the vertical mode the prediction is performed using the upper reference sample, and thus the prediction error is large because the distance between the reference sample and the prediction sample is long. Therefore, in the case of the first non-square block (N / 4xN), the LIP may not be applied to the mode having the horizontal directionality, but the LIP may be applied only to the mode having the vertical directionality.
  • the LIP When the same method is applied to the second non-square block (NxN / 4) and the fourth non-square block (NxN / 2), the LIP is applied to the horizontally oriented mode for the long and short non-square blocks. The LIP is not applied to the mode having the vertical direction.
  • Table 5 shows a method of applying the LIP based on the comparison of the width and height of the current block, and the intra prediction mode, when the non-square block is the current block.
  • the optimal intra prediction mode may be determined in consideration of the specific intra prediction type (ex. LIP, MRL, and / or ISP) described above and may be efficiently signaled to the decoding apparatus.
  • the specific intra prediction type eg, LIP, MRL, or ISP
  • the specific intra prediction type may be limitedly applied only to candidate modes generated in the MPM list. That is, when the specific intra prediction type is applied, one of the candidate modes in the MPM list may be restricted to be used for the current block. In this case, the information about the intra prediction mode may omit the MPM flag. This can reduce the bits that need to be signaled. Considering that one picture is divided and coded into a large number of blocks, this bit number reduction can increase the overall coding efficiency.
  • FIG 16 illustrates an intra prediction mode signaling method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus obtains intra prediction mode information from a bitstream (S1600).
  • the intra prediction mode information may include at least one of an MPM flag, an MPM index, and remaining intra prediction mode information.
  • the decoding apparatus configures an MPM list (S1610).
  • the MPM list is configured identically to the MPM list configured in the encoding apparatus. That is, the MPM list may include intra prediction modes of neighboring blocks, and may further include specific intra prediction modes derived according to the above-described method.
  • the MPM list may be configured differently according to the intra prediction type, or the MPM list may be configured regardless of the intra prediction type for the current block.
  • S1610 is shown to be performed after S1600, this is an example, and S1610 may be performed before S1600 or simultaneously.
  • the decoding apparatus may determine the intra prediction mode of the current block based on the MPM list and the intra prediction mode information.
  • the decoding apparatus determines whether a specific intra prediction type is applied to the current block (S1620).
  • the specific intra prediction type may include the above-described LIP type, MRL intra prediction type and / or ISP prediction type.
  • the decoding apparatus may obtain information about the intra prediction type from the bitstream.
  • the decoding apparatus may determine that there is an intra prediction mode of the current block in the MPM list.
  • the candidate intra prediction mode in the MPM list indicated by the MPM index may be derived as the intra prediction mode of the current block (S1630). That is, in this case, the information about the intra prediction mode for the current block does not include an MPM flag.
  • the decoding apparatus may estimate or assume that the value of the MPM flag is 1 without parsing the MPM flag, and the encoding apparatus may not encode the value of the MPM flag during intra prediction encoding as described above.
  • the information about the intra prediction mode includes an MPM flag, and in this case, the decoding apparatus determines whether the value of the MPM flag is 1. (S1640).
  • the decoding apparatus may derive the candidate intra prediction mode in the MPM list indicated by the MPM index as the intra prediction mode of the current block.
  • the decoding apparatus is based on the remaining intra prediction mode information included in the information about the intra prediction mode of the current block of the remaining intra prediction modes not included in the MPM list
  • An intra prediction mode may be derived (S1650).
  • a predicted block may be generated based on the derived intra prediction mode, and a reconstructed block / picture may be generated based on the predicted block.
  • the intra prediction mode derivation and the intra prediction procedure according to each prediction type may be specifically performed as follows.
  • 17 exemplarily illustrates an LIP type based intra prediction mode derivation and an intra prediction procedure.
  • the decoding apparatus determines whether LIP is applied to the current block. For example, the decoding apparatus may obtain a LIP flag from a bitstream, and when the value of the LIP flag is 1, it may determine that the LIP is applied to the current block.
  • the decoding apparatus may derive an intra prediction mode for the LIP from the MPM list by parsing an MPM index from a bitstream. In this case, the decoding apparatus may parse the MPM index immediately without having to parse the MPM flag. The decoding apparatus may generate a predicted block by performing intra prediction based on the LIP type and the intra prediction mode.
  • the decoding apparatus parses the MPM flag into the bitstream, and when the value of the MPM flag is 1, the MPM index is parsed to intra prediction mode for normal intra prediction. Can be derived. Meanwhile, when the value of the MPM flag is 0, the decoding apparatus parses remaining intra mode information from a bitstream, and intra prediction other than candidate intra prediction modes included in the MPM list based on the remaining intra mode information. An intra prediction mode of the current block may be derived from modes.
  • the decoding apparatus may generate a predicted block by performing intra prediction based on the intra prediction mode.
  • the decoding apparatus determines whether MRL intra prediction is applied to the current block. For example, the decoding apparatus may obtain a multiple reference line index (eg, intra_luma_ref_idx) from a bitstream, and determine that the MRL intra prediction is applied when the value of the multiple reference line index is greater than zero. Meanwhile, when the value of the multiple reference line index is 0, the decoding apparatus may determine that the normal intra prediction is applied.
  • a multiple reference line index eg, intra_luma_ref_idx
  • the decoding device may derive an intra prediction mode for the MRL intra prediction from an MPM list by parsing an MPM index from a bitstream.
  • the decoding apparatus may parse the MPM index immediately without having to parse the MPM flag.
  • the decoding apparatus may generate a predicted block by performing intra prediction based on the MRL intra prediction type and the intra prediction mode.
  • the decoding apparatus parses the MPM flag into the bitstream, and when the value of the MPM flag is 1, the MPM index is parsed to intra for normal intra prediction.
  • the prediction mode can be derived.
  • the decoding apparatus parses remaining intra mode information from a bitstream, and intra prediction other than candidate intra prediction modes included in the MPM list based on the remaining intra mode information.
  • An intra prediction mode of the current block may be derived from modes.
  • the decoding apparatus may generate a predicted block by performing intra prediction based on the intra prediction mode.
  • 19 exemplarily illustrates an intra prediction mode derivation and intra prediction procedure based on an ISP intra prediction type.
  • the decoding apparatus determines whether ISP intra prediction is applied to the current block. For example, the decoding apparatus may obtain an ISP flag from a bitstream and determine that the ISP intra prediction is applied when the value of the ISP flag is 1. Meanwhile, when the value of the ISP flag is 0, the decoding device may determine that the ISP intra prediction is not applied.
  • the decoding device may derive an intra prediction mode for the ISP intra prediction from the MPM list by parsing an MPM index from a bitstream.
  • the decoding apparatus may parse the MPM index immediately without having to parse the MPM flag.
  • the decoding apparatus may generate a predicted block by performing intra prediction based on the MRL intra prediction type and the intra prediction mode.
  • the decoding apparatus parses the MPM flag into the bitstream, and when the value of the MPM flag is 1, the MPM index is parsed to intra for normal intra prediction.
  • the prediction mode can be derived.
  • the decoding apparatus parses remaining intra mode information from a bitstream, and intra prediction other than candidate intra prediction modes included in the MPM list based on the remaining intra mode information.
  • An intra prediction mode of the current block may be derived from modes.
  • the decoding apparatus may generate a predicted block by performing intra prediction based on the intra prediction mode.
  • the specific intra prediction type for which signaling of the MPM flag is unnecessary may include LIP, MRL intra prediction, and ISP intra prediction as described above.
  • the MPM flag may be checked whether a specific intra prediction type (LIP, MRL, or ISP) is performed depending on whether the value of the MPM flag is 1.
  • the MPM flag may be signaled for all intra blocks, but if the current block does not apply the MPM (MPM flag off, whether to apply a specific prediction type is not considered, in this case, the specific prediction type is indicated.
  • MPM flag may be signaled for all intra blocks, but if the current block does not apply the MPM (MPM flag off, whether to apply a specific prediction type is not considered, in this case, the specific prediction type is indicated.
  • FIG. 21 and 22 schematically illustrate an example of a video / image encoding method and related components including an intra prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 21 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 2.
  • S2100 to S2120 of FIG. 21 may be performed by a predicting unit (specifically, an intra predicting unit 285) of the encoding apparatus, and S2130 of FIG. 21 may be applied to an entropy encoding unit 290 of the encoding apparatus. It can be performed by.
  • the method disclosed in FIG. 21 may include the embodiments described above in this document.
  • the encoding apparatus determines an intra prediction type of the current block (S2100).
  • the encoding apparatus may determine whether a specific intra prediction type for which signaling of an MPM flag is not required is applied to the current block.
  • the specific intra prediction type may include at least one of LIP, MRL intra prediction, and ISP intra prediction as described above.
  • the encoding apparatus may determine whether a normal intra prediction type requiring signaling of an MPM flag is applied to the current block.
  • the encoding apparatus may generate information about an intra prediction type of the current block.
  • the encoding apparatus constructs an MPM list for the current block (S2110).
  • the MPM list may be configured in various ways as described above in this document.
  • the MPM list may be derived based on intra prediction modes and predetermined default modes of neighboring blocks of the current block.
  • the MPM list may include (MPM) candidate intra prediction modes for the current block.
  • the encoding apparatus derives an intra prediction mode of the current block based on the MPM list (S2120).
  • the encoding apparatus may derive the optimal intra prediction mode as the intra prediction mode of the current block based on the RDO.
  • the encoding apparatus may generate information about the intra prediction mode of the current block.
  • the MPM list construction and intra prediction mode derivation procedure may include the procedure described above with reference to FIGS. 12 to 15.
  • the encoding apparatus may derive the intra prediction mode based on the intra prediction type and generate information about the intra prediction mode.
  • the encoding apparatus may encode image information including the information about the intra prediction type and the information about the intra prediction mode (S2130).
  • the encoded image information may be output in the form of a bitstream.
  • the bitstream may be transmitted to a decoding apparatus via a network or a storage medium.
  • the prediction related information may include information about the intra prediction type and information about the intra prediction mode.
  • the information about the intra prediction type may include a LIP flag, a multiple reference line index, and / or an ISP flag as described above.
  • the information about the intra prediction mode may include at least one of the above-described MPM flag, MPM index, and remaining mode information.
  • the image information may include residual information as described above.
  • the residual information may indicate (quantized) transform coefficients for residual samples of the current block.
  • a bit for the MPM flag may not be included in the bitstream.
  • one or more bits for each of the MPM flag and the MPM index may be included in the bitstream.
  • the encoding apparatus may search for the intra prediction mode of the current block only among candidate intra prediction modes in the MPM list.
  • the specific intra prediction type may include at least one of a linear interpolation intra prediction (LIP) type, a multi-reference line (MRL) intra prediction type, or an intra sub-partitions (ISP) intra prediction type.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • MDL multi-reference line
  • ISP intra sub-partitions
  • the specific intra prediction type includes a LIP type
  • the information about the intra prediction type includes a LIP flag
  • a value 1 of the LIP flag may indicate that the LIP type is applied to the current block. have.
  • the specific intra prediction type includes an MRL intra prediction type
  • the information about the existing intra prediction type includes a multi-reference line index (ex. Intra_luma_ref_idx), and a value larger than the multi-reference line index 0 is It may indicate that an MRL intra prediction type is applied to the current block.
  • the specific intra prediction type includes an ISP intra prediction type
  • the information about the intra prediction type includes an ISP flag
  • a value 1 of the ISP flag indicates that the ISP intra prediction type is applied to the current block. Can be indicated.
  • the intra prediction mode for the current block may be limited to one of candidate intra prediction modes in the MPM list.
  • FIG. 23 and 24 schematically illustrate an example of an intra prediction method and related components according to an embodiment of the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 23 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 3. More specifically, for example, S2300 of FIG. 23 may be performed by an entropy decoding unit 310 of the decoding apparatus, and S2310 to S2350 may be performed by a prediction unit (specifically, an intra prediction unit 265) of the decoding apparatus.
  • the method disclosed in FIG. 23 may include the embodiments described above in this document.
  • the decoding apparatus obtains information about an intra prediction type for a current block from a bitstream (S2300).
  • the information about the intra prediction type may include a LIP flag, a multiple reference line index, and / or an ISP flag as described above.
  • the decoding apparatus derives an intra prediction type of the current block based on the information about the intra prediction type (S2310).
  • the decoding apparatus obtains information about an intra prediction mode for the current block from the bitstream (S2320).
  • the information about the intra prediction mode may include at least one of the above-described MPM flag, MPM index, and remaining mode information.
  • the decoding apparatus configures a most probable mode (MPM) list including candidate intra prediction modes for the current block based on neighboring blocks of the current block (S2330).
  • the MPM list may be configured in various ways as described above in this document.
  • the MPM list may be derived based on intra prediction modes and predetermined default modes of neighboring blocks of the current block.
  • the MPM list may include (MPM) candidate intra prediction modes for the current block.
  • the decoding apparatus derives an intra prediction mode of the current block based on the MPM list and the information about the intra prediction mode (S2340).
  • the decoding apparatus generates a predicted block for the current block based on the intra prediction type and the intra prediction mode (S2350).
  • the predicted block includes prediction samples of the current block.
  • the reconstructed block / picture may be generated based on the predicted block.
  • the decoding apparatus may obtain residual information from the bitstream, and the reconstructed block / picture may be generated based on the residual information.
  • in-loop filtering procedures such as deblocking filtering, SAO and / or ALF procedures may be applied to the reconstructed picture to improve subjective / objective picture quality as necessary.
  • the decoding apparatus may parse the MPM index from the bitstream without parsing the MPM flag.
  • the value of the MPM flag may be derived as 1 without parsing the MPM flag from the bitstream.
  • the decoding apparatus may parse the MPM flag from the bitstream, and when the value of the MPM flag is 1, the MPM index. .
  • the specific intra prediction type may include at least one of a linear interpolation intra prediction (LIP) type, a multi-reference line (MRL) intra prediction type, or an intra sub-partitions (ISP) intra prediction type.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • MDL multi-reference line
  • ISP intra sub-partitions
  • the specific intra prediction type includes a LIP type
  • the information about the intra prediction type includes a LIP flag
  • the value of the LIP flag is 1, the LIP type is an intra prediction type of the current block. Can be derived.
  • the specific intra prediction type includes an MRL intra prediction type
  • the information about the intra prediction type includes a multi-reference line index
  • the MRL intra prediction when the value of the multi-reference line index is greater than 0, the MRL intra prediction.
  • a type may be derived as the intra prediction type of the current block.
  • the specific intra prediction type includes an ISP intra prediction type
  • the information about the intra prediction type includes an ISP flag
  • the ISP intra prediction type is the current block. It can be derived as the intra prediction type of.
  • the intra prediction mode for the current block may be limited to one of candidate intra prediction modes in the MPM list.
  • the information about the intra prediction mode further includes remaining intra mode information
  • the An intra prediction mode may be derived based on the remaining intra mode information as one of the remaining intra prediction modes except for candidate intra prediction modes in the MPM list.
  • the above-described method according to the present invention may be implemented in software, and the encoding device and / or the decoding device according to the present invention may perform image processing of, for example, a TV, a computer, a smartphone, a set-top box, a display device, and the like. It can be included in the device.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), other chipset, logic circuit and / or data processing device.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device. That is, the embodiments described in the present invention may be implemented and performed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip. For example, the functional units shown in each drawing may be implemented and performed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoding apparatus and encoding apparatus to which the present invention is applied include a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, a real time communication device such as video communication, and mobile streaming.
  • the OTT video device may include a game console, a Blu-ray player, an internet access TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, a digital video recorder (DVR), and the like.
  • the processing method to which the present invention is applied can be produced in the form of a program executed by a computer, and can be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray disc (BD), a universal serial bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, and an optical disc. It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium also includes media embodied in the form of a carrier wave (eg, transmission over the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be implemented as a computer program product by program code, which may be performed on a computer by an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • the content streaming system to which the present invention is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, etc. into digital data to generate a bitstream and transmit the bitstream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. directly generate a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generation method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits the multimedia data to the user device based on the user's request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what service.
  • the web server delivers it to a streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server.
  • the control server plays a role of controlling a command / response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media store and / or an encoding server. For example, when the content is received from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), navigation, a slate PC, Tablet PCs, ultrabooks, wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • navigation a slate PC
  • Tablet PCs tablet PCs
  • ultrabooks wearable devices, such as smartwatches, glass glasses, head mounted displays, digital TVs, desktops Computer, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, in which case data received from each server may be distributed.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에 따른 영상 디코딩 방법은 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측 타입에 관한 정보, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 관한 정보, 및 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 정보를 획득하고, 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 수행하고, 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 처리를 수행하고, 상기 인트라 예측 결과 및 상기 레지듀얼 처리 결과를 기반으로 상기 현재 블록을 복원하되, 상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고, 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 인덱스를 파싱하는 것을 특징으로 한다.

Description

인트라 예측 기반 영상/비디오 코딩 방법 및 그 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 인트라 예측 기반 영상/비디오 코딩 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 효율적인 인트라 예측 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인트라 예측 모드를 효율적으로 시그널링하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인트라 예측 타입에 따라 인트라 예측 모드를 적응적으로 도출하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측 타입에 관한 정보를 획득하는 단계, 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입을 도출하는 단계, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하는 단계, 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하는 단계, 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계, 상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 단계, 상기 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 획득하는 단계, 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 블록(residual block) 생성하는 단계, 및 상기 예측된 블록 및 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 구성하는 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고, 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 인덱스를 파싱하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측 타입에 관한 정보, 인트라 예측 모드에 관한 정보 및 레지듀얼 정보를 획득하는 엔트로피 디코딩부, 및 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입을 도출하고, 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하고, 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하고, 상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 예측부, 및 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 블록을 생성하는 레지듀얼 처리부를 포함하되, 상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고, 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 인덱스를 파싱하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록의 인트라 예측 타입을 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입에 관한 정보를 생성하는 단계, 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하는 단계, 상기 MPM 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계, 상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 단계, 상기 현재 블록에 대한 예측 정보를 생성하되, 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 포함하는 단계, 상기 예측된 블록을 기반으로 레지듀얼 블록을 도출하는 단계, 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계, 상기 예측 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 비트스트림을 출력하는 단계를 포함하되, 상기 인트라 예측 타입을 기반으로 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 생성하고, 상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고, 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들 중 하나로 제한되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 영상 인코딩을 수행하는 영상 인코딩 장치가 제공된다. 상기 영상 인코딩 장치는 현재 블록의 인트라 예측 타입을 결정하고, 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입에 관한 정보를 생성하고, 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하고, 상기 MPM 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하고, 상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 정보를 생성하되, 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 포함하는 예측부, 상기 예측된 블록을 기반으로 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 레지듀얼 처리부, 상기 예측 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 비트스트림을 출력하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 상기 예측부는 상기 인트라 예측 타입을 기반으로 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 생성하고, 상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고, 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들 중 하나로 제한되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 효율적인 예측을 통하여 레지듀얼 처리에 필요한 전송되는 데이터량을 줄일 수 있다.
본 발명에 따르면 연산 복잡도를 줄이면서 효율적으로 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
본 발명에 따르면 인트라 예측 모드 시그널링에 필요한 데이터량을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4은 인트라 예측이 수행되는 경우에 이용될 수 있는 주변 참조 샘플들의 일 예를 나타낸다.
도 5 및 6은 33개의 방향성 예측 모드들과 2개의 비방향성 예측 모드들을 포함하는 인트라 예측 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 7은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 8은 LIP를 예시적으로 나타낸다.
도 9은 현재 블록의 우하측 주변 샘플을 생성하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 10은 우하측 주변 샘플을 이용하여 하측 주변 샘플들과 우측 주변 샘플들 생성하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 11은 상기 MRL의 예를 나타낸다.
도 12은 현재 블록(ex. CU/CB)의 크기에 따른 분할의 예를 나타낸다.
도 13은 인코딩 장치에서의 인트라 예측 모드 결정 방법의 예를 나타낸다.
도 14는 LIP 적용 대상이 되는 특정 인트라 예측 모드를 예시적으로 나타낸다.
도 15는 다양한 비정방형 블록의 예를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 모드 시그널링 방법을 나타낸다.
도 17은 LIP 타입 기반 인트라 예측 모드 도출 및 인트라 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 18은 MRL 인트라 예측 타입 기반 인트라 예측 모드 도출 및 인트라 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 19는 ISP 인트라 예측 타입 기반 인트라 예측 모드 도출 및 인트라 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 모드 시그널링 방법을 나타낸다.
도 21 및 22는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 포함하는 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 23 및 24는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준 또는 차세대 비디오/이미지 코딩 표준에 개시된 방법에 적용될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
이 문서에서 “/”와 “,”는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A/B”는 “A 및/또는 B”로 해석되고, “A, B”는 “A 및/또는 B”로 해석된다. 추가적으로, “A/B/C”는 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다. 또한, “A, B, C”도 “A, B 및/또는 C 중 적어도 하나”를 의미한다. (In this document, the term “/” and “,” should be interpreted to indicate “and/or.” For instance, the expression “A/B” may mean “A and/or B.” Further, “A, B” may mean “A and/or B.” Further, “A/B/C” may mean “at least one of A, B, and/or C.” Also, “A/B/C” may mean “at least one of A, B, and/or C.”)
추가적으로, 본 문서에서 “또는”는 “및/또는”으로 해석된다. 예를 들어, “A 또는 B”은, 1) “A” 만을 의미하고, 2) “B” 만을 의미하거나, 3) “A 및 B”를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 “또는”은 “추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)”를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term “or” should be interpreted to indicate “and/or.” For instance, the expression “A or B” may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term “or” in this document should be interpreted to indicate “additionally or alternatively.”)
도 1은 본 발명을 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 소스 디바이스 및 수신 디바이스를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(210), 감산부(215), 변환부(220), 양자화부(230), 역양자화부(240), 역변환부(250), 가산부(255), 필터링부(260), 메모리(270), 인터 예측부(280), 인트라 예측부(285) 및 엔트로피 인코딩부(290)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(280) 및 인트라 예측부(285)를 합쳐서 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(280) 및 인트라 예측부(285)를 포함할 수 있다. 변환부(220), 양자화부(230), 역양자화부(240), 역변환부(250)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(215)를 더 포함할 수도 있다. 상술한 영상 분할부(210), 감산부(215), 변환부(220), 양자화부(230), 역양자화부(240), 역변환부(250), 가산부(255), 필터링부(260), 인터 예측부(280), 인트라 예측부(285) 및 엔트로피 인코딩부(290)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(200)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(280) 또는 인트라 예측부(285)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(220)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(200) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(215)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(285)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(285)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(280)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(280)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(280)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
상기 예측부 (인터 예측부(280) 및/또는 상기 인트라 예측부(285) 포함)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(220)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(230)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(290)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(230)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(290)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(290)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(290)에 포함될 수도 있다.
양자화부(230)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(240) 및 역변환부(250)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(255)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(280) 또는 인트라 예측부(285)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(290)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(290)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(280)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(280)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(280)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(285)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(310), 역양자화부(320), 역변환부(330), 가산부(335), 필터링부(340), 메모리(350), 인터 예측부(360) 및 인트라 예측부(365)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(360) 및 인트라 예측부(365)를 합쳐서 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(380) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 역양자화부(320), 역변환부(330)를 합쳐서 레지듀얼 처리부라고 불릴 수 있다. 즉, 레지듀얼 처리부는 역양자화부(320), 역변환부(330)을 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 역양자화부(320), 역변환부(330), 가산부(335), 필터링부(340), 인터 예측부(360) 및 인트라 예측부(365)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(350)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(350)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 으며, 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(360) 및 인트라 예측부(365))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(320)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(340)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(320), 역변환부(330), 가산부(335), 필터링부(340), 메모리(350), 인터 예측부(360) 및 인트라 예측부(365) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(320)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(320)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(320)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(330)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 상기 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
인트라 예측부(365)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(365)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(360)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(360)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(335)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(365) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(335)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(340)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(340)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(350), 구체적으로 메모리(350)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(350)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(360)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(350)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(360)에 전달할 수 있다. 메모리(350)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(365)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(200)의 필터링부(260), 인터 예측부(280) 및 인트라 예측부(285)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(300)의 필터링부(340), 인터 예측부(360) 및 인트라 예측부(365)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
한편, 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 상술한 내용과 같이 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있고, 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 도출할 수 있다. 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 인트라 예측 모드(ex. 방향성 모드 또는 비방향성 모드)를 적용하여 상기 현재 블록의 상기 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
도 4는 인트라 예측이 수행되는 경우에 이용될 수 있는 주변 참조 샘플들의 일 예를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 현재 블록(400)의 인트라 예측을 위한 주변 (참조) 샘플들로, 좌측 주변 샘플들(p[-1][2H-1]...p[-1][0]), 좌상측 주변 샘플(p[-1][-1]), 및 상측 주변 샘플들(p[0][-1]...p[2W-1][-1])이 도출될 수 있다. 여기서 p[m][n]은 샘플 포지션 (m,n)의 샘플(또는 픽셀)을 나타내며, 이는 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션을 (0, 0)으로 간주하였을 때, 상대적인 샘플 포지션을 나타낼 수 있다. 또한, 여기서 W, H는 현재 블록(300)의 너비 및 높이를 각각 나타낸다. 현재 블록(400)은 코딩 유닛(코딩 블록) 또는 변환 유닛(변환 블록)에 대응될 수 있다.
한편, 상기 주변 샘플들(p[-1][2H-1]...p[-1][-1]... p[2W-1][-1]) 중 인트라 예측을 위하여 가용하지 않은(not available)한 샘플이 있는 경우, 해당 가용하지 않은 샘플은 대체(substitution) 또는 패딩(padding)절차를 통하여 가용한 샘플로 채워질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상기 가용하지 않은 샘플은 해당 샘플에 인접한 다른 주변 샘플로 대체 또는 패딩될 수 있다.
여기서, 일 예로, 해당 샘플의 위치가 픽처의 외곽에 위치하는 경우에 해당 샘플은 가용하지 않은 샘플일 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(400)이 픽처의 엣지(edge)에 위치하는 경우 상기 주변 샘플들 중 일부는 가용하지 않을 수 있다. 다른 예로 해당 샘플을 포함하는 다른 CU가 아직 코딩되지 않은 경우에 해당 샘플은 가용하지 않은 샘플일 수 있다.
대체 또는 패딩 절차는 예를 들어 다음과 같은 순서로 수행될 수 있다.
1) 만약, 주변 샘플 p[-1][2H-1]가 가용하지 않은 경우, 순차적으로 주변 샘플 p[-1][2H-1](또는 주변 샘플 p[-1][2H-2])으로부터 p[-1][-1]까지, 그리고 나서 p[0][-1]부터 p[2W-1][-1]까지 순차적으로 서치를 수행하고, 처음으로 발견된(found) 가용한 주변 샘플의 값을 상기 주변 샘플 p[-1][2H-1]에 할당(assign)할 수 있다.
2) x=-1, y=2H-2부터 x=-1,y=-1까지 순차적으로 서치를 수행하고, 만약 p[x][y]가 가용하지 않은 경우, p[x][y+1]의 값이 상기 가용하지 않은 p[x][y]의 값에 대체될 수 있다.
3) x=0, y=-1부터 x=2W-1,y=-1까지 순차적으로 서치를 수행하고, 만약 [x][y]가 가용하지 않은 경우, p[x-1][y]의 값이 상기 가용하지 않은 p[x][y]의 값에 대체될 수 있다.
인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록을 기준으로 인트라 예측 모드에 따라 적어도 하나의 주변 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출한다.
이 경우, 인트라 예측 모드들은 일 예로, 다음과 같이 2개의 비방향성(non-directional, 또는 비각도성(non-angular)) 인트라 예측 모드들과 33개의 방향성(directional, 또는 각도성(angular)) 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
인트라 예측 모드 연관된 이름(associated name)
0 인트라 플래너
1 인트라 DC
2...34 인트라 앵귤러2...인트라 앵귤러34
여기서, 0번 인트라 예측 모드는 인트라 플래너 모드를 나타내고, 1번 인트라 예측 모드는 인트라 DC 모드를 나타낸다. 2 내지 34번 인트라 예측 모드는 각각 인트라 앵귤러2 모드...인트라 앵귤러34 모드를 나타낸다.
여기서 상기 인트라 플래너 모드 및 인트라 DC 모드는 비방향성 예측 모드이고, 상기 인트라 앵귤러2 내지 인트라 앵귤러34 모드는 방향성 예측 모드이다.
도 5 및 6은 33개의 방향성 예측 모드들과 2개의 비방향성 예측 모드들을 포함하는 인트라 예측 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 5 및 6을 참조하면, 좌상 대각 예측 방향을 갖는 18번 인트라 예측 모드를 중심으로 수평 방향성(horizontal directionality)을 갖는 인트라 예측 모드와 수직 방향성(vertical directionality)을 갖는 인트라 예측 모드를 구분할 수 있다. 도 4의 -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 수직 또는 수평 변위를 나타낸다. 2번 내지 17번 인트라 예측 모드는 수평 방향성, 18번 내지 34번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 갖는다. 10번 인트라 예측 모드와 26번 인트라 예측 모드는 각각 수평 인트라 예측 모드(horizontal intra prediction mode), 수직 인트라 예측 모드(vertical intra prediction mode)를 나타내며 이를 기준으로 방향성 인트라 모드(angular intra mode)의 예측 방향을 각도로 표현할 수 있다. 다시 말하자면, 10번 인트라 예측 모드에 대응하는 수평기준각도 0˚를 기준으로 하여 각 인트라 예측 모드에 대응하는 상대적 각도를 표현할 수 있고, 26번 인트라 예측 모드에 대응하는 수직기준각도 0˚를 기준으로 하여 각 인트라 예측 모드에 대응하는 상대적 각도를 표현할 수 있다.
다른 예로, 인트라 예측 모드들은 다음과 같이 2개의 비방향성(non-directional, 또는 비각도성(non-angular)) 인트라 예측 모드들과 65개의 방향성(directional, 또는 각도성(angular)) 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 0번인 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 1번인 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번의 65개의 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 본 발명은 인트라 예측 모드들의 수가 다른 경우에도 적용될 수 있다.
인트라 예측 모드 연관된 이름(associated name)
0 인트라 플래너
1 인트라 DC
2...66 인트라 앵귤러2...인트라 앵귤러66
도 7은 65개의 예측 방향의 인트라 방향성 모드들을 예시적으로 나타낸다.
도 7을 참조하면, 좌상향 대각 예측 방향을 갖는 34번 인트라 예측 모드를 중심으로 수평 방향성(horizontal directionality)을 갖는 인트라 예측 모드와 수직 방향성(vertical directionality)을 갖는 인트라 예측 모드를 구분할 수 있다. 도 3의 H와 V는 각각 수평 방향성과 수직 방향성을 의미하며, -32 ~ 32의 숫자는 샘플 그리드 포지션(sample grid position) 상에서 1/32 단위의 변위를 나타낸다. 2번 내지 33번 인트라 예측 모드는 수평 방향성, 34번 내지 66번 인트라 예측 모드는 수직 방향성을 갖는다. 18번 인트라 예측 모드와 50번 인트라 예측 모드는 각각 수평 인트라 예측 모드(horizontal intra prediction mode), 수직 인트라 예측 모드(vertical intra prediction mode)를 나타내며, 2번 인트라 예측 모드는 좌하향 대각 인트라 예측 모드, 34번 인트라 예측 모드는 좌상향 대각 인트라 예측 모드, 66번 인트라 예측 모드는 우상향 대각 인트라 예측 모드라고 불릴 수 있다.
한편, 상기 현재 블록에 상기 인트라 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록의 주변 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 도출될 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록(예를 들어, 좌측 주변 블록 및/또는 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 기반으로 MPM(most probable mode) 리스트를 도출할 수 있고, 상기 도출된 MPM 리스트 내 MPM 후보들 중 하나를 수신된 MPM 인덱스를 기반으로 선택할 수 있으며, 또는 상기 MPM 후보들에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 리메이닝(remaining) 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 선택할 수 있다. 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에 존재하는 여부는 MPM 플래그를 기반으로 지시될 수 있다.
상기 MPM 리스트는 인트라 예측 모드 후보 리스트라고 나타낼 수도 있으며, candModeList 라고 나타낼 수도 있다.
여기서, 예를 들어, 상기 MPM 리스트는 3개의 MPM 후보들 또는 6개의 MPM 후보들을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 MPM 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드, 도출된 인트라 예측 모드 및/또는 디폴트(default) 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 후보들을 포함할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록들을 특정 순서에 따라 탐색할 수 있고, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 도출된 순서로 상기 MPM 후보로 도출할 수 있다. 예를 들어, 상기 주변 블록들은 좌측 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌하측 주변 블록, 우상측 주변 블록, 좌상측 주변 블록을 포함할 수 있고, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 좌측 주변 블록의 인트라 예측 모드, 상기 상측 주변 블록의 인트라 예측 모드, 플래너 인트라 예측 모드, DC 인트라 예측 모드, 상기 좌하측 주변 블록의 인트라 예측 모드, 상기 우상측 주변 블록의 인트라 예측 모드, 상기 좌상측 주변 블록의 인트라 예측 모드 순서로 탐색하여 MPM 후보를 도출하고 상기 현재 블록의 상기 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 한편, 상기 탐색 후, 6개의 MPM 후보들이 도출되지 않은 경우, MPM 후보로 도출된 인트라 예측 모드를 기반으로 MPM 후보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 MPM 후보로 도출된 인트라 예측 모드가 N번 인트라 예측 모드인 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 N+1번 인트라 예측 모드 및/또는 N-1번 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 MPM 후보로 도출할 수 있다. 상기 주변 블록들에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
또한, 예를 들어, 상기 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 상기 MPM 후보들에 포함되는지, 또는 상기 나머지 인트라 예측 모드들에 포함되는지 여부는 MPM 플래그를 기반으로 도출될 수 있다. 구체적으로, 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우, 상기 MPM 플래그는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(MPM 리스트)에 포함됨을 나타낼 수 있고, 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우, 상기 MPM 플래그는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(MPM 리스트)에 포함되지 않고 상기 나머지 인트라 예측 모드들에 포함됨을 나타낼 수 있다. 한편, 상기 MPM 인덱스는 mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx 신텍스 요소의 형태로 시그널링될 수 있고, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder 신텍스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 또한, 상기 MPM 플래그는 intra_luma_mpm_flag 신텍스 요소의 형태로 시그널링될 수 있고, 상기 MPM 플래그가 시그널링되지 않는 경우, 상기 MPM 플래그의 값은 1로 간주될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 전체 인트라 예측 모드들 중 상기 MPM 후보들에 포함되지 않는 상기 나머지 인트라 예측 모드들을 예측 모드 번호 순으로 인덱싱하여 그 중 하나를 가리킬 수 있다. 상기 인트라 예측 모드는 루마 성분(샘플)에 대한 인트라 예측 모드일 수 있다. 이하, 인트라 예측 모드 정보는 상기 MPM 플래그, 상기 MPM 인덱스, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 MPM 리스트는 MPM 후보 리스트, candModeList 등 다양한 용어로 불릴 수도 있다.
한편, 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 도출할 수 있고, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있고, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드 정보를 인코딩하여 저장 및/또는 전송할 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측을 위하여 다양한 인트라 예측 방법이 적용될 수 있다. 일 예로, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 상기 제2 주변 샘플과 상기 제1 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 또는 선형 보간 예측이라고 불릴 수 있다. 다른 예로, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 디코딩 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line (MRL) intra prediction 또는 MRL 기반 인트라 예측이 라고 불릴 수 있다. 또 다른 예로, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. 상술한 인트라 예측 방법들은 상기 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, MRL 인트라 예측 또는 ISP 인트라 예측 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, MRL 인트라 예측, ISP 인트라 예측 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우 일반적으로 적용될 수 있으며, 상기 노멀 인트라 예측 타입이 적용되는 경우 상술한 인트라 예측 모드 및 도 3에서 도시한 바와 같이 현재 블록에 인접한 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측이 수행될 수 있다.
상술한 LIP, MRL 인트라 예측, ISP 인트라 예측은 구체적으로 다음과 같이 설명될 수 있다.
도 8은 LIP를 예시적으로 나타낸다.
일반적으로 인트라 예측은 예측 샘플을 도출하기 위하여 주변 참조 샘플을 단순히 복사하므로 예측 샘플과 참조 샘플과의 거리가 멀어질수록 에러가 증가하는 경향이 있다. LIP는 이러한 인트라 예측 부호화에서 발생하는 에러를 줄이기 위해 인트라 예측 방향에 위치하는 제1 주변 참조 샘플과 인트라 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 제2 주변 참조 샘플의 선형 보간을 통하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. 이를 위하여 우측 버퍼(right buffer)와 하측 버퍼(bottom buffer)을 추가적으로 생성할 수 있다. 상기 우측 버퍼는 현재 블록의 우측 주변 참조 샘플들을 포함할 수 있고, 상기 하측 버퍼는 현재 블록의 하측 주변 참조 샘플들을 포함할 수 있다. 상기 우측 버퍼 또는 하측 버퍼는 현재 블록의 우하측 주변 참조 샘플을 포함할 수 있다. 즉, LIP에서는, 현재 블록의 우측 주변 참조 샘플들, 우하측 주변 참조 샘플 및 하측 주변 참조 샘플들을 도출한 후, 기존의 참조 샘플(좌측 주변 참조 샘플들, 좌상측 주변 참조 샘플 및 상측 주변 참조 샘플들)과 선형 보간하여 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 일반적으로 픽처 내 블록들은 래스터 스캔 순서(raster scan order)로 인코딩/디코딩되므로, 현재 디코딩하고자 하는 현재 블록을 기준으로 우측 블록과 하측 블록 및 우하측 블록은 아직 디코딩되지 않았기 때문에, 현재 블록의 우측 주변 참조 샘플들, 우하측 주변 참조 샘플들 및 하측 주변 참조 샘플들을 아직 복원되지 않았으며, 상기 우측 주변 참조 샘플들, 상기 우하측 주변 참조 샘플 및 상기 하측 주변 참조 샘플들의 도출이 필요하다.
즉, LIP를 수행하기 위하여는, 먼저 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출해야 한다. 이 경우, 좌측 주변 참조 샘플들, 좌상측 주변 참조 샘플과 상측 주변 참조 샘플들은 대응 위치의 복원된 샘플들을 이용할 수 있으며, 혹시 일부 가용하지 않은(not available) 샘플이 있는 경우, 해당 가용하지 않은 샘플은 대체(substitution) 또는 패딩(padding)절차를 통하여 가용한 샘플로 채워질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상기 가용하지 않은 샘플은 해당 샘플에 인접한 다른 주변 참조 샘플로 대체 또는 패딩될 수 있다.
한편, 주변 참조 샘플들 중 우측 주변 참조 샘플들, 우하측 주변 참조 샘플 및 하측 주변 참조 샘플들은 디코딩 순서상 아직 디코딩되지 않은 블록에 위치하므로 대응 위치에 복원 샘플이 존재하지 않을 수 있으며, 본 발명에 따르면 다양한 방법을 통하여 상기 우측 주변 참조 샘플들, 우하측 주변 참조 샘플 및 상기 하측 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 일 예로, 주변 참조 샘플들 중 상기 우측 주변 참조 샘플들, 상기 우하측 주변 참조 샘플, 상기 하측 주변 참조 샘플들은 기 도출된 상측 주변 참조 샘플들과 좌측 주변 참조 샘플들을 이용하여 생성할 수 있다. 이 경우 상기 상측 주변 참조 샘플들 중 적어도 하나와 상기 좌측 주변 참조 샘플들 중 적어도 하나를 기반으로 상기 우하측 주변 참조 샘플을 먼저 도출하고, 상기 도출된 우하측 주변 참조 샘플과 좌측 주변 참조 샘플 및 상측 주변 참조 샘플을 이용하여 하측 주변 참조 샘플들과 상기 우측 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 거리에 따른 선형 보간을 통하여 상기 하측 주변 참조 샘플들과 상기 우측 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 또는 상기 하측 주변 참조 샘플들과 상기 우측 주변 참조 샘플들에 위치에 따라 대응하는 좌측 주변 참조 샘플들과 상측 주변 참조 샘플들을 값을 복사하여 상기 하측 주변 참조 샘플들과 상기 우측 주변 참조 샘플들의 값을 도출할 수도 있다.
이하 디코딩 순서상 아직 복원되지 않은 우측 주변 참조 샘플들, 우하측 주변 참조 샘플들 및 하측 주변 참조 샘플들을 생성하는 방법을 설명한다. 본 예에서는 비록 정방형 블록 모양을 기준으로 설명하나, 현재 블록이 비정방형 블록 모양을 갖는 경우에도 인트라 예측 효율을 높이기 위하여 본 예에 따른 방법은 동일/유사하게 적용될 수 있다. 이하 주변 참조 샘플은 주변 샘플로 불릴 수 있다.
먼저, 현재 블록의 우하측 주변 참조 샘플은 다음과 같은 방법으로 생성될 수 있다.
도 9는 현재 블록의 우하측 주변 샘플을 생성하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 9의 (a)를 참조하면, 현재 블록의 우상측 코너에 위치하는 우상측 주변 샘플(TR)과, 상기 현재 블록의 좌하측 코너에 위치하는 좌하측 주변 샘플(BL)을 이용하여 우하측 주변 샘플(BR)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션을 (0, 0)으로 간주하였을 때, 상기 우상측 주변 샘플(TR)은 p[W][-1]로 나타낼 수 있고, 상기 좌하측 주변 샘플(BL)은 p[-1][H]로 나타낼 수 있으며, 상기 우하측 주변 샘플(BR)은 p[W][H]로 나타낼 수 있다. 여기서 W 및 H는 각각 현재 블록의 너비 및 높이에 대응한다.
도 9의 (b)를 참조하면, 현재 블록의 상측 주변 샘플들 중 가장 우측에 위치하는 주변 샘플(MTR)과 좌측 주변 샘플들 중 가장 하측에 위치하는 주변 샘플(MBL)을 이용하여 우하측 주변 샘플(BR)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상측 주변 샘플들 및 좌측 주변 샘플들은 각각 W+H만큼의 개수를 가질 수 있으며, 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션을 (0, 0)으로 간주하였을 때, 상기 주변 샘플(MTR)은 p[W+H][-1]로 나타낼 수 있고, 상기 주변 샘플(MBL)은 p[-1][H+W]로 나타낼 수 있으며, 상기 우하측 주변 샘플(BR)은 p[W][H]로 나타낼 수 있다.
상기 우하측 주변 샘플(BR)은 다음 수식들과 같이 평균 값을 기반으로 도출될 수도 있고, 또는 거리비를 기반으로 도출될 수 있다.
Figure PCTKR2019003534-appb-M000001
Figure PCTKR2019003534-appb-M000002
Figure PCTKR2019003534-appb-M000003
Figure PCTKR2019003534-appb-M000004
여기서, BR은 우하측 주변 샘플, TR은 현재 블록의 우상측 코너에 위치하는 우상측 주변 샘플, BL은 현재 블록의 좌하측 코너에 위치하는 좌하측 주변 샘플, MTR은 현재 블록의 상측 주변 샘플들 중 가장 우측에 위치하는 주변 샘플, MBL은 좌측 주변 샘플들 중 가장 하측에 위치하는 주변 샘플, W 및 H는 각각 현재 블록의 너비 및 높이에 대응함은 상술한 바와 같다.
한편, LIP을 위하여는 현재 블록의 우하측 주변 샘플뿐 아니라, 하측 주변 샘플들 및 우측 주변 샘플들이 생성되어야 한다. 래스터 스캔 순서로 블록들이 코딩되는 경우 현재 블록의 코딩 시점에 있어서, 상기 현재 블록의 하측, 우하측 및 우측 블록은 아직 코딩되지 않았다. 따라서 LIP을 위하여 하측 주변 샘플들 및 우측 주변 샘플들의 생성이 필요하다. 이 경우 일 예로, 상술한 방법에 따라 도출된 우하측 주변 샘플을 이용할 수 있다. 구체적으로 상기 도출된 우하측 주변 샘플과, 이미 복호화된 상측 주변 샘플 및 좌측 주변 샘플을 이용하여 비정방형 현재 블록의 하측 주변 샘플들과 우측 주변 샘플들을 생성할 수 있다.
도 10은 우하측 주변 샘플을 이용하여 하측 주변 샘플들과 우측 주변 샘플들 생성하는 방법의 일 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 현재 블록의 우하측 주변 샘플(BR)과 현재 블록의 좌하측 코너에 위치하는 좌하측 주변 샘플(BL)을 거리에 따른 선형 보간하여, 하측 주변 샘플들을 생성할 수 있다. 또한, 현재 블록의 현재 블록의 우하측 주변 샘플(BR)과 현재 블록의 우상측 코너에 위치하는 우상측 주변 샘플(TR)을 거리에 따른 선형 보간하여, 우측 주변 샘플들을 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 우상측 주변 샘플(TR)은 p[W][-1], 상기 좌하측 주변 샘플(BL)은 p[-1][H], 상기 우하측 주변 샘플(BR)은 p[W][H]로 나타내어지는 경우, 상기 하측 주변 샘플들은 p[0][H]...p[W-1][H]로 나타내지고, 상기 우측 주변 샘플들은 p[W][0]...p[W][H-1]로 나타내어질 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 하측 주변 샘플 p[x][H]는 해당 샘플 위치 (x, H)에 대한 상기 p[-1][H] 및 상기 p[W][H]의 거리에 따른 보간을 기반으로 도출될 수 있다. 또한, 예를 들어, 우측 주변 샘플 p[W][y]는 해당 샘플 위치 (W, y)에 대한 상기 p[W][-1] 및 상기 p[W][H]의 거리에 따른 보간을 기반으로 도출될 수 있다. 한편, 현재 블록의 우하측 주변 샘플을 사용하지 않고 현재 블록의 좌측 주변 샘플들과 상측 주변 샘플들을 사용하여 하측 주변 샘플들과 우측 주변 샘플들을 생성할 수도 있다.
하측 주변 샘플들과 우측 주변 샘플들을 생성하고 난 후, 생성된 하측 주변 샘플들과 우측 주변 샘플들을 사용하여 LIP를 수행할 수 있다. 상술한 도 8에서 보듯이 LIP를 사용하여 현재 예측 샘플 C를 생성하는 방법은 예를 들어 다음과 같이 수행될 수 있다. 상기 도 8에서는 예측 모드는 양의 방향성을 갖는 수직 계열의 모드를 예로 도시하였다.
1) 좌측 주변 샘플들을 하단 샘플 버퍼에 복사하고 생성한 하측 주변 샘플을 사용하여 하단 버퍼를 생성
2) 복원된 값을 사용하는 상측 참조 버퍼의 A 참조 샘플과 B 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플 값 P를 생성
3) 새로 생성한 하측 참조 버퍼의 A' 참조 샘플과 B' 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플 값 P'을 생성
4) 생성된 P와 P'을 선형 보간하여 최종 예측 값 C를 생성
Figure PCTKR2019003534-appb-M000005
현재 블록 내의 모든 샘플들에 대해 방법 2) - 4)를 적용하여 예측 샘플 값을 생성할 수 있다. LIP 방법은 방향성이 존재하지 않는 planar 모드와 DC 모드를 제외한 모든 방향성 모드에 적용될 수 있다.
한편, MRL 인트라 예측은 다음과 같이 수행될 수 있다.
종래의 인트라 예측은 현재 블록의 상측 첫번째 라인의 주변 샘플들 및 좌측 첫번째 라인의 주변 샘플들만을 인트라 예측을 위한 참조 샘플들로 이용하였다. 그러나 Multiple-reference line (MRL) 방법에서는 현재 블록의 상측 및/또는 좌측에 대하여 하나 내지 세개 샘플 거리만큼 떨어진 샘플 라인에 위치한 주변 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다.
도 11은 상기 MRL의 예를 나타내며, 여기서 다중 참조 라인 인덱스는 현재 블록에 대하여 어떤 라인이 인트라 예측을 위하여 사용되는지를 나타낸다. 상기 다중 참조 라인 인덱스는 MRL 인덱스라고 불릴 수 있으며, intra_luma_ref_idx 신택스 요소의 형태로 구성될 수 있다. 상기 다중 참조 라인 인덱스의 값이 0인 경우 기존의 첫번째 라인의 주변 참조 샘플들만을 인트라 예측을 위한 참조 샘플들로 이용함을 지시할 수 있으며, 상기 다중 참조 라인 인덱스의 0보다 큰 값들은 기존의 첫번째 라인 이외의 라인의 주변 참조 샘플들이 인트라 예측을 위한 참조 샘플들로 이용됨을 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 다중 참조 라인 인덱스는 다음과 같은 인트라 참조 샘플 라인을 지시할 수 있다.
intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] IntraLumaRefLineIdx[　x0　][　y0　]
0 0
1 1
2 3
즉, 현재 블록에 MRL 인트라 예측이 적용되는 경우, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드와 상기 MRL 인덱스의 값이 가리키는 주변 참조 샘플 라인의 주변 참조 샘플들을 기반으로 인트라 예측을 수행(예측된 블록 도출)할 수 있다.
한편, ISP 인트라 예측은 다음과 같이 수행될 수 있다.
노멀 인트라 예측은 현재 코딩하고자 하는 블록을 하나의 처리 유닛으로 간주하여 분할없이 예측를 수행하였다. 그러나 ISP 인트라 예측 방법은 현재 코딩하고자 하는 블록을 수평 방향 혹은 수직 방향으로 분할하여 인트라 예측을 수행한다. 이 때, 분할된 블록 단위로 인코딩/디코딩를 수행하여 복원된 블록을 생성하고 복원된 블록(의 복원 샘플들)은 다음 분할된 블록의 참조 블록(참조 샘플들)으로 사용한다.
표 4 및 도 12는 현재 블록(ex. CU/CB)의 크기에 따른 분할의 예를 나타낸다.
블록 크기 (CU) 분할 수
4x4 분할하지 않음
4x8, 8x4 2
모든 다른 경우 4
ISP 인트라 예측 타입이 적용되는 경우 코딩 복잡도를 줄이기 위해 각 분할 방법(수평 분할과 수직 분할)에 따라 MPM 리스트를 생성하고 생성된 MPM 리스트 내의 예측 모드 중 적합한 예측 모드를 비트율-왜곡 (rate distortion optimizaton, RDO) 관점에서 비교하여 최적의 모드를 생성할 수 있다. 또한 상술한 다중 참조 라인 (MRL) 인트라 예측이 사용되는 경우에는 상술한 인트라 서브 파티션 방법을 사용할 수 없도록 제한할 수 있다. 즉, 이 경우 첫번째(0번) 참조 라인을 사용하는 경우(즉, intra_luma_ref_idx 값 0)에서만 인트라 서브 파티션 방법을 적용할 수 있다.
ISP 인트라 예측 방법은 먼저 인트라 서브 파티션 적용 유무를 블록 단위로 전송하고 만약 현재 블록이 인트라 서브 파티션(intra_subpartitions_mode_flag)을 사용하면, 다시 수평 분할인지 수직 분할인지에 대한 정보(intra_subpartitions_split_flag)를 시그널링할 수 있다.
ISP 인트라 예측 방법이 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되며, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 즉, 인트라 서브 파티션 방법이 적용되는 경우 서브파티션 단위로 레지듀얼 샘플 처리 절차가 수행된다. 다시 말하면, 각 서브 파티션에 대하여 인트라 예측 샘플들이 도출되고, 여기에 해당 서브 파티션에 대한 레지듀얼 신호(레지듀얼 샘플들)이 더해져서 복원 샘플들이 획득된다. 상기 레지듀얼 신호(레지듀얼 샘플들)은 상술한 비트스트림 내 레지듀얼 정보(양자화된 변환 계수 정보 또는 레지듀얼 코딩 신텍스)를 기반으로 역양자화/역변환 절차 등을 통하여 도출될 수 있다. 즉, 제1 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제1 서브파티션에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우 제2 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제1 서브파티션 내의 복원 샘플들 중 일부(ex. 상기 제2 서브파티션의 좌측 또는 상측 주변 참조샘플들)가 상기 제2 서브파티션에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 마찬가지로 제2 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제2 서브파티션에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우, 제3 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제2 서브파티션 내의 복원 샘플들 중 일부(ex. 상기 제3 서브파티션의 좌측 또는 상측 주변 참조샘플들)가 상기 제3 서브파티션에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 이하 마찬가지이다.
한편, 현재 인트라 예측 성능을 높이기 위하여 다수의 인트라 예측 모드들이 고려되고 있으며, 인코딩 장치에서 상기 모든 인트라 예측 모드들에 대하여 인트라 예측을 순차적으로 수행하여 비트율 왜곡 최적화(rate-distortion optimization, RDO)을 기반으로 최적의 인트라 예측 모드를 결정하는 것은 연산 복잡도나 부하 측면에서 바람직하지 않다. 따라서, 이러한 점을 고려하여 예를 들어 다음과 같이 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
도 13은 인코딩 장치에서의 인트라 예측 모드 결정 방법의 예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 먼저 후보 짝수 모드를 결정한다. 예를 들어, 짝수 모드들에 대한 러프(rough) 모드 결정 방법을 통해 Full RD(rate-distortion)를 위한 후보 짝수 모드를 결정할 수 있다. 이 때, 러프 모드 결정 방법은 예측 블록과 원 블록의 차이와 간단히 모드 정보를 부호화하는데 필요한 비트를 기반으로 비용(cost) 값을 결정하고 비용 값이 적은 모드를 후보 모드로 결정한다. 다음으로, 결정된 짝수 모드에 ±1한 홀수 모드(예를 들어 선택된 짝수 모드가 20일 경우 ±1한 홀수 모드는 19번 모드와 21번 모드)에 대해 다시 러프 모드 결정 방법을 통해 Full RD를 위한 후보 모드를 재결정한다. 러프 모드 결정을 통해 후보 모드를 결정한 후, MPM (most probable mode) 방법을 사용하여 현재 블록 주변의 유사 모드(즉, 주변 블록의 인트라 예측 모드)를 찾고 이를 후보 모드에 추가한다. 마지막으로 비트율 왜곡 최적화(rate-distortion optimization, RDO) 관점에서 Full RD를 통해 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
한편, 블록의 크기 및/또는 인트라 예측 모드를 기반으로 상술한 특정 예측 타입(ex. LIP, MRL 및/또는 ISP)의 적용 여부를 결정할 수 있다. 이하에서는 LIP를 기준으로 설명하나 이는 예시로서 이하의 방법은 MRL, ISP 등에도 적용될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기에 따라 가변적으로 선형 보간 인트라 예측(LIP)을 적용할 수 있다. 일반적으로 LIP는 블록 내 복잡한 모양의 영상이 있는 경우에 효율적이다. 따라서 단순한 영상 영역을 포함한 블록에서는 선형 보간 화면 내 예측을 사용하지 않는 것이 효율적이다.
비디오/영상 코딩의 경우 일반적으로 복잡한 영상 영역을 포함하고 있는 블록의 경우, 블록이 분할되어 처리 유닛 블록의 크기가 점점 작아진다. 반면, 단순한 영상 영역을 포함하고 있는 블록의 경우, 블록이 분할되지 않고 큰 크기의 블록 단위에서 코딩된다. 따라서 현재 코딩하고자하는 블록의 크기를 기반으로 LIP 적용 여부를 가변적으로 결정할 수 있다. 이 때, LIP의 적용 여부를 결정하는 인자로 현재 블록의 1) 너비(width)만을 고려하여 결정할 수 있고, 2) 높이(height)만을 고려하여 결정할 수 있고, 3) 너비와 높이 모두 고려하여 결정할 수 있고, 4) 블록의 넓이(너비(width)x높이(height))를 고려하여 결정할 수 있다.
LIP 적용 여부를 결정하기 위한 블록의 크기 기준을 정의하는 한 가지 예는 다음과 같다. 이 예에서는 LIP 적용을 위한 기준 길이를 16으로 정의하였다. 예에서 정의한 16은 가변적으로 결정할 수 있고 하기 네 가지 경우 중 임의의 경우를 선택하여 사용할 수 있다.
1) 너비만을 고려하여 결정할 경우: 만약 블록의 너비 < 16 이면, 선형 LIP 적용
2) 높이만을 고려하여 결정할 경우: 만약 블록의 높이 < 16 이면, LIP 적용
3) 너비와 높이 모두 고려하여 결정할 경우: 만약 블록의 너비 < 16 이고 블록의 높이 < 16 이면, LIP 적용
4) 블록의 넓이를 고려하여 결정할 경우: 만약 블록의 넓이가 < (16x16) 이면, LIP 적용
한편, 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따라 가변적으로 LIP를 적용할 수도 있다. 일반적으로 플래너(planar) 모드와 DC 모드를 제외하고 수직 방향 모드, 수평 방향 모드, 대각선 방향 모드의 경우 다른 일반적인 모드에 비해 발생 빈도가 높다. 따라서, LIP는 발생 빈도가 높은 특정 인트라 예측 모드에만 적용하는 방법을 제안한다.
특정 인트라 예측 모드에 적용하는 방법은 1) 일반적으로 발생 빈도가 높은 특정 모드에만 LIP 방법을 적용 2) 발생 빈도가 높은 특정 모드 주변의 모드를 포함하여 LIP 방법을 적용하는 방법이 있다. 이 때, LIP를 적용하는 대상이 되는 상기 특정 인트라 예측 모드는 수직 방향 모드, 수평 방향 모드 및/또는 대각선 방향 모드 등으로 미리 정의될 수도 있고, 적응적으로 시그널링될 수도 있다. 혹은 발생 빈도를 고려하여 적응적으로 도출될 수 있다.
도 14는 LIP 적용 대상이 되는 특정 인트라 예측 모드를 예시적으로 나타낸다.
도 14에서 보듯이 수직 방향 모드와 수평 방향 모드를 포함한 주변 모드에만 선형 보간 화면 내 예측 모드를 적용될 수 있다. 도 14에서는 수직 방향 모드의 경우 수직 방향 모드와 그 주변의 4개의 모드(수직 방향 모드 +2 모드부터 수직 방향 모드 -2 모드까지) 그리고 수평 방향 모드의 경우 수평 방향 모드와 그 주변의 4개의 모드(수평 방향 모드 +2 모드부터 수평 방향 모드 -2 모드까지)에 LIP를 적용하는 예를 나타낸다. 도 14의 예에서는 특정 인트라 예측 모드의 예로 수직 방향 모드와 수평 방향 모드를 나타내었지만, 그 외의 다른 모드로 선택될 수도 있다. 또한 도 7의 예에서는 특정 인트라 예측 모드 주변의 ±2 모드에까지로 선형 보간 화면 내 예측 모드 적용 범위를 제한하였지만, 이는 예시이고, ±n (n은 음이 아닌 정수)로 고정적 또는 가변적으로 결정될 수 있다.
또한, 현재 블록의 모양을 더 기반으로 LIP 적용 여부를 결정할 수도 있다. 예를 들어, 비정방형 모양을 갖는 블록의 경우 LIP를 가변적으로 적용한다. 현재 비디오 코딩의 경우 코딩 효율을 높이기 위해 다양한 모양의 비정방형 블록을 사용하여 코딩을 수행할 수 있다.
도 15는 다양한 비정방형 블록의 예를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 첫 번째 비정방형 블록(N/4xN) 혹은 세 번째 비정방형 블록(N/2xN)의 경우 너비는 짧고 높이는 길다. 이러한 경우 주로 왼쪽 참조 샘플을 사용하여 예측을 수행하는 수평 예측 모드를 사용하며, 이 경우 예측 샘플과 참조 샘플의 거리가 짧아 예측 오류가 적다. 반대로 수직 모드의 경우 위쪽 참조 샘플을 사용하여 예측을 수행하므로 참조 샘플과 예측 샘플과의 거리가 길어 예측 오류가 크다. 따라서 첫 번째 비정방형 블록(N/4xN)의 경우 수평 방향성을 갖는 모드에 대해서는 LIP를 적용하지 않고 반대로 수직 방향성을 갖는 모드에 대해서만 LIP를 적용할 수 있다. 이와 동일한 방법을 두 번째 비정방형 블록(NxN/4)과 네 번째 비정방형 블록(NxN/2)에 적용할 경우 너비가 길고 높이는 짧은 비정방형 블록에 대해서는 수평 방향성을 갖는 모드에 대해 LIP를 적용하고 수직 방향성을 갖는 모드에 대해서는 LIP를 적용하지 않는다. 표 5은 비정방형 블록이 현재 블록이 경우, 현재 블록의 너비 및 높이의 비교, 및 인트라 예측 모드를 기반으로 LIP를 적용하는 방법을 나타낸다.
블록 모양 LIP 적용 여부
수평 방향성 모드 수직 방향성 모드
너비 < 높이 X O
너비 > 높이 O X
또한, 본 발명의 실시예에서는 상술한 특정 인트라 예측 타입(ex. LIP, MRL 및/또는 ISP)를 고려하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정하고 디코딩 장치로 효율적으로 시그널링할 수 있다. 상술한 실시예에 따르면 상기 특정 인트라 예측 타입(ex. LIP, MRL, ISP)은 MPM 리스트에 생성되는 후보 모드들에 대하여만 제한적으로 적용될 수 있다. 즉, 상기 특정 인트라 예측 타입이 적용되는 경우에는, MPM 리스트 내의 후보 모드들 중 하나가 현재 블록에 사용되도록 제한될 수 있으며, 이 경우 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 플래그를 생략할 수 있고, 이를 통하여 시그널링되어야 하는 비트를 줄일 수 있다. 하나의 픽처가 상당수의 블록들로 분할되어서 코딩되는 것을 고려할 때, 이러한 비트수 절감은 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 모드 시그널링 방법을 나타낸다.
도 16을 참조하면, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 획득한다(S1600). 상기 인트라 예측 모드 정보는 상술한 바와 같이 MPM 플래그, MPM 인덱스, 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 MPM 리스트를 구성한다(S1610). 상기 MPM 리스트는 상기 인코딩 장치에서 구성된 MPM 리스트와 동일하게 구성된다. 즉, 상기 MPM 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드를 포함할 수도 있고, 상술한 방법에 따라 도출된 특정 인트라 예측 모드들을 더 포함할 수도 있다. 상기 MPM 리스트는 인트라 예측 타입에 따라 다르게 구성될 수도 있고, 또는 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 타입과 무관하게 구성될 수도 있다.
비록 S1610은 S1600보다 뒤에 수행되는 것으로 도시되었으나 이는 예시이고, S1610은 S1600보다 먼저 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다.
디코딩 장치는 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록에 특정 인트라 예측 타입이 적용되는지 여부를 판단한다(S1620). 상기 특정 인트라 예측 타입은 상술한 LIP 타입, MRL 인트라 예측 타입 및/또는 ISP 예측 타입을 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보를 획득할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 특정 인트라 예측 타입이 적용되는 경우, MPM 리스트에 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 있는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 MPM 플래그의 파싱 없이 MPM 인덱스를 파싱 및 디코딩하여, 상기 MPM 인덱스가 가리키는 MPM 리스트 내 후보 인트라 예측 모드를 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다(S1630). 즉, 이 경우 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 플래그를 포함하지 않는다. 이 경우 디코딩 장치는 MPM 플래그의 파싱 없이도 상기 MPM 플래그의 값이 1인 것으로 추정 또는 간주할 수 있으며, 인코딩 장치는 상술한 바와 같이 인트라 예측 인코딩시 상기 MPM 플래그의 값을 인코딩하지 않을 수 있다.
한편, 상기 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우, 즉 노멀 인트라 예측이 적용되는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 플래그를 포함하며, 이 경우 디코딩 장치는 상기 MPM 플래그의 값이 1인지 확인한다(S1640).
상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우에, 디코딩 장치는 상기 MPM 인덱스가 가리키는 MPM 리스트 내 후보 인트라 예측 모드를 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다
한편, 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우에는, 디코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보에 포함된 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 기반으로 상기 MPM 리스트에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중에서 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다(S1650).
상기 도출된 인트라 예측 모드를 기반으로 예측된 블록을 생성하고, 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록/픽처를 생성할 수 있음을 상술한 바와 같다.
한편, 각 예측 타입에 따른 인트라 예측 모드 도출 및 인트라 예측 절차는 구체적으로 예를 들어 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 17은 LIP 타입 기반 인트라 예측 모드 도출 및 인트라 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 17을 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록에 LIP가 적용되는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 LIP 플래그를 획득할 수 있으며, 상기 LIP 플래그의 값이 1인 경우 상기 LIP가 상기 현재 블록에 적용되는 것으로 판단할 수 있다.
상기 현재 블록에 상기 LIP가 적용되는 경우, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 MPM 인덱스를 파싱하여 MPM 리스트로부터 상기 LIP를 위한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 이 경우 디코딩 장치는 MPM 플래그를 파싱할 필요없이 바로 상기 MPM 인덱스를 파싱할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 LIP 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하여 예측된 블록을 생성할 수 있다.
한편, 현재 블록에 상기 LIP가 적용되지 않는 경우, 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로 상기 MPM 플래그를 파싱하고, 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우에 MPM 인덱스를 파싱하여 노멀 인트라 예측을 위한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 한편, 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우에 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 리메이닝 인트라 모드 정보를 파싱하고, 상기 리메이닝 인트라 모드 정보를 기반으로 상기 MPM 리스트에 포함된 후보 인트라 예측 모드들 외의 인트라 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하여 예측된 블록을 생성할 수 있다.
도 18은 MRL 인트라 예측 타입 기반 인트라 예측 모드 도출 및 인트라 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 18을 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록에 MRL 인트라 예측이 적용되는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 다중 참조 라인 인덱스(ex. intra_luma_ref_idx)를 획득하고, 상기 다중 참조 라인 인덱스의 값이 0보다 큰 경우에 상기 MRL 인트라 예측이 적용되는 것으로 판단할 수 있다. 한편, 상기 다중 참조 라인 인덱스의 값이 0인 경우에 디코딩 장치는 상기 노멀 인트라 예측이 적용되는 것으로 판단할 수 있다.
상기 현재 블록에 상기 MRL 인트라 예측이 적용되는 경우, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 MPM 인덱스를 파싱하여 MPM 리스트로부터 상기 MRL 인트라 예측을 위한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 이 경우 디코딩 장치는 MPM 플래그를 파싱할 필요없이 바로 상기 MPM 인덱스를 파싱할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 MRL 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하여 예측된 블록을 생성할 수 있다.
한편, 현재 블록에 상기 MRL 인트라 예측이 적용되지 않는 경우, 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로 상기 MPM 플래그를 파싱하고, 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우에 MPM 인덱스를 파싱하여 노멀 인트라 예측을 위한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 한편, 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우에 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 리메이닝 인트라 모드 정보를 파싱하고, 상기 리메이닝 인트라 모드 정보를 기반으로 상기 MPM 리스트에 포함된 후보 인트라 예측 모드들 외의 인트라 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하여 예측된 블록을 생성할 수 있다.
도 19는 ISP 인트라 예측 타입 기반 인트라 예측 모드 도출 및 인트라 예측 절차를 예시적으로 나타낸다.
도 19를 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록에 ISP 인트라 예측이 적용되는지 여부를 판단한다. 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 ISP 플래그를 획득하고, 상기 ISP 플래그의 값이 1인 경우에 상기 ISP 인트라 예측이 적용되는 것으로 판단할 수 있다. 한편, 상기 ISP 플래그의 값이 0인 경우에 디코딩 장치는 상기 ISP 인트라 예측이 적용되지 않는 것으로 판단할 수 있다.
상기 현재 블록에 상기 ISP 인트라 예측이 적용되는 경우, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 MPM 인덱스를 파싱하여 MPM 리스트로부터 상기 ISP 인트라 예측을 위한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 이 경우 디코딩 장치는 MPM 플래그를 파싱할 필요없이 바로 상기 MPM 인덱스를 파싱할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 MRL 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하여 예측된 블록을 생성할 수 있다.
한편, 현재 블록에 상기 ISP 인트라 예측이 적용되지 않는 경우, 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로 상기 MPM 플래그를 파싱하고, 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우에 MPM 인덱스를 파싱하여 노멀 인트라 예측을 위한 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다. 한편, 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우에 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 리메이닝 인트라 모드 정보를 파싱하고, 상기 리메이닝 인트라 모드 정보를 기반으로 상기 MPM 리스트에 포함된 후보 인트라 예측 모드들 외의 인트라 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하여 예측된 블록을 생성할 수 있다.
MPM 플래그의 시그널링이 불필요한 상기 특정 인트라 예측 타입은 상술한 바와 같이 LIP, MRL 인트라 예측 및 ISP 인트라 예측을 포함할 수 있다.
다른 예로, 도 20에 도시된 바와 같이 먼저 MPM 플래그를 파싱한 후, MPM 플래그의 값이 1인 경우에 여부에 따라 특정 인트라 예측 타입(LIP, MRL, ISP) 여부를 확인할 수도 있다. 이러한 경우 모든 인트라 블록에 대하여 MPM 플래그가 시그널링될 수 있지만, 하지만, 만약 현재 블록이 MPM을 적용하지 않으면(MPM 플래그 off, 특정 예측 타입의 적용 여부를 고려하지 않으므로, 이 경우 상기 특정 예측 타입을 지시하기 위한 정보(ex. LIP 플래그, MRL 인덱스 또는 ISP 플래그 등)를 시그널링/파싱하지 않을 수 있는 장점이 있다.
도 21 및 22는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 방법을 포함하는 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 21에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 21의 S2100 내지 S2120은 상기 인코딩 장치의 예측부(구체적으로 인트라 예측부 285)에 의하여 수행될 수 있고, 도 21의 S2130은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(290)에 의하여 수행될 수 있다. 도 21에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 21를 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록의 인트라 예측 타입을 결정한다(S2100). 인코딩 장치는 MPM 플래그의 시그널링이 불필요한 특정 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록에 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 상기 특정 인트라 예측 타입은 상술한 바와 같이 LIP, MRL 인트라 예측 및 ISP 인트라 예측 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 혹은 인코딩 장치는 MPM 플래그의 시그널링이 필요한 노멀 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록에 적용되는지 여부를 결정할 수도 있다. 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입에 관한 정보를 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 구성한다(S2110). 상기 MPM 리스트는 본 문서에서 상술한 바와 같이 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 인트라 예측 모드들 및 소정의 디폴트 모드들을 기반으로 도출될 수 있다. 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록에 대한 (MPM) 후보 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 MPM 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출한다(S2120). 인코딩 장치는 RDO를 기반으로 최적의 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 관한 정보를 생성할 수 있다. 상기 MPM 리스트 구성 및 인트라 예측 모드 도출 절차는 도 12 내지 15 등에서 상술한 절차를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 인트라 예측 타입을 기반으로 상기 인트라 예측 모드를 도출 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S2130). 인코딩된 영상 정보는 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다. 예측 관련 정보는 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 상술한 바와 같이 LIP 플래그, 다중 참조 라인 인덱스 및/또는 ISP 플래그를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 상술한 MPM 플래그, MPM 인덱스 및 리메이닝 모드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 영상 정보는 상술한 바와 같이 레지듀얼 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들에 관한 (양자화된) 변환 계수들을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 MPM 플래그에 대한 비트가 상기 비트스트림에 포함되지 않을 수 있다.
예를 들어, 상기 인트라 예측 타입이 상기 노멀 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 MPM 플래그 및 상기 MPM 인덱스 각각에 대한 하나 이상의 비트가 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
예를 들어, 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 인코딩 장치는 상기 MPM 리스트 내의 후보 인트라 예측 모드들 중에서만 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드를 탐색할 수 있다.
상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP(Linear interpolation intra prediction) 타입, MRL(multi-reference line) 인트라 예측 타입, 또는 ISP(intra sub-partitions) 인트라 예측 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP 타입을 포함하고, 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 LIP 플래그를 포함하고, 상기 LIP 플래그의 값 1은 상기 LIP 타입이 상기 현재 블록에 적용됨을 지시할 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 인트라 예측 타입은 MRL 인트라 예측 타입을 포함하고, 기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 다중 참조 라인 인덱스 (ex. intra_luma_ref_idx)를 포함하고, 상기 다중 참조 라인 인덱스 0보다 큰 값은 상기 MRL 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록에 적용됨을 지시할 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 인트라 예측 타입은 ISP 인트라 예측 타입을 포함하고, 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 ISP 플래그를 포함하고, 상기 ISP 플래그의 값 1은 상기 ISP 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록에 적용됨을 지시할 수 있다.
상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들 중 하나로 제한될 수 있다.
도 23 및 24는 본 발명의 실시예에 따른 인트라 예측 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 23에서 개시된 방법은 도 3에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 23의 S2300은 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310), S2310 내지 S2350은 상기 디코딩 장치의 예측부(구체적으로 인트라 예측부 265) 에 의하여 수행될 수 있다. 도 23에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 23을 참조하면, 디코딩 장치는 비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측 타입에 관한 정보를 획득한다(S2300). 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 상술한 바와 같이 LIP 플래그, 다중 참조 라인 인덱스 및/또는 ISP 플래그를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입을 도출한다(S2310).
디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득한다(S2320). 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 상술한 MPM 플래그, MPM 인덱스 및 리메이닝 모드 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성한다(S2330). 상기 MPM 리스트는 본 문서에서 상술한 바와 같이 다양한 방법으로 구성될 수 있다. 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록의 주변 블록들의 인트라 예측 모드들 및 소정의 디폴트 모드들을 기반으로 도출될 수 있다. 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록에 대한 (MPM) 후보 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출한다(S2340).
디코딩 장치는 상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성한다(S2350). 상기 예측된 블록은 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록을 기반으로 복원 블록/픽처가 생성될 수 있음은 상술한 바와 같다. 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 획득할 수 있으며, 상기 레지듀얼 정보를 더 기반으로 상기 복원 블록/픽처가 생성될 수 있음은 상술한 바와 같다. 이후 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링, SAO 및/또는 ALF 절차와 같은 인루프 필터링 절차가 상기 복원 픽처에 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
예를 들어, 디코딩 장치는 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 인덱스를 파싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 플래그의 값은 1로 도출될 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 타입이 상기 노멀 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 상기 MPM 플래그를 파싱하고, 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우에 상기 MPM 인덱스를 파싱할 수 있다. .
예를 들어, 상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP(Linear interpolation intra prediction) 타입, MRL(multi-reference line) 인트라 예측 타입, 또는 ISP(intra sub-partitions) 인트라 예측 타입 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP 타입을 포함하고, 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 LIP 플래그를 포함하고, 상기 LIP 플래그의 값이 1인 경우 상기 LIP 타입이 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입으로 도출될 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 인트라 예측 타입은 MRL 인트라 예측 타입을 포함하고, 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 다중 참조 라인 인덱스를 포함하고, 상기 다중 참조 라인 인덱스의 값이 0보다 큰 경우 상기 MRL 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입으로 도출될 수 있다.
예를 들어, 상기 특정 인트라 예측 타입은 ISP 인트라 예측 타입을 포함하고, 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 ISP 플래그를 포함하고, 상기 ISP 플래그의 값이 1인 경우 상기 ISP 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입으로 도출될 수 있다.
예를 들어, 상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들 중 하나로 제한될 수 있다.
예를 들어, 상기 인트라 예측 타입이 상기 노멀 인트라 예측 타입을 나타내고 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 리메이닝 인트라 모드 정보를 더 포함하고, 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나로 상기 리메이닝 인트라 모드 정보를 기반으로 도출될 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 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 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독 가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다. 상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다. 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.

Claims (20)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측 타입에 관한 정보를 획득하는 단계;
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입을 도출하는 단계;
    상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드에 관한 정보를 획득하는 단계;
    상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하는 단계;
    상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계;
    상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 단계;
    상기 비트스트림으로부터 레지듀얼 정보를 획득하는 단계;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 블록(residual block) 생성하는 단계; 및
    상기 예측된 블록 및 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 구성하는 복원 블록을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 인덱스를 파싱하는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입이 아닌 노멀 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 상기 MPM 플래그 및 상기 MPM 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 인트라 예측 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 플래그의 값은 1로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 노멀 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 MPM 플래그를 파싱하고, 상기 MPM 플래그의 값이 1인 경우에 상기 MPM 인덱스를 파싱하는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP(Linear interpolation intra prediction) 타입, MRL(multi-reference line) 인트라 예측 타입, 또는 ISP(intra sub-partitions) 인트라 예측 타입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP 타입을 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 LIP 플래그를 포함하고,
    상기 LIP 플래그의 값이 1인 경우 상기 LIP 타입이 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 MRL 인트라 예측 타입을 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 intra_luma_ref_idx를 포함하고,
    상기 intra_luma_ref_idx의 값이 0보다 큰 경우 상기 MRL 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 ISP 인트라 예측 타입을 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 ISP 플래그를 포함하고,
    상기 ISP 플래그의 값이 1인 경우 상기 ISP 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들 중 하나로 제한되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 노멀 인트라 예측 타입을 나타내고 상기 MPM 플래그의 값이 0인 경우,
    상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 리메이닝 인트라 모드 정보를 더 포함하고, 상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나로 상기 리메이닝 인트라 모드 정보를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  11. 영상 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 타입을 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 인트라 예측 타입에 관한 정보를 생성하는 단계;
    상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하는 단계;
    상기 MPM 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하는 단계;
    상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 단계;
    상기 현재 블록에 대한 예측 정보를 생성하되, 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 포함하는 단계;
    상기 예측된 블록을 기반으로 레지듀얼 블록을 도출하는 단계;
    상기 레지듀얼 블록을 기반으로 레지듀얼 정보를 생성하는 단계;
    상기 예측 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 비트스트림을 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 인트라 예측 타입을 기반으로 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 생성하고,
    상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고,
    상기 현재 블록에 대한 상기 인트라 예측 모드는 상기 MPM 리스트 내에 있는 후보 인트라 예측 모드들 중 하나로 제한되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입이 아닌 노멀 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 상기 MPM 플래그 및 상기 MPM 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 노멀 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 MPM 플래그 및 상기 MPM 인덱스 각각에 대한 하나 이상의 비트가 상기 비트스트림에 포함되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우,
    상기 MPM 리스트 내의 후보 인트라 예측 모드들 중에서만 상기 현재 블록의 상기 인트라 예측 모드를 탐색하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP(Linear interpolation intra prediction) 타입, MRL(multi-reference line) 인트라 예측 타입, 또는 ISP(intra sub-partitions) 인트라 예측 타입 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 LIP 타입을 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 LIP 플래그를 포함하고,
    상기 LIP 플래그의 값 1은 상기 LIP 타입이 상기 현재 블록에 적용됨을 지시하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 MRL 인트라 예측 타입을 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 intra_luma_ref_idx를 포함하고,
    상기 intra_luma_ref_idx의 0보다 큰 값은 상기 MRL 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록에 적용됨을 지시하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 특정 인트라 예측 타입은 ISP 인트라 예측 타입을 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 ISP 플래그를 포함하고,
    상기 ISP 플래그의 값 1은 상기 ISP 인트라 예측 타입이 상기 현재 블록에 적용됨을 지시하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 현재 블록의 MPM 플래그에 대한 비트가 상기 비트스트림에 포함되지 않는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  20. 영상 디코딩 장치에 있어서,
    비트스트림으로부터 현재 블록에 대한 인트라 예측 타입에 관한 정보, 인트라 예측 모드에 관한 정보 및 레지듀얼 정보를 획득하는 엔트로피 디코딩부;
    상기 인트라 예측 타입에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입을 도출하고, 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 후보 인트라 예측 모드들을 포함하는 MPM(most probable mode) 리스트를 구성하고, 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 도출하고, 상기 인트라 예측 타입 및 상기 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 예측부; 및
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 블록을 생성하는 레지듀얼 처리부를 포함하되,
    상기 인트라 예측 타입이 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 인트라 예측 모드에 관한 정보는 MPM 인덱스를 포함하고,
    상기 인트라 예측 타입이 상기 특정 인트라 예측 타입을 나타내는 경우, 상기 비트스트림으로부터 MPM 플래그의 파싱 없이 상기 MPM 인덱스를 파싱하는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 장치.
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