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WO2020180133A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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Publication number
WO2020180133A1
WO2020180133A1 PCT/KR2020/003128 KR2020003128W WO2020180133A1 WO 2020180133 A1 WO2020180133 A1 WO 2020180133A1 KR 2020003128 W KR2020003128 W KR 2020003128W WO 2020180133 A1 WO2020180133 A1 WO 2020180133A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current block
intra prediction
syntax element
intra
prediction
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/003128
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
허진
최장원
이령
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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Publication of WO2020180133A1 publication Critical patent/WO2020180133A1/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N19/18—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being a set of transform coefficients
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    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method, an apparatus, and a method of transmitting a bitstream, and more particularly, a method and apparatus for encoding/decoding an image using an integrated syntax element, and an image encoding of the present disclosure. It relates to a method of transmitting a bitstream generated by a method/apparatus.
  • An object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for encoding/decoding an image using an integrated syntax element.
  • an object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for encoding/decoding an intra-predicted image using an integrated syntax element.
  • an object of the present disclosure is to provide a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream that is received and decoded by an image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • settings of at least two or more different intra prediction techniques may be determined using a single syntax element. Specifically, settings of two or more different intra prediction techniques may be determined based on a single syntax element. By determining settings of two or more different intra prediction techniques using a single syntax element, it is possible to simplify a syntax encoding/decoding process related to intra prediction and increase encoding efficiency.
  • an image decoding method based on information on a prediction mode of a current block, determining whether a prediction mode of the current block is an intra prediction mode, wherein the prediction mode of the current block is intra prediction In the case of the mode, parsing a syntax element related to intra prediction of the current block and generating a prediction block for the current block using the parsed syntax element, wherein the The syntax element related to intra prediction of the current block may include a first syntax element used to determine an intra prediction setting of at least two different intra prediction techniques.
  • the two or more different intra prediction techniques may include at least two or more of Most Probable Mode (MPM), multi-reference line intra prediction (MRL), and Intra Sub-Partitions (ISP). I can.
  • MPM Most Probable Mode
  • MLM multi-reference line intra prediction
  • ISP Intra Sub-Partitions
  • the first syntax element may be used to determine at least two of whether to apply MPM to the current block, a reference sample line used when performing MRL, and whether to apply an ISP.
  • the first syntax element when an ISP is applied to the current block, the first syntax element may be used to determine an ISP division direction for the current block.
  • a binary value allocated to the first syntax element may be determined based on at least one of an MRL applicable condition and an ISP applicable condition for the current block.
  • the MRL applicable condition and the ISP applicable condition may be determined based on at least one of a size of the current block, a maximum transform size of a block, and a minimum transform size of a block.
  • the first syntax element is used to determine whether to apply the MPM to the current block, a reference sample line used when performing the MRL, and whether to apply the ISP, but whether to apply the MPM Is assigned a higher priority to the binary value of the first syntax element.
  • the binary value of the first syntax element may be allocated with a minimum number of digits.
  • the parsing of a syntax element related to intra prediction of the current block includes: parsing an MPM flag for the current block and based on the MPM flag value, the first syntax element Parsing, wherein the first syntax element may be used to determine whether to apply the ISP and a reference sample line used when performing the MRL for the current block.
  • the first syntax element may be parsed only when the MPM flag value indicates that MPM is applied to the current block.
  • An image decoding apparatus includes a memory and at least one processor, wherein the at least one processor includes, based on information on a prediction mode of a current block, a prediction mode of the current block being an intra prediction mode It is determined whether or not, and when the prediction mode of the current block is an intra prediction mode, a syntax element related to intra prediction of the current block is parsed, and a prediction block for the current block is determined using the parsed syntax element.
  • the syntax element related to intra prediction of the current block may include a first syntax element used to determine an intra prediction setting of at least two different intra prediction techniques.
  • An image encoding method includes determining whether a prediction mode of the current block is an intra prediction mode, and when the prediction mode of the current block is an intra prediction mode, intra prediction is performed to Generating a prediction block for, and encoding a syntax element related to intra prediction of the current block, wherein the syntax element related to intra prediction of the current block is set to intra prediction of at least two different intra prediction techniques It may include a first syntax element used to determine
  • the two or more different intra prediction techniques may include at least two or more of Most Probable Mode (MPM), multi-reference line intra prediction (MRL), and Intra Sub-Partitions (ISP).
  • MPM Most Probable Mode
  • MRL multi-reference line intra prediction
  • ISP Intra Sub-Partitions
  • the first syntax element may be used to determine at least two of whether to apply MPM to the current block, a reference sample line used when performing MRL, and whether to apply an ISP.
  • a transmission method may transmit a bitstream generated by the image encoding apparatus or image encoding method of the present disclosure.
  • a computer-readable recording medium may store a bitstream generated by the image encoding method or image encoding apparatus of the present disclosure.
  • an image encoding/decoding method and apparatus with improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • a method and apparatus for encoding/decoding an image using an integrated syntax element may be provided.
  • a method and apparatus for encoding/decoding an intra-predicted image using an integrated syntax element may be provided.
  • a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium may be provided that stores a bitstream that is received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of generating a prediction block (predicted block) of a current block by performing intra prediction.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an image decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for describing an image encoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a syntax encoding/decoding method according to a conventional method.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a structure of a bitstream reflecting a syntax encoding/decoding method according to a conventional method.
  • FIG. 9 is another diagram for describing an image encoding/decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram for describing an image encoding/decoding method according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of a bitstream reflecting a syntax encoding/decoding method according to another embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • first and second are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, and do not limit the order or importance of the components unless otherwise stated. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment is a first component in another embodiment. It can also be called.
  • components that are distinguished from each other are intended to clearly describe each feature, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to be formed in one hardware or software unit, or one component may be distributed in a plurality of hardware or software units. Therefore, even if not stated otherwise, such integrated or distributed embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
  • components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment consisting of a subset of components described in an embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other elements in addition to the elements described in the various embodiments are included in the scope of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to encoding and decoding of an image, and terms used in the present disclosure may have a common meaning commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless newly defined in the present disclosure.
  • a “picture” generally refers to a unit representing one image in a specific time period
  • a slice/tile is a coding unit constituting a part of a picture
  • one picture is one It may be composed of more than one slice/tile.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTU).
  • pixel or "pel” may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or may represent only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • unit may represent a basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific area of a picture and information related to the corresponding area.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as “sample array”, “block”, or “area” depending on the case.
  • the MxN block may include samples (or sample arrays) consisting of M columns and N rows, or a set (or array) of transform coefficients.
  • current block may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “coding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • current block may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transformation inverse transformation
  • quantization inverse quantization
  • current block may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering is performed, “current block” may mean “block to be filtered”.
  • FIG. 1 shows a video coding system according to this disclosure.
  • a video coding system may include an encoding device 10 and a decoding device 20.
  • the encoding device 10 may transmit the encoded video and/or image information or data in a file or streaming format to the decoding device 20 through a digital storage medium or a network.
  • the encoding apparatus 10 may include a video source generator 11, an encoder 12, and a transmission unit 13.
  • the decoding apparatus 20 may include a receiving unit 21, a decoding unit 22, and a rendering unit 23.
  • the encoder 12 may be referred to as a video/image encoder, and the decoder 22 may be referred to as a video/image decoder.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding unit 12.
  • the receiving unit 21 may be included in the decoding unit 22.
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source generator 11 may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • the video source generator 11 may include a video/image capturing device and/or a video/image generating device.
  • the video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive including previously captured video/images, and the like.
  • the video/image generating device may include, for example, a computer, a tablet and a smartphone, and may (electronically) generate a video/image.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capturing process may be substituted as a process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode an input video/image.
  • the encoder 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (coded video/image information) in a bitstream format.
  • the transmission unit 13 may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream to the receiving unit 21 of the decoding apparatus 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit 13 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiving unit 21 may extract/receive the bitstream from the storage medium or network and transmit it to the decoding unit 22.
  • the decoder 22 may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoder 12.
  • the rendering unit 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image segmentation unit 110, a subtraction unit 115, a transform unit 120, a quantization unit 130, an inverse quantization unit 140, and an inverse transform unit ( 150), an addition unit 155, a filtering unit 160, a memory 170, an inter prediction unit 180, an intra prediction unit 185, and an entropy encoding unit 190.
  • the inter prediction unit 180 and the intra prediction unit 185 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in a residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtraction unit 115.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be implemented by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image splitter 110 may divide an input image (or picture, frame) input to the image encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) recursively according to a QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) structure ( It can be obtained by dividing recursively.
  • 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 tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or a ternary tree structure may be applied later.
  • the coding procedure according to the present disclosure may be performed based on the final coding unit that is no longer divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, or a coding unit of a lower depth obtained by dividing the largest coding unit may be used as the final cornet unit.
  • the coding procedure may include a procedure such as prediction, transformation, and/or restoration described later.
  • the processing unit of the coding procedure may be a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • Each of the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the final coding unit.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for inducing a transform coefficient and/or a unit for inducing a residual signal from the transform coefficient.
  • the prediction unit (inter prediction unit 180 or intra prediction unit 185) performs prediction on a block to be processed (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block. Can be generated.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of the current block or CU.
  • the prediction unit may generate various information on prediction of the current block and transmit it to the entropy encoding unit 190.
  • the information on prediction may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 185 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in a neighborhood of the current block or may be located away from each other according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique.
  • the intra prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode (Planar mode).
  • the directional mode may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes, depending on the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used depending on the setting.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on a correlation between motion information between a neighboring block and a 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 existing 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 from each other.
  • the temporal neighboring block may be referred to as a collocated reference block, a collocated CU (colCU), or the like.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive 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 180 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • motion vector prediction (MVP) mode motion vectors of neighboring blocks are used as motion vector predictors, and indicators for motion vector difference and motion vector predictors ( indicator) to signal the motion vector of the current block.
  • the motion vector difference may mean a difference between a motion vector of a current block and a motion vector predictor.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods and/or prediction techniques to be described later.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of the current block, and may simultaneously apply intra prediction and inter prediction.
  • a prediction method in which intra prediction and inter prediction are applied simultaneously for prediction of a current block may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) for prediction of the current block.
  • the intra block copy may be used for content image/movie coding such as games, such as, for example, screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block by using a reference block in a current picture at a distance from the current block by a predetermined distance. When IBC is applied, the position of the reference block in the current picture may be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstructed signal or may be used to generate a residual signal.
  • the subtraction unit 115 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit from the input image signal (original block, original sample array), and subtracts a residual signal (remaining block, residual sample array). ) Can be created.
  • the generated residual signal may be transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique uses at least one of DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karhunen-Loeve Transform), GBT (Graph-Based Transform), or CNT (Conditionally Non-linear Transform).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Kerhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Supplementally Non-linear Transform
  • GBT refers to the transformation obtained from this graph when the relationship information between pixels is expressed in a graph.
  • CNT refers to a transform obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a block of pixels having the same size of a square, or may be applied to a block of a variable size other than a square.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit the quantization to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 may encode a quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output it as a bitstream.
  • the information on the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients in the form of the one-dimensional vector It is also possible to generate information about transform coefficients.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode together or separately information necessary for video/image restoration (eg, values of syntax elements) in addition to quantized transform coefficients.
  • the encoded information (eg, encoded video/video information) may be transmitted or stored in a bitstream format in units of network abstraction layer (NAL) units.
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through 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, and SSD.
  • a transmission unit (not shown) for transmitting the signal output from the entropy encoding unit 190 and/or a storage unit (not shown) for storing may be provided as an inner/outer element of the image encoding apparatus 100, or transmission The unit may be provided as a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a residual signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • inverse quantization and inverse transform residual transforms
  • the addition unit 155 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 to obtain a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array). Can be generated.
  • a reconstructed signal (a reconstructed picture, a reconstructed block, and a reconstructed sample array).
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the addition unit 155 may be referred to as a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstructed signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, and may be used for inter prediction of the next picture through filtering as described later.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 160 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 170, specifically, the DPB of the memory 170. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate a variety of filtering information and transmit it to the entropy encoding unit 190 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the image encoding apparatus 100 may avoid prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the image decoding apparatus, and may improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a reconstructed picture modified to be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 to be used as motion information of spatial neighboring blocks or motion information of temporal neighboring blocks.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may transmit the reconstructed samples to the intra prediction unit 185.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure can be applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, and a memory 250. ), an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265 may be included.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively referred to as a “prediction unit”.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be included in the residual processing unit.
  • All or at least some of the plurality of constituent units constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a DPB and may be implemented by a digital storage medium.
  • the image decoding apparatus 200 receiving a bitstream including video/image information may reconstruct an image by performing a process corresponding to the process performed by the image encoding apparatus 100 of FIG. 1.
  • the image decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the image encoding apparatus.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit.
  • the coding unit may be a coding tree unit or may be obtained by dividing the largest coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the image decoding apparatus 200 may be reproduced through a reproduction device (not shown).
  • the image decoding apparatus 200 may receive a signal output from the image encoding apparatus of FIG. 1 in the form of a bitstream.
  • the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/video information) necessary for image restoration (or picture restoration).
  • the video/video information may further include information on various parameter sets, such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/video information may further include general constraint information.
  • the image decoding apparatus may additionally use information on the parameter set and/or the general restriction information to decode an image.
  • the signaling information, received information, and/or syntax elements mentioned in the present disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and a value of a syntax element required for image restoration, a quantized value of a transform coefficient related to a residual. Can be printed.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and includes information on the syntax element to be decoded, decoding information of the neighboring block and the block to be decoded, or information of the symbol/bin decoded in the previous step.
  • the context model is determined by using and, according to the determined context model, the probability of occurrence of bins is predicted to perform arithmetic decoding of the bins to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after the context model is determined.
  • the entropy decoding unit 210 Among the information decoded by the entropy decoding unit 210, information on prediction is provided to the prediction unit (inter prediction unit 260 and intra prediction unit 265), and the register on which entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210 Dual values, that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220. In addition, information about filtering among information decoded by the entropy decoding unit 210 may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an inner/outer element of the image decoding device 200, or the receiving unit is provided as a component of the entropy decoding unit 210 It could be.
  • the video decoding apparatus may include an information decoder (video/video/picture information decoder) and/or a sample decoder (video/video/picture sample decoder).
  • the information decoder may include an entropy decoding unit 210, and the sample decoder includes an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an addition unit 235, a filtering unit 240, a memory 250, It may include at least one of the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265.
  • the inverse quantization unit 220 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients into a two-dimensional block shape. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scan order performed by the image encoding apparatus.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 may inverse transform 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 prediction information output from the entropy decoding unit 210, and determine a specific intra/inter prediction mode (prediction technique). I can.
  • the prediction unit can generate the prediction signal based on various prediction methods (techniques) described later.
  • the intra prediction unit 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra prediction unit 185 may be equally applied to the intra prediction unit 265.
  • the inter prediction unit 260 may derive a predicted block for the current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on the reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on a correlation between motion information between a neighboring block and a 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 existing in the reference picture.
  • the inter prediction unit 260 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 (techniques), and the information about the prediction may include information indicating a mode (technique) of inter prediction for the current block.
  • the addition unit 235 is reconstructed by adding the obtained residual signal to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 260 and/or the intra prediction unit 265). Signals (restored pictures, reconstructed blocks, reconstructed sample arrays) can be generated. The description of the addition unit 155 may be equally applied to the addition unit 235.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 240 may apply filtering to the reconstructed signal to improve subjective/objective image quality.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 250, specifically the DPB of the memory 250. Can be saved on.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 260.
  • the memory 250 may store motion information of a block from which motion information in a current picture is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a picture that have already been reconstructed.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 250 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 265.
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the encoding apparatus 100 are, respectively, the filtering unit 240 and the inter prediction unit of the image decoding apparatus 200.
  • the same or corresponding to the prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be applied.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of generating a prediction block (predicted block) of a current block by performing intra prediction.
  • the process illustrated in FIG. 4 may be performed by the intra prediction unit 185 of FIG. 2 and/or the intra prediction unit 265 of FIG. 3.
  • determination of whether to perform intra prediction of FIG. 4 on the current block may be performed based on rate-distortion optimization (RDO).
  • RDO rate-distortion optimization
  • the prediction mode for the current block may be determined as the intra prediction mode.
  • a method of determining a prediction mode for a current block is not limited to the above example.
  • determination of whether to perform intra prediction of FIG. 4 on the current block may be performed based on information on the prediction mode of the current block.
  • the information on the prediction mode of the current block may be information indicating whether the prediction mode of the current block is an intra prediction mode or an inter prediction mode.
  • Information about the prediction mode of the current block may be explicitly signaled through a bitstream, or may be implicitly derived based on an encoding parameter about the current block.
  • the encoding/decoding method includes determining an intra prediction mode (S410), configuring a reference sample (S420), and/or performing intra prediction (S430). ) Can be included.
  • the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may determine a type of at least one intra prediction technique that can be used for intra prediction.
  • an encoding/decoding method that can be used to perform intra prediction is defined as an intra prediction technique.
  • the intra prediction technique may mean one of an encoding/decoding method used to determine an intra prediction mode, an encoding/decoding method used to construct a reference sample, and/or an encoding/decoding method used to derive a prediction sample. have. That is, based on the determined intra prediction technique, at least one of steps S410 to S430 of FIG. 4 may be performed.
  • the intra prediction mode of the current block may be determined as one of a plurality of intra prediction modes including non-directional intra prediction modes and directional intra prediction modes.
  • a prediction sample of the current block may be derived based on an average or interpolation of neighboring reference samples of the current block.
  • a prediction sample of the current block may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to a prediction target sample among neighboring reference samples of the current block. .
  • the intra prediction mode of the current block may be determined using the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the image decoding apparatus may select one of the MPM candidates in the MPM list derived based on the intra prediction mode of the neighboring block of the current block and the additional candidate modes based on the MPM index received from the image encoding apparatus.
  • the neighboring block may include at least one of the left and/or upper neighboring blocks of the current block.
  • the video decoding apparatus may determine one of the intra prediction modes not included in the MPM list as the intra prediction mode of the current block.
  • Whether an intra prediction mode applied to the current block exists in the MPM list may be determined based on an MPM flag (eg, mpm_flag or intra_luma_mpm_flag). For example, when the prediction mode of the current block is included in the MPM list, the MPM flag may have a first value. When the prediction mode of the current block is not included in the MPM list, the prediction mode of the current block may be determined as one of the remaining prediction modes. The remaining prediction mode may mean the remaining intra prediction modes that are not included in the MPM list. When the prediction mode of the current block is not included in the MPM list, the MPM flag may have a second value.
  • an MPM flag eg, mpm_flag or intra_luma_mpm_flag
  • the prediction mode of the current block may be determined by an MPM index (eg, mpm_idx or intra_luma_mpm_idx).
  • the prediction mode of the current block may be determined based on remaining prediction mode information (eg, rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder).
  • Remaining intra prediction mode information may indicate one of all intra prediction modes by indexing the remaining intra prediction modes not included in the MPM list in the order of prediction mode numbers.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode for a luma component (sample).
  • the MPM list may be referred to in various terms such as an MPM candidate list and candModeList.
  • the prediction sample of the current block is the intra prediction mode of the current block based on the prediction target sample of the current block among neighboring reference samples. It may be generated through interpolation between a first surrounding sample located in the prediction direction and a second surrounding sample located in the opposite direction.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • chroma prediction samples may be generated based on luma samples using a linear model.
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered surrounding reference samples, and existing surrounding reference samples, that is, unfiltered surrounding reference
  • a prediction sample of the current block may be derived by weighted summation of at least one reference sample derived according to the intra prediction mode among samples and the temporary prediction sample.
  • the intra prediction technique is multi-reference line intra prediction (MRL) or MRL-based intra prediction
  • a reference sample line with the highest prediction accuracy is selected among neighboring multi-reference sample lines of the current block
  • a prediction sample can be derived using a reference sample located at.
  • information on the used reference sample line eg, intra_luma_ref_idx
  • intra_luma_ref_idx may be encoded in the bitstream and signaled.
  • the intra prediction technique is Intra Sub-Partitions (ISP) or ISP-based intra prediction
  • the current block is divided into vertical or horizontal sub-partitions, and intra prediction mode is used for each sub-partition. You can make predictions.
  • neighboring reference samples of intra prediction may be derived in each sub-partition unit. That is, the reconstructed samples of the previous sub-partition in the encoding/decoding order may be used as neighboring reference samples of the current sub-partition.
  • the intra prediction techniques may be referred to in various terms such as an intra prediction type or an additional intra prediction mode, separated from a directional or non-directional intra prediction mode.
  • a plurality of intra prediction techniques are not limited to the above example, and some intra prediction techniques may be omitted or other intra prediction techniques may be added. For example, if necessary, an intra prediction technique for performing post-processing filtering on the derived prediction samples may be added. Also, a plurality of intra prediction techniques may be used exclusively, or two or more intra prediction techniques may be applied to the current block.
  • the encoding parameter may include a size (width and/or height) of the current block, a color component of the current block, or whether or not other intra prediction techniques are applied.
  • the determination of whether the corresponding intra prediction technique is available for the current block may be performed based on information signaled at a higher level of the current block, such as a sequence, picture, slice, and CTU. For example, when information transmitted at the sequence level indicates that a predetermined intra prediction technique is not available, it may be determined that the corresponding intra prediction technique is not available for blocks belonging to the corresponding sequence.
  • the video encoding apparatus may determine whether the corresponding intra prediction technique is applied to the current block using various methods. For example, the image encoding apparatus may determine whether to apply a corresponding intra prediction technique based on RDO.
  • the video encoding apparatus may encode information on whether or not a corresponding intra prediction technique is applied (hereinafter, referred to as intra prediction technique information) into a bitstream to signal.
  • Intra prediction technique information may be encoded in various forms according to a corresponding intra prediction technique.
  • the intra prediction technique information may be a multiple reference line index (eg, intra_luma_ref_idx) indicating a reference sample line used for prediction of a current block among multiple reference lines.
  • intra_luma_ref_idx may indicate a reference sample line for intra prediction of the current block according to the binary sequence of Table 1 below.
  • Table 1 The binary display of Table 1 is an example of the present disclosure, and the scope of the present disclosure is not limited according to the binary values below.
  • intra prediction for a current block may be performed using a 0th reference sample line of the current block. That is, when the current block is intra-predicted by using the 0-th reference sample line, the video encoding apparatus or the video decoding apparatus may encode/decode 0 as a binary value of intra_luma_ref_idx. Similarly, when the current block is encoded/decoded using the first or third reference sample line, intra_luma_ref_idx may be encoded/decoded with a binary value of 10 or 11, respectively.
  • the intra prediction technique information may be flag information (eg, intra_subpartitions_mode_flag) indicating whether the ISP is applied to the current block.
  • flag information indicating whether the ISP is applied may be a sub-partition intra prediction flag.
  • the intra prediction technique information may additionally include flag information indicating a splitting direction for the ISP (eg, intra_subpartitions_split_flag).
  • flag information indicating the division direction for the ISP may be a sub-partition intra prediction direction flag.
  • a sub-partition intra prediction flag and a sub-partition intra prediction direction flag may be defined as a sub-partition intra prediction syntax. For example, whether or not the ISP is performed and the direction of division of the ISP may be determined according to the binary sequence in Table 2 below. The binary numbers in Table 2 are examples, and the scope of the present disclosure is not limited according to the binary values below.
  • intra_subpartitions_mode_flag when intra_subpartitions_mode_flag has a binary value of 1, a current block may be intra predicted using an ISP. That is, when the current block is encoded/decoded using an ISP, intra_subpartitions_mode_flag may be encoded/decoded with a binary value of 1. On the other hand, when the ISP is not applied to the current block, intra_subpartitions_mode_flag may be encoded/decoded with a binary value of 0.
  • the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may encode/decode intra_subpartitions_split_flag.
  • intra_subpartitions_split_flag has a binary value of 0
  • the current block is divided in the horizontal direction, and the ISP may be applied.
  • intra_subpartitions_split_flag has a binary value of 1
  • the current block is divided in the vertical direction, and the ISP can be applied.
  • the intra prediction method information may include flag information indicating whether PDPC is applied, flag information indicating whether LIP is applied, flag information indicating whether the LM mode is applied, and the like.
  • the video decoding apparatus may determine whether to apply the corresponding intra prediction technique to the current block based on the signaled intra prediction technique information.
  • whether to apply a predetermined intra prediction technique to the current block may be implicitly derived from the video encoding apparatus and the video decoding apparatus based on encoding parameters for the current block in addition to the explicitly signaled intra prediction technique information.
  • the encoding parameter may include a size (width and/or height) of the current block, a color component of the current block, or whether or not other intra prediction techniques are applied.
  • a reference sample to be used for intra prediction of the current block may be constructed from neighboring reference samples of the current block.
  • intra prediction of the current block is performed in step S430 to generate a prediction block of the current block.
  • the prediction block (predicted block) of the current block may be added to the residual signal of the current block and used to generate a reconstructed signal of the current block.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus may encode/decode an image using an integrated syntax element in which a plurality of syntaxes are merged.
  • the unified syntax element may mean a syntax element in which two or more different single syntaxes are merged.
  • the unified syntax element according to the present disclosure is described as being configured by merging at least one of an MPM flag, a multi-reference line index, and a sub-partition intra prediction syntax. It is not.
  • the present disclosure may include not only the proposed syntax, but also the concept of merging arbitrary syntaxes used for intra prediction into one unified syntax.
  • the unified syntax element may be referred to as a single syntax element or a first syntax element. Due to the nature of terms used in the present disclosure, the scope of the rights of the present disclosure does not change.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an image decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • determining whether a prediction mode of a current block is an intra prediction mode based on information about a prediction mode of a current block S510
  • the prediction mode of the current block is the intra prediction mode
  • parsing a syntax element related to intra prediction of the current block S520
  • uses the parsed syntax element a prediction block for the current block. It may include the step of generating (S530).
  • the syntax element related to intra prediction of the current block may include a first syntax element used to determine an intra prediction setting of at least two different intra prediction techniques.
  • FIG. 6 is a diagram for describing an image encoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • determining whether a prediction mode of a current block is an intra prediction mode (S610), and when a prediction mode of a current block is an intra prediction mode It may include performing intra prediction to generate a prediction block for the current block (S620) and encoding a syntax element related to intra prediction of the current block (S630).
  • the syntax element related to intra prediction of the current block may include a first syntax element used to determine an intra prediction setting of at least two different intra prediction techniques.
  • the first syntax element may include at least one of an MPM flag, a multiple reference line index, and a sub-partition intra prediction syntax. That is, the intra prediction technique according to some embodiments of the present disclosure may include at least one of MPM, MRL, and ISP.
  • the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may determine a reference sample line used for prediction. For example, the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may encode/decode intra_luma_ref_idx.
  • the video encoding apparatus or video decoding apparatus may determine whether the current block uses the ISP. For example, the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may encode/decode intra_subpartitions_mode_flag indicating whether the ISP is performed. When the ISP is applied to the current block, the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may determine a splitting direction for the ISP. For example, the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may encode/decode intra_subpartitions_mode_flag indicating the division direction of the ISP.
  • intra_subpartitions_mode_flag may be determined according to an MRL condition.
  • the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may decode the intra_subpartitions_mode_flag only when the current block is intra predicted using the 0th reference sample line. That is, only when the current block uses the 0th reference sample line, whether or not to use the ISP may be determined.
  • whether to use the ISP for the current block may be implicitly determined. For example, when the current block uses the 1st or 3rd reference sample line, the ISP may not be applied to the current block.
  • the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may encode/decode the MPM flag based on the MRL condition and the ISP condition. For example, when the current block uses the 0th reference sample line but does not use the ISP, the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may encode/decode the MPM flag.
  • Table 3 shows a syntax binarization table according to a conventional encoding/decoding method. Table 3 shows one binary value encoded/decoded according to each condition, but each binary value may be a result of sequentially encoding/decoding at least one of a multi-reference line index, sub-partition intra prediction syntax, and MPM flag. have.
  • a horizontal ISP, and MPM, 010 or 10 may be sequentially encoded/decoded according to MRL and ISP conditions.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a syntax encoding/decoding method according to a conventional method.
  • intra_luma_ref_idx may be encoded/decoded.
  • intra_luma_ref_idx it may be determined whether the current block is encoded/decoded using which reference sample line (S720).
  • intra_subpartitions_mode_flag may be encoded/decoded (S730).
  • the process may be terminated without encoding/decoding an additional syntax.
  • intra_subpartitions_mode_flag 1
  • intra_subpartitions_split_flag 1
  • intra_subpartitions_split_flag 1
  • whether to perform step S710 may be determined based on whether or not MRL can be applied to the current block.
  • whether MRL can be applied to the current block may be determined based on at least one of a size of a current block, a component, a maximum transform size of a block, a minimum transform size, and a split depth.
  • that MRL is applied may mean that encoding/decoding of the current block is performed through a reference sample line other than reference sample line 0 (eg, reference sample line 1 or 3).
  • whether to perform step S730 may be determined based on whether or not ISP is applicable to the current block. For example, whether the ISP can be applied to the current block may be determined based on at least one of a size of a current block, a component, a maximum transform size of a block, a minimum transform size, and a split depth.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a structure of a bitstream reflecting a syntax encoding/decoding method according to a conventional method.
  • FIG. 8 is a syntax structure for a current block and shows a syntax encoding/decoding method according to a conventional method.
  • intra_luma_ref_idx may be encoded/decoded.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_luma_ref_idx may be determined based on the position of the current block.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_luma_ref_idx may be determined based on a condition according to Equation 1 below.
  • Equation 1 may be a conditional expression for determining whether MRL can be applied to the current block.
  • Equation 1 may be a condition for determining whether the upper boundary of the current block coincides with the upper boundary of the current coding tree block (CTB). For example, if Equation 1 is satisfied, the upper boundary of the current block does not coincide with the upper boundary of the CTB, and in this case, intra_luma_ref_idx is not transmitted, and its value may be derived as 0.
  • CTB current coding tree block
  • intra_sub_partitions_mode_flag may be encoded/decoded.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_sub_partitions_mode_flag may be determined based on at least one of intra_luma_ref_idx, a size of a current block, a component, a maximum transform block size, a minimum transform block size, and a depth of the current block.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_sub_partitions_mode_flag may be determined based on a condition according to Equation 2 below.
  • MinTbSizeY may mean a minimum transform size of a block
  • MaxTbSizeY may mean a maximum transform size of a block.
  • Equation 2 may be a conditional expression for determining whether to apply the ISP to the current block.
  • cbHeight ⁇ MaxTbSizeY) && (cbWidth Y* cbHeight> MinTbSizeY * )
  • intra_subpartions_split_flag may be encoded/decoded.
  • whether to perform encoding/decoding on the intra_subpartions_split_flag may be determined based on at least one of intra_subpartitions_mode_flag, the size of the current block, the maximum transform block size, the minimum transform block size, and the depth of the current block.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_subpartions_split_flag may be determined based on a condition according to Equation 3 below.
  • intra_luma_mpm_flag may be encoded/decoded.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_luma_mpm_flag may be determined based on at least one of intra_luma_ref_idx and intra_sub_partitions_mode_flag.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_luma_mpm_flag may be determined based on a condition according to Equation 4 below.
  • the integrated syntax Provides a way to assign binary values to elements.
  • a conventional multiple reference line index, a sub-partition intra prediction flag, and an MPM flag may be merged through an unified syntax element.
  • an integrated syntax element according to the present disclosure may be named intra_syntax_idx.
  • FIG. 9 is another diagram for describing an image encoding/decoding method according to an embodiment of the present disclosure.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus may encode/decode an integrated syntax element intra_syntax_idx (S910).
  • an intra prediction setting of an intra prediction technique for intra prediction of a current block may be determined according to an intra_syntax_idx and an MRL and an ISP applicable condition (S920).
  • Table 4 shows an example of applying the unified syntax element to the syntax binarization table of Table 3.
  • the multi-reference line index, the sub-partition intra prediction syntax, and the MPM flag may be merged into an integrated syntax element intra_syntax_idx to be encoded/decoded, and the binary value of the encoded/decoded intra_syntax_idx may vary according to the MRL and ISP application conditions.
  • Table 3 shows binary values in which a plurality of different syntaxes are sequentially encoded/decoded, while Table 4 shows binary values that one integrated syntax element can have for each condition.
  • the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may encode/decode intra_syntax_idx using the same binarization table as the conventional syntax binarization table.
  • whether or not MPM is applied to the current block may be determined according to whether intra_syntax_idx is 0.
  • the binary value allocated to the integrated syntax element may be determined according to at least one of an MRL applicable condition and an ISP applicable condition.
  • MRL and ISP may not be applied to the current block.
  • the binary value allocated to the integrated syntax element may be determined according to at least one of an MRL applicable condition and an ISP applicable condition.
  • whether the ISP is applied to the current block may be determined according to whether the intra_syntax_idx is 2 or 3. For example, when intra_syntax_idx is 2 or 3, the ISP may be applied to the current block. Meanwhile, when intra_syntax_idx is 2, the ISP division direction of the current block may be determined in the horizontal (or vertical) direction. On the other hand, when intra_syntax_idx is 3, the ISP division direction of the current block may be determined in a vertical (or horizontal) direction. In this case, the binary value allocated to the unified syntax element may be determined according to the MRL applicable condition.
  • whether or not MRL is applied to the current block may be determined according to whether the intra_syntax_idx is 4 or 5. For example, when intra_syntax_idx is 4 or 5, MRL may be applied to the current block. Meanwhile, when the intra_syntax_idx is 4, the reference sample line index of the current block may be determined as the 1st (or 3rd) reference sample line. On the other hand, when intra_syntax_idx is 5, the reference sample line index of the current block may be determined as the 3rd (or 1st) reference sample line. In this case, the binary value allocated to the integrated syntax element may be determined according to an ISP applicable condition.
  • the intra_syntax_idx and binary value allocation in Table 4 is an example, and the scope of the present disclosure is not limited according to the above-described syntax element and binary value allocation combination embodiment.
  • the video encoding device or video decoding device can set the encoding/decoding priority of the MPM flag high.
  • Table 5 shows a syntax binarization table in which priority is assigned to the MPM flag. A detailed method for determining the setting of the intra prediction scheme based on Table 5 is the same as described through Table 4, and thus a description thereof will be omitted.
  • the image encoding apparatus or the image decoding apparatus may change the priority of bit (binary value) allocation when encoding/decoding an integrated syntax element.
  • the video encoding apparatus or video decoding apparatus may give a high priority to setting an intra prediction technique with a high frequency of occurrence, and add a low priority to setting an intra prediction technique with a low frequency of occurrence.
  • a high priority may be applied to the allocation of a binary value to an MPM flag. That is, a binary value having a small number of digits may be allocated to the MPM flag merged into the unified syntax.
  • a low priority may be applied to the multiple reference line index and the sub-partition intra prediction syntax. That is, when the MRL and ISP are applied, a binary value having a large number of digits may be allocated to the reference line index and sub-partition intra prediction syntax merged into the unified syntax.
  • a binary value of 1 or 2 digits may be allocated to the unified syntax element.
  • the syntax binarization table of Table 6 below may be an example of improving the syntax binarization table of Table 5.
  • At least two or more of a multiple reference line index, a sub-partition intra prediction syntax, and an MPM flag may be merged into intra_syntax_idx to be encoded/decoded. That is, only some of the multi-reference line index, the sub-partition intra prediction syntax, and the MPM flag may be merged into an integrated syntax element to be encoded/decoded.
  • FIG. 10 is a diagram for describing an image encoding/decoding method according to another embodiment of the present disclosure.
  • the multi-reference line index and the sub-partition intra prediction syntax excluding the MPM flag may be merged into the integrated syntax element intra_syntax_idx to be encoded/decoded.
  • Table 7 below shows a syntax binarization table according to the present embodiment.
  • the MPM flag is encoded/decoded separately from the unified syntax element
  • the priority between the MRL and the ISP can be arbitrarily determined.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of a bitstream reflecting a syntax encoding/decoding method according to another embodiment of the present disclosure.
  • 11 is a syntax structure for a current block and shows an encoding/decoding method using an MPM flag and an integrated syntax element.
  • intra_luma_mpm_flag may be encoded/decoded.
  • whether to perform encoding/decoding for intra_luma_mpm_flag may be determined according to split tree information for the current block. For example, when the current block is a block belonging to a single tree or a luminance dual tree, encoding/decoding for intra_luma_mpm_flag may be performed.
  • intra_syntax_idx may be encoded/decoded. Specifically, when intra_luma_mpm_flag has a value of 1, intra_syntax_idx may be encoded/decoded. That is, only when MPM is applied to the current block, intra_syntax_idx may be encoded/decoded. Since the encoding/decoding for intra_luma_mpm_idx and intra_luma_mpm_remainder is the same as the MPM operation described above, a description thereof will be omitted.
  • the MPM flag is excluded from merging of the unified syntax element, but the scope of the present disclosure is not limited to this embodiment.
  • one of the reference sample line index and the sub-partition intra prediction syntax may be excluded from merging of the unified syntax element.
  • syntax elements related to intra prediction that have been sequentially encoded/decoded in the related art can be encoded/decoded with one integrated syntax, so that encoding/decoding efficiency can be improved. Also, according to embodiments of the present disclosure, by preferentially encoding/decoding syntax elements related to prediction with a high frequency of occurrence, encoding/decoding efficiency may be improved.
  • exemplary methods of the present disclosure are expressed as a series of operations for clarity of description, but this is not intended to limit the order in which steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order if necessary.
  • the illustrative steps may include additional steps, other steps may be included excluding some steps, or may include additional other steps excluding some steps.
  • an image encoding apparatus or an image decoding apparatus performing a predetermined operation may perform an operation (step) of confirming an execution condition or situation of the operation (step). For example, when it is described that a predetermined operation is performed when a predetermined condition is satisfied, the video encoding apparatus or the video decoding apparatus performs an operation to check whether the predetermined condition is satisfied, and then performs the predetermined operation. I can.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • general purpose It may be implemented by a processor (general processor), a controller, a microcontroller, a microprocessor, or the like.
  • the image decoding device and the image encoding device to which the embodiment of the present disclosure is applied include a multimedia broadcasting transmission/reception device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chat device, and a real-time communication device such as video communication.
  • Mobile streaming devices storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providers, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providers, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical use. It may be included in a video device or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • an OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet-connected TV, a home theater system, a smartphone, a tablet PC, and a digital video recorder (DVR).
  • DVR digital video recorder
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure can be applied.
  • the content streaming system to which the embodiment of the present disclosure is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage device, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server serves to generate a bitstream by compressing content input from multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. into digital data, and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smartphones, cameras, camcorders, etc. directly generate bitstreams
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an image encoding method and/or an image encoding apparatus to which an embodiment of the present disclosure is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in a process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server may transmit multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server may serve as an intermediary informing the user of a service.
  • the web server transmits the request to the streaming server, and the streaming server may transmit multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server may play a role of controlling a command/response between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when 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), a navigation system, a slate PC, and Tablet PC, ultrabook, wearable device, for example, smartwatch, smart glass, head mounted display (HMD)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • HMD head mounted display
  • TV desktop
  • desktop There may be computers, digital signage, etc.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributedly processed.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (e.g., operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause an operation according to the method of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium (non-transitory computer-readable medium) which stores instructions and the like and is executable on a device or a computer.
  • a non-transitory computer-readable medium non-transitory computer-readable medium
  • An embodiment according to the present disclosure may be used to encode/decode an image.

Landscapes

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

Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스(syntax) 요소를 파싱(parsing)하는 단계 및 상기 파싱된 신택스 요소를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 통합 신택스(syntax) 요소를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는, 통합 신택스 요소를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는, 통합 신택스 요소를 이용하여 인트라 예측된 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 따르면, 단일 신택스 요소를 이용하여 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 설정이 결정될 수 있다. 구체적으로, 단일 신택스 요소에 기반하여 서로 다른 둘 이상의 인트라 예측 기법의 설정이 결정될 수 있다. 단일 신택스 요소를 이용하여 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 설정을 결정함으로써, 인트라 예측과 관련된 신택스 부호화/복호화 과정을 단순화하고 부호화 효율을 증대시킬 수 있다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스(syntax) 요소를 파싱(parsing)하는 단계 및 상기 파싱된 신택스 요소를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법은, MPM(Most Probable Mode), MRL(multi-reference line intra prediction) 및 ISP(Intra Sub-Partitions) 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 1 신택스 요소는, 상기 현재 블록에 대한 MPM 적용 여부, MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 ISP 적용 여부 중 적어도 둘 이상을 결정하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 상기 제 1 신택스 요소는 상기 현재 블록에 대한 ISP 분할 방향을 걸정하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 1 신택스 요소에 할당되는 이진값은 상기 현재 블록에 대한 MRL 적용 가능 조건 및 ISP 적용 가능 조건 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 MRL 적용 가능 조건 및 상기 ISP 적용 가능 조건은 상기 현재 블록의 크기, 블록의 최대 변환 크기 및 블록의 최소 변환 크기 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 1 신택스 요소는, 상기 현재 블록에 대한 상기 MPM 적용 여부, 상기 MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 상기 ISP 적용 여부를 결정하는데 사용되되, 상기 MPM 적용 여부에 높은 우선 순위가 할당되어, 상기 제 1 신택스 요소의 이진값이 할당될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대해 MPM, MRL 및 ISP가 적용되지 않는 경우, 상기 제 1 신택스 요소의 이진값은 최소 자리수로 할당될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소를 파싱하는 단계는, 상기 현재 블록에 대한 MPM 플래그를 파싱하는 단계 및 상기 MPM 플래그 값에 기반하여, 상기 제 1 신택스 요소를 파싱하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 신택스 요소는 상기 현재 블록에 대한 상기 MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 상기 ISP 적용 여부를 결정하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 1 신택스 요소는, 상기 MPM 플래그 값이 상기 현재 블록에 대해 MPM이 적용되는 것을 지시하는 경우에만 파싱될 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하고, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소를 파싱하고, 상기 파싱된 신택스 요소를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 인트라 예측을 수행하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계 및 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소를 부호화하는 단계를 포함하되, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법은, MPM(Most Probable Mode), MRL(multi-reference line intra prediction) 및 ISP(Intra Sub-Partitions) 중 적어도 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 개시의 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제 1 신택스 요소는, 상기 현재 블록에 대한 MPM 적용 여부, MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 ISP 적용 여부 중 적어도 둘 이상을 결정하는데 사용될 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 통합 신택스 요소를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 통합 신택스 요소를 이용하여 인트라 예측된 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 인트라 예측을 수행하여 현재 블록의 예측 블록(예측된 블록)을 생성하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 종래의 방법에 따른 신택스 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 종래의 방법에 따른 신택스 부호화/복호화 방법을 반영한 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 10은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신택스 부호화/복호화 방법을 반영한 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
도 12는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 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 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(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)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 인코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 1의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 1의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 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(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
인트라 예측 개요
도 4는 인트라 예측을 수행하여 현재 블록의 예측 블록(예측된 블록)을 생성하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 4에 도시된 과정은 도 2의 인트라 예측부(185) 및/또는 도 3의 인트라 예측부(265)에서 수행될 수 있다.
영상 부호화 장치에 있어서, 현재 블록에 대해 도 4의 인트라 예측을 수행할지의 판단은 RDO(rate-distortion optimization) 기반으로 수행될 수 있다. 예컨대, 인터 예측보다 인트라 예측이 효율적일 때, 현재 블록에 대한 예측 모드는 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다. 그러나, 영상 부호화 장치에 있어서, 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하는 방법은 상기 예로 한정되지 않는다.
영상 복호화 장치에 있어서, 현재 블록에 대해 도 4의 인트라 예측을 수행할지의 판단은 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보는 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 인터 예측 모드인지를 나타내는 정보일 수 있다. 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보는 비트스트림을 통해 명시적으로 시그널링될 수도 있고, 현재 블록에 관한 부호화 파라미터에 기초하여 암묵적으로 유도될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 부호화/복호화 방법은 인트라 예측 모드를 결정하는 단계(S410), 참조 샘플을 구성하는 단계(S420) 및/또는 인트라 예측을 수행하는 단계(S430)를 포함할 수 있다.
현재 블록에 대해 인트라 예측이 수행되는 것으로 결정되는 경우, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 인트라 예측에 활용될 수 있는 적어도 하나 이상의 인트라 예측 기법의 종류를 결정할 수 있다. 이하의 명세서에서, 인트라 예측을 수행하기 위해 활용될 수 있는 부호화/복호화 방법을 인트라 예측 기법이라 정의한다. 예컨대, 인트라 예측 기법은 인트라 예측 모드를 결정하는데 사용되는 부호화/복호화 방법, 참조 샘플을 구성하는데 사용되는 부호화/복호화 방법 및/또는 예측 샘플을 유도하는데 사용되는 부호화/복호화 방법 중 하나를 의미할 수 있다. 즉, 결정되는 인트라 예측 기법에 기초하여, 도 4의 단계 S410 내지 단계 S430 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
단계 S410에서, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 비방향성 인트라 예측 모드들과 방향성 인트라 예측 모드들을 포함하는 복수의 인트라 예측 모드들 중에서 하나로 결정될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 비방향성 인트라 예측 모드인 경우, 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 현재 블록의 예측 샘플이 유도될 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드가 방향성 인트라 예측 모드인 경우, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 대상 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 현재 블록의 예측 샘플을 유도될 수 있다.
일 예로, 인트라 예측 기법이 MPM(Most Probable Mode)인 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드는 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 결정될 수 있다. 예컨대, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 주변 블록의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 기반으로 도출된 MPM 리스트 내 MPM 후보들 중 하나를, 영상 부호화 장치로부터 수신된 MPM 인덱스를 기반으로 선택할 수 있다. 이때, 주변 블록은 현재 블록의 좌측 및/또는 상단 주변 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 한편, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되지 않는 경우, 영상 복호화 장치는 MPM 리스트에 포함되어 있지 않은 인트라 예측 모드들 중 하나를 현재 블록의 인트라 예측 모드로 결정할 수 있다.
현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 MPM 리스트 내에 존재하는지 여부가 MPM 플래그(예컨대, mpm_flag 혹은 intra_luma_mpm_flag)를 기반으로 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되어 있는 경우, MPM 플래그는 제 1값을 가질 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되어 있지 않은 경우, 현재 블록의 예측 모드는 리메이닝 예측 모드 중 하나로 결정될 수 있다. 리메이닝 예측 모드란 MPM 리스트에 포함되어 있지 않은 나머지 인트라 예측 모드들을 의미할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되어 있지 않은 경우, MPM 플래그는 제 2값을 가질 수 있다.
현재 블록의 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되어 있는 경우, 현재 블록의 예측 모드는 MPM 인덱스(예컨대, mpm_idx 혹은 intra_luma_mpm_idx)에 의해 결정될 수 있다. 반면, 현재 블록의 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되어 있지 않은 경우, 현재 블록의 예측 모드는 리메이닝 예측 모드 정보(예컨대, rem_intra_luma_pred_mode 혹은 intra_luma_mpm_remainder)에 의해 결정될 수 있다. 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 전체 인트라 예측 모드들 중 상기 MPM 리스트에 포함되지 않는 나머지 인트라 예측 모드들을 예측 모드 번호 순으로 인덱싱하여 그 중 하나를 가리킬 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드는 루마 성분(샘플)에 대한 인트라 예측 모드일 수 있다. 이하의 명세서에서, MPM 리스트는 MPM 후보 리스트, candModeList 등 다양한 용어로 지칭될 수 있다.
다른 예로, 인트라 예측 기법이 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP)인 경우, 현재 블록의 예측 샘플은, 주변 참조 샘플들 중 현재 블록의 예측 대상 샘플을 기준으로 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 위치하는 제1 주변 샘플과 그 반대 방향에 위치하는 제2 주변 샘플과의 보간을 통하여 생성될 수 있다.
또 다른 예로, 인트라 예측 기법이 LM(Linear Model) 모드인 경우, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수 있다.
또 다른 예로, 인트라 예측 기법이 PDPC(Position dependent intra prediction)인 경우, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수 있다.
또 다른 예로, 인트라 예측 기법이 multi-reference line intra prediction (MRL) 또는 MRL 기반 인트라 예측인 경우, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 이 때, 사용된 참조 샘플 라인에 관한 정보(예컨대, intra_luma_ref_idx)가 비트스트림에 부호화되어 시그널링될 수 있다.
또 다른 예로, 인트라 예측 기법이 Intra Sub-Partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측인 경우, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브 파티션들로 분할하고, 각 서브 파티션에 대해 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 인트라 예측의 주변 참조 샘플들은 각 서브 파티션 단위로 도출될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 순서 상 이전 서브 파티션의 복원된 샘플이 현재 서브 파티션의 주변 참조 샘플로서 이용될 수 있다.
상기 인트라 예측 기법들은 방향성 또는 비방향성의 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다.
예컨대, 복수의 인트라 예측 기법들은 상기 예로 한정되지 않으며, 일부 인트라 예측 기법들이 생략되거나 다른 인트라 예측 기법들이 추가될 수 있다. 예컨대, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링을 수행하는 인트라 예측 기법이 추가될 수 있다. 또한, 복수의 인트라 예측 기법들은 배타적으로 사용될 수도 있고, 현재 블록에 대해 둘 이상의 인트라 예측 기법들이 적용될 수도 있다.
소정의 인트라 예측 기법이 현재 블록에 대해 적용되는지 여부를 결정하기 전에, 해당 인트라 예측 기법이 현재 블록에 대해 가용한지 여부가 먼저 판단될 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 대한 부호화 파라미터에 기초하여 현재 블록에 대해 해당 인트라 예측 기법이 가용한지 여부가 판단될 수 있다. 이때, 부호화 파라미터는 현재 블록의 크기(너비 및/또는 높이), 현재 블록의 색 성분 또는 다른 인트라 예측 기법의 적용 여부 등을 포함할 수 있다.
또한, 해당 인트라 예측 기법이 현재 블록에 대해 가용한지 여부의 판단은 시퀀스, 픽처, 슬라이스, CTU 등 현재 블록의 상위 레벨에서 시그널링되는 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 예컨대, 시퀀스 레벨에서 전송되는 정보가 소정의 인트라 예측 기법이 가용하지 않음을 나타낼 때, 해당 시퀀스에 속한 블록들에 대해서는 해당 인트라 예측 기법이 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
현재 블록에 대해 소정의 인트라 예측 기법이 가용한 것으로 판단된 경우, 영상 부호화 장치는 다양한 방법을 이용하여 현재 블록에 대해 해당 인트라 예측 기법이 적용되는지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 RDO 기반으로 해당 인트라 예측 기법의 적용 여부를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 해당 인트라 예측 기법의 적용 여부에 관한 정보(이하, 인트라 예측 기법 정보라 함)를 비트스트림에 부호화하여 시그널링할 수 있다. 인트라 예측 기법 정보는 해당 인트라 예측 기법에 따라 다양한 형태로 부호화될 수 있다.
일 예로, 인트라 예측 기법이 MRL인 경우, 인트라 예측 기법 정보는 다중 참조 라인 중 현재 블록의 예측에 이용된 참조 샘플 라인을 지시하는 다중 참조 라인 인덱스(예컨대, intra_luma_ref_idx)일 수 있다. 예컨대, intra_luma_ref_idx는 다음의 표 1의 이진열에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 참조 샘플 라인을 지시할 수 있다. 표 1의 이진열은 본 개시의 예시로서, 아래의 이진값에 따라 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
[표 1]
Figure PCTKR2020003128-appb-I000001
표 1을 참조하면, intra_luma_ref_idx가 0의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록의 0번째 참조 샘플 라인을 이용하여, 현재 블록에 대한 인트라 예측이 수행될 수 있다. 즉, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 현재 블록이 0번째 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측되는 경우, intra_luma_ref_idx의 이진값으로 0을 부호화/복호화할 수 있다. 마찬가지로, 현재 블록이 1번째 혹은 3번째 참조 샘플 라인을 이용하여 부호화/복호화되는 경우, intra_luma_ref_idx는 각각 10 또는 11의 이진값으로 부호화/복호화될 수 있다.
다른 예로, 인트라 예측 기법이 ISP인 경우, 인트라 예측 기법 정보는 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(예컨대, intra_subpartitions_mode_flag)일 수 있다. 예컨대, ISP가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보는 서브 파티션 인트라 예측 플래그일 수 있다. 또한, ISP가 적용되는 경우, 인트라 예측 기법 정보는 ISP에 대한 분할 방향을 나타내는 플래그 정보(예컨대, intra_subpartitions_split_flag)를 추가적으로 포함할 수 있다. 예컨대, ISP에 대한 분할 방향을 나타내는 플래그 정보는 서브 파티션 인트라 예측 방향 플래그일 수 있다. 이하에서, 서브 파티션 인트라 예측 플래그와 서브 파티션 인트라 예측 방향 플래그를 서브 파티션 인트라 예측 신택스라 정의할 수 있다. 예컨대, 다음의 표 2의 이진열에 따라 ISP의 수행 여부 및 ISP의 분할 방향이 결정될 수 있다. 표 2의 이진열은 예시로서, 아래의 이진값에 따라 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
[표 2]
Figure PCTKR2020003128-appb-I000002
표 2를 참조하면, intra_subpartitions_mode_flag가 1의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록은 ISP를 이용하여 인트라 예측될 수 있다. 즉, 현재 블록이 ISP를 이용하여 부호화/복호화되는 경우, intra_subpartitions_mode_flag는 1의 이진값으로 부호화/복호화될 수 있다. 반면, 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, intra_subpartitions_mode_flag는 0의 이진값으로 부호화/복호화할 수 있다.
또한 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 intra_subpartitions_split_flag를 부호화/복호화할 수 있다. 예컨대, intra_subpartitions_split_flag가 0의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록은 가로 방향으로 분할되어 ISP가 적용될 수 있다. 반면, intra_subpartitions_split_flag가 1의 이진값을 가지는 경우, 현재 블록을 세로 방향으로 분할되어 ISP가 적용될 수 있다.
그 밖에 인트라 예측 기법 정보는 PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보, LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보, LM 모드의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 등을 포함할 수 있다.
현재 블록에 대해 소정의 인트라 예측 기법이 가용한 것으로 판단된 경우, 영상 복호화 장치는 시그널링된 인트라 예측 기법 정보에 기초하여 현재 블록에 대해 해당 인트라 예측 기법을 적용할지 여부를 결정할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록에 대해 소정의 인트라 예측 기법을 적용할지 여부는 명시적으로 시그널링되는 인트라 예측 기법 정보 이외에, 현재 블록에 대한 부호화 파라미터에 기초하여 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에서 암묵적으로 유도될 수도 있다. 이때, 부호화 파라미터는 현재 블록의 크기(너비 및/또는 높이), 현재 블록의 색 성분 또는 다른 인트라 예측 기법의 적용 여부 등을 포함할 수 있다.
단계 S420에서, 현재 블록의 주변 참조 샘플들로부터 현재 블록의 인트라 예측에 이용될 참조 샘플이 구성될 수 있다.
단계 S410에서 결정된 현재 블록의 인트라 예측 모드 및 단계 S420에서 구성된 참조 샘플에 기초하여, 단계 S430에서 현재 블록에 대한 인트라 예측이 수행되어 현재 블록의 예측 블록이 생성될 수 있다. 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 현재 블록의 예측 블록(예측된 블록)은 현재 블록의 레지듀얼 신호와 더해져서 현재 블록의 복원 신호를 생성하는데 이용될 수 있다.
이하에서는, 상술한 MPM 플래그, 다중 참조 라인 인덱스 및 서브 파티션 인트라 예측 신택스 중 적어도 하나를 병합한 통합 신택스 요소를 이용하여, 영상을 부호화/복호화하는 방법에 대서 설명한다. 본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 복수의 신택스를 병합한 통합 신택스 요소를 이용하여 영상을 부호화/복호화할 수 있다. 이하의 설명에서, 통합 신택스 요소란, 서로 다른 2개 이상의 단일 신택스를 병합한 신택스 요소를 의미할 수 있다. 이하의 설명에서, 본 개시에 따른 통합 신택스 요소는 MPM 플래그, 다중 참조 라인 인덱스 및 서브 파티션 인트라 예측 신택스 중 적어도 하나가 병합되어 구성되는 것으로 설명하나, 본 개시의 권리범위가 이러한 병합 예시에 한정되는 것은 아니다. 본 개시는, 제안하는 신택스 뿐 아니라 인트라 예측에 활용되는 임의의 신택스들을 하나의 통합 신택스로 병합하여 구성하는 개념을 모두 포함할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 통합 신택스 요소는 단일 신택스 요소 혹은 제 1 신택스 요소 등으로 지칭될 수 있다. 본 개시에서 사용하는 용어의 성격으로 인해, 본 개시의 권리범위가 달라지는 것은 아니다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계(S510), 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스(syntax) 요소를 파싱(parsing)하는 단계(S520) 및 파싱된 신택스 요소를 이용하여, 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계(S530)을 포함할 수 있다.
이때, 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계(S610), 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 인트라 예측을 수행하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계(S620) 및 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소를 부호화하는 단계(S630)를 포함할 수 있다.
이때, 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따른 제 1 신택스 요소는 MPM 플래그, 다중 참조 라인 인덱스 및 서브 파티션 인트라 예측 신택스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 즉, 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 인트라 예측 기법은 MPM, MRL 및 ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예 #1
현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드로 결정되는 경우, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 예측에 사용되는 참조 샘플 라인을 결정할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 intra_luma_ref_idx를 부호화/복호화할 수 있다.
다음으로, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 현재 블록이 ISP를 사용하는지 여부를 결정할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 ISP의 수행 여부를 지시하는 intra_subpartitions_mode_flag를 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 ISP에 대한 분할 방향을 결정할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 ISP의 분할 방향을 지시하는 intra_subpartitions_mode_flag를 부호화/복호화할 수 있다.
한편, intra_subpartitions_mode_flag의 부호화/복호화 수행 여부는 MRL 조건에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 현재 블록이 0번째 참조 샘플 라인을 이용하여 인트라 예측되는 경우에 한하여, intra_subpartitions_mode_flag를 복호화할 수 있다. 즉, 현재 블록이 0번째 참조 샘플 라인을 이용하는 경우에 한하여, ISP의 활용 여부가 결정될 수 있다. 반면, 현재 블록이 0번째 참조 샘플 라인을 이용하지 않는 경우, 현재 블록에 대해서는 ISP 활용 여부가 묵시적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 1번째 혹은 3번째 참조 샘플 라인을 이용하는 경우, 현재 블록에 대해서는 ISP가 적용되지 않을 수 있다.
현재 블록에 대한 참조 샘플 라인 및 ISP 활용 여부가 결정되는 경우, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 MRL 조건 및 ISP 조건에 기초하여, MPM 플래그를 부호화/복호화할 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 0번째 참조 샘플 라인을 이용하되, ISP를 활용하지 않는 경우, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 MPM 플래그를 부호화/복호화할 수 있다.
이하의 표 3은 종래의 부호화/복호화 방법에 따른 신택스의 이진화 테이블을 도시한다. 표 3은 각 조건에 따라 부호화/복호화되는 하나의 이진값을 도시하나, 각각의 이진값들은 다중 참조 라인 인덱스, 서브 파티션 인트라 예측 신택스 및 MPM 플래그 중 적어도 하나가 순차적으로 부호화/복호화된 결과일 수 있다.
[표 3]
Figure PCTKR2020003128-appb-I000003
일 예로, 현재 블록이 0번 참조 샘플 라인, 가로 방향 ISP 및 MPM을 이용하여 부호화/복호화되는 경우, MRL 및 ISP 조건에 따라 010 또는 10이 순차적으로 부호화/복호화될 수 있다.
도 7은 종래의 방법에 따른 신택스 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 단계 S710에 따르면 intra_luma_ref_idx가 부호화/복호화될 수 있다. 다음으로, 부호화/복호화된 intra_luma_ref_idx를 기반으로, 현재 블록이 어느 참조 샘플 라인을 이용하여 부호화/복호화되는지 여부가 결정될 수 있다(S720). 현재 블록이 0번 참조 샘플을 이용하여 부호화/복호화되는 경우(intra_luma_ref_idx==0), intra_subpartitions_mode_flag가 부호화/복호화될 수 있다(S730). 현재 블록이 1번 또는 3번 참조 샘플 라인을 이용하여 부호화/복호화되는 경우, 추가적인 신택스의 부호화/복호화 없이 프로세스가 종료될 수 있다.
다음으로, 부호화/복호화된 intra_subpartitions_mode_flag를 기반으로 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부가 결정될 수 있다(S740). 현재 블록이 ISP를 이용하여 부호화/복호화되는 경우(intra_subpartitions_mode_flag==1), intra_subpartitions_split_flag가 추가로 부호화/복호화될 수 있다(S750). 다음으로 현재 블록이 0번 참조 샘플 라인 및 ISP를 이용하여 부호화/복호화되는지 여부가 판단될 수 있다(S760). 현재 블록이 0번 참조 샘플 라인 및 ISP를 이용하여 부호화/복호화되는 경우(intra_luma_ref_idx==0 && intra_subpartitions_mode_flag==0), intra_luma_mpm_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 반면, 현재 블록이 1번 혹은 3번 참조 샘플 라인을 이용하여 부호화/복호화되거나, 현재 블록에 ISP가 적용되는 경우, intra_luma_mpm_flag는 부호화/복호화되지 않을 수 있다.
도 7에는 도시되어 있지 않지만, 단계 S710의 수행 여부는 현재 블록에 대한 MRL 적용 가능 여부를 바탕으로 판단될 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 대한 MRL 적용 가능 여부는 현재 블록의 크기, 성분, 블록의 최대 변환 크기, 최소 변환 크기 및 분할 깊이 중 적어도 하나를 바탕으로 판단될 수 있다. 이하의 설명에서 MRL이 적용된다 함은 0번 참조 샘플 라인이 아닌 다른 참조 샘플 라인(예컨대, 1번 혹은 3번 참조 샘플 라인)을 통해 현재 블록에 대한 부호화/복호화가 수행됨을 의미할 수 있다.
또한, 단계 S730의 수행 여부가 현재 블록에 대한 ISP 적용 가능 여부를 바탕으로 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 대한 ISP 적용 가능 여부는 현재 블록의 크기, 성분, 블록의 최대 변환 크기, 최소 변환 크기 및 분할 깊이 중 적어도 하나를 바탕으로 판단될 수 있다.
도 8은 종래의 방법에 따른 신택스 부호화/복호화 방법을 반영한 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
도 8은 현재 블록에 대한 신택스 구조이며, 종래의 방법에 따른 신택스 부호화/복호화 방법을 도시한다.
도 8을 참고하면, 먼저 intra_luma_ref_idx가 부호화/복호화될 수 있다. 이때, intra_luma_ref_idx에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 현재 블록의 위치를 기반으로 결정될 수 있다. 예컨대, intra_luma_ref_idx에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 다음의 수학식 1에 따른 조건에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 수학식 1은 현재 블록에 대한 MRL 적용 가능 여부를 결정하기 위한 조건식일 수 있다. 수학식 1은 현재 블록의 상단 경계가 현재 코딩 트리 블록(CTB)의 상단 경계와 일치하는지 여부를 판단하는 조건일 수 있다. 예컨대, 수학식 1을 만족하면, 현재 블록의 상단 경계는 CTB의 상단 경계와 일치하지 않으며, 이때, intra_luma_ref_idx는 전송되지 않고, 그 값은 0으로 유도될 수 있다.
[수학식 1]
y0　%　CtbSizeY　　>　　0
다음으로, intra_sub_partitions_mode_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 이때, intra_sub_partitions_mode_flag에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 intra_luma_ref_idx, 현재 블록의 크기, 성분, 최대 변환 블록 크기, 최소 변환 블록 크기 및 현재 블록의 깊이 중 적어도 하나를 기반으로 결정될 수 있다. 예컨대, intra_sub_partitions_mode_flag에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 다음의 수학식 2에 따른 조건에 기반하여 결정될 수 있다. 이하에서, MinTbSizeY는 블록의 최소 변환 크기, MaxTbSizeY는 블록의 최대 변환 크기를 의미할 수 있다. 수학식 2는 현재 블록에 대한 ISP 적용 가능 여부를 결정하기 위한 조건식일 수 있다.
[수학식 2]
intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] =　= 0 && ( cbWidth <= MaxTbSizeY |　| cbHeight <= MaxTbSizeY ) && ( cbWidth　*　cbHeight > MinTbSizeY　*　MinTbSizeY　))
다음으로, intra_subpartions_split_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 이때, intra_subpartions_split_flag에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 intra_subpartitions_mode_flag, 현재 블록의 크기, 최대 변환 블록 크기, 최소 변환 블록 크기 및 현재 블록의 깊이 중 적어도 하나를 기반으로 결정될 수 있다. 예컨대, intra_subpartions_split_flag에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 다음의 수학식 3에 따른 조건에 기반하여 결정될 수 있다.
[수학식 3]
intra_subpartitions_mode_flag[　x0　][　y0　] =　= 1 && cbWidth <= MaxTbSizeY && cbHeight <= MaxTbSizeY
다음으로, intra_luma_mpm_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 이때, intra_luma_mpm_flag에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 intra_luma_ref_idx 및 intra_sub_partitions_mode_flag 중 적어도 하나를 기반으로 결정될 수 있다. 예컨대, intra_luma_mpm_flag에 대한 부호화/복호화 수행여부는 다음의 수학식 4에 따른 조건에 기반하여 결정될 수 있다.
[수학식 4]
intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] =　= 0 && intra_subpartitions_mode_flag[　x0　][　y0　] =　= 0
이처럼, 종래의 방법에 따르면 인트라 예측을 위해, 다중 참조 라인 인덱스, 서브 파티션 인트라 예측 신택스 및 MPM 플래그가 개별적으로 부호화/복호화되어야 하며, 인트라 예측 기법의 발생 빈도에 따른 이진값 할당이 이루어질 수 없어 부호화/복호화 효율이 감소하는 문제점이 존재하였다. 이하의 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해, 다중 참조 라인 인덱스, 서브 파티션 인트라 예측 신택스 및 MPM 플래그 중 적어도 하나를 병합한 통합 신택스 요소를 활용하는 방법 및 인트라 예측 기법의 발생 빈도에 따라, 통합 신택스 요소에 이진값을 할당하는 방법을 제시한다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 종래의 다중 참조 라인 인덱스, 서브 파티션 인트라 예측 플래그 및 MPM 플래그는 통합 신택스 요소를 통해 병합될 수 있다. 일 예로, 본 개시에 따른 통합 신택스 요소는 intra_syntax_idx로 명명될 수 있다.
실시예 #2
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 9를 참조하면, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 통합 신택스 요소 intra_syntax_idx를 부호화/복호화할 수 있다(S910). 다음으로, intra_syntax_idx와 MRL 및 ISP 적용 가능 조건에 따라 현재 블록의 인트라 예측을 위한 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정이 결정될 수 있다(S920).
이하의 표 4는, 표 3의 신택스 이진화 테이블에 통합 신택스 요소를 적용한 예시를 도시한다. 다중 참조 라인 인덱스, 서브 파티션 인트라 예측 신택스 및 MPM 플래그는 통합 신택스 요소 intra_syntax_idx로 병합되어 부호화/복호화 될 수 있으며, MRL 및 ISP 적용 조건에 따라 부호화/복호화되는 intra_syntax_idx의 이진값이 달라질 수 있다. 표 3은 서로 다른 복수의 신택스가 순차적으로 부호화/복호화되는 이진값을 도시하였던 반면, 표 4는 하나의 통합 신택스 요소가 가질 수 있는 이진값을 각 조건 별로 도시한 것이다.
[표 4]
Figure PCTKR2020003128-appb-I000004
표 4에 따르면, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 종래의 신택스 이진화 테이블과 동일한 이진화 테이블을 이용하여 intra_syntax_idx를 부호화/복호화할 수 있다.
일 예로, intra_syntax_idx가 0인지 여부에 따라 현재 블록에 대해 MPM이 적용되는지 여부가 결정될 수 있다. 이때, 통합 신택스 요소에 할당되는 이진값은 MRL 적용 가능 조건 및 ISP 적용 가능 조건 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다.
다른 예로, intra_syntax_idx가 1인 경우, 현재 블록에 MRL 및 ISP가 적용되지 않을 수 있다. 이때, 통합 신택스 요소에 할당되는 이진값은 MRL 적용 가능 조건 및 ISP 적용 가능 조건 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다.
또 다른 예로, intra_syntax_idx가 2 또는 3인지 여부에 따라 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는지 여부가 결정될 수 있다. 예컨대, intra_syntax_idx가 2 또는 3인 경우, 현재 블록에 ISP가 적용될 수 있다. 한편, intra_syntax_idx가 2인 경우, 현재 블록의 ISP 분할 방향은 가로(또는 세로) 방향으로 결정될 수 있다. 반면, intra_syntax_idx가 3인 경우, 현재 블록의 ISP 분할 방향은 세로(또는 가로) 방향으로 결정될 수 있다. 이때, 통합 신택스 요소에 할당되는 이진값은 MRL 적용 가능 조건에 따라 결정될 수 있다.
또 다른 예로, intra_syntax_idx가 4 또는 5인지 여부에 따라 현재 블록에 대해 MRL이 적용되는지 여부가 결정될 수 있다. 예컨대, intra_syntax_idx가 4 또는 5인 경우, 현재 블록에 MRL이 적용될 수 있다. 한편, intra_syntax_idx가 4인 경우, 현재 블록의 참조 샘플 라인 인덱스는 1번(또는 3번) 참조 샘플 라인으로 결정될 수 있다. 반면, intra_syntax_idx가 5인 경우, 현재 블록의 참조 샘플 라인 인덱스은 3번(또는 1번) 참조 샘플 라인으로 결정될 수 있다. 이때, 통합 신택스 요소에 할당되는 이진값은 ISP 적용 가능 조건에 따라 결정될 수 있다.
표 4의 intra_syntax_idx 및 이진값 할당은 하나의 예시로서, 상술한 신택스 요소 및 이진값 할당 조합 실시예에 따라 본 개시의 권리범위가 제한되는 것은 아니다.
실제 영상이 부호화/복호화되는 경우, MPM의 발생 빈도가 MRL 및 ISP에 비해 높음에도 불구하고, 종래의 방법에 따르면 MPM 플래그를 부호화/복호화하기 위해 최소 3개의 비트가 활용되었던바, 부호화 효율이 감소하는 문제점이 존재하였다. 이러한 문제점을 고려하여, 본 개시에서는 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 신택스들 간의 부호화/복호화 우선 순위가 변경될 수 있다.
영상 부호화/복호화 시 인트라 예측 기법 중 MPM 단독 사용(MRL=0, ISP=NO split)의 빈도가 가장 높으므로, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 MPM 플래그의 부호화/복호화 우선 순위를 높게 설정할 수 있다. 아래의 표 5는 MPM 플래그에 우선 순위를 부과한 신택스 이진화 테이블을 도시한다. 표 5를 기반으로 인트라 예측 기법의 설정이 결정되는 구체적인 방법은 표 4를 통해 설명한바와 같으므로 여기서는 설명을 생략한다.
[표 5]
Figure PCTKR2020003128-appb-I000005
표 4와 비교 시 MPM 사용 여부에 대한 결정(intra_syntax_idx=0 or 1)에 대해 1개의 비트만이 활용되므로, 본 실시예에 따를 시, 표 4의 실시예에 비해 높은 부호화 효율을 얻을 수 있다.
즉, 본 개시에 따르면, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 통합 신택스 요소를 부호화/복호화함에 있어, 비트(이진값) 할당의 우선 순위를 변경할 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 발생 빈도가 높은 인트라 예측 기법 설정에 대해 높은 우선 순위를 부여하고, 발생 빈도가 낮은 인트라 예측 기법 설정에 낮은 우선 순위를 부가할 수 있다.
일 예로, 본 개시에 따르면, MPM 플래그에 대한 이진값 할당에 대해 높은 우선 순위가 적용될 수 있다. 즉, 통합 신택스에 병합되는 MPM 플래그에 적은 자리수의 이진값이 할당될 수 있다. 반면, 다중 참조 라인 인덱스 및 서브 파티션 인트라 예측 신택스에 대해 낮은 우선 순위가 적용될 수 있다. 즉, MRL 및 ISP가 적용되는 경우, 통합 신택스에 병합되는 참조 라인 인덱스 및 서브 파티션 인트라 예측 신택스에 많은 자리수의 이진값이 할당될 수 있다. 예컨대, 표 5를 참조하면, MPM의 수행 여부를 결정하기 위해(intra_syntax_idx=0 or 1), 1자리 혹은 2자리의 이진값이 통합 신택스 요소에 할당될 수 있다. 반면 MRL(intra_syntax_idx=4 or 5) 혹은 ISP (intra_syntax_idx=2 or 3)의 수행 여부를 결정하기 위해, 3자리 혹은 4자리의 이진값이 통합 신택스 요소에 할당될 수 있다.
아래 표 6의 신택스 이진화 테이블은 표 5의 신택스 이진화 테이블을 개선한 예시일 수 있다. 실제 영상 부호화/복호화 과정에서는 MPM이 적용되는 경우(MPM=1)의 빈도가 MPM이 적용되지 않는 경우(MPM=0)의 빈도보다 크며, MRL 및/또는 ISP가 MPM과 동시에 적용되는 경우보다 MPM이 단독으로 적용되는 경우(MPM=true, MRL=0, ISP=NO split)의 빈도가 더 크다. 따라서 MPM이 단독 적용되는 경우에 대해 보다 적은 비트를 할당하는 경우, 보다 높은 부호화 효율을 얻을 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 MPM이 단독으로 적용되는 경우(MPM=true, MRL=0, ISP=NO split)에 최소 자리수의 이진값(예컨대 1자리)을 통합 신택스 요소에 할당할 수 있다. 한편, 예측 기법의 발생 빈도를 고려하여, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 MPM, MRL 및 ISP가 모두 적용되지 않는 경우, 2자리 혹은 1자리의 이진값을 통합 신택스 요소에 할당할 수 있다. 이외의 이진값 할당은 표 5의 설명과 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
[표 6]
Figure PCTKR2020003128-appb-I000006
실시예 #3
본 개시의 다른 일 실시예에 따르면, 다중 참조 라인 인덱스, 서브 파티션 인트라 예측 신택스 및 MPM 플래그 중 적어도 둘 이상이 intra_syntax_idx로 병합되어 부호화/복호화 될 수 있다. 즉, 다중 참조 라인 인덱스, 서브 파티션 인트라 예측 신택스 및 MPM 플래그 중 일부만이 통합 신택스 요소로 병합되어 부호화/복호화될 수 있다.
도 10은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치는 먼저 intra_luma_mpm_flag를 부호화/복호화할 수 있다(S1010). 다음으로, 부호화/복호화된 intra_luma_mpm_flag의 값을 기반으로, 현재 블록에 대해 MPM이 적용되는지 여부가 결정될 수 있다(S1020). 현재 블록에 대해 MPM이 적용되는 것으로 판단되는 경우(intra_luma_mpm_flag==1), 통합 신택스 요소 intra_syntax_idx 및 MPM 인덱스(예컨대 intra_luma_mpm_idx)가 부호화/복호화될 수 있다(S1030). 반면 현재 블록에 대해 MPM이 적용되지 않는 것으로 판단되는 경우(intra_luma_mpm_flag==0), MPM 리스트에 포함되지 않은 리메이닝 예측 모드 중 하나의 예측 모드를 지시하는 리메이닝 예측 모드 정보(예컨대, intra_luma_mpm_remainder)가 부호화/복호화될 수 있다.
즉, 도 10의 실시예에 따르면, MPM 플래그를 제외한, 다중 참조 라인 인덱스 및 서브 파티션 인트라 예측 신택스가 통합 신택스 요소 intra_syntax_idx로 병합되어 부호화/복호화될 수 있다.
아래의 표 7은, 본 실시예에 따른 신택스 이진화 테이블을 도시한다. 본 실시예에 따르면 MPM 플래그는 통합 신택스 요소와는 별도로 부호화/복호화되므로, 통합 신택스 요소의 이진값은 MPM이 적용되는 경우에 한해서만(MPM=1, intra_luma_mpm_flag==1) 정의될 수 있다. 즉, 통합 신택스 요소는 MPM 플래그가 1의 값을 가지는 경우에 한해서만 부호화/복호화될 수 있다.
[표 7]
Figure PCTKR2020003128-appb-I000007
MPM 플래그가 통합 신택스 요소에 병합되지 않는 경우, MRL 및 ISP간의 우선 순위는 임의로 결정될 수 있다.
본 실시예에 따르면 종래의 순차적 신택스 부호화/복호화 방법을 단순화하는 한편, 발생 빈도가 높은 예측 기법에 대해서는 별도의 신택스를 적용할 수 있으므로, 복잡성과 관련된 종래의 문제점을 해결함과 동시에 부호화 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 11은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 신택스 부호화/복호화 방법을 반영한 비트스트림의 구조를 예시한 도면이다.
도 11은 현재 블록에 대한 신택스 구조이며, MPM 플래그 및 통합 신택스 요소를 이용한 부호화/복호화 방법을 도시한다.
도 11을 참고하면, 먼저 intra_luma_mpm_flag가 부호화/복호화될 수 있다. 이때 intra_luma_mpm_flag에 대한 부호화/복호화 수행 여부는 현재 블록에 대한 분할 트리 정보에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 싱글 트리 혹은 휘도 듀얼 트리에 속한 블록인 경우, intra_luma_mpm_flag에 대한 부호화/복호화가 수행될 수 있다.
다음으로, 부호화/복호화된 intra_luma_mpm_flag 값에 기반하여, intra_syntax_idx가 부호화/복호화될 수 있다. 구체적으로, intra_luma_mpm_flag가 1의 값을 가지는 경우, intra_syntax_idx가 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 현재 블록에 대해 MPM이 적용되는 경우에 한해, intra_syntax_idx가 부호화/복호화될 수 있다. intra_luma_mpm_idx 및 intra_luma_mpm_remainder에 대한 부호화/복호화는 전술한 MPM 동작과 동일하므로, 여기서는 설명을 생략한다.
상술한 실시예에서는, MPM 플래그 만이 통합 신택스 요소의 병합에서 제외되는 것으로 설명하였으나, 본 개시의 권리범위는 이러한 실시예로 한정되는 것이 아니다. MPM 플래그 뿐 아니라, 참조 샘플 라인 인덱스 및 서브 파티션 인트라 예측 신택스 중 하나도, 통합 신택스 요소의 병합에서 제외될 수 있다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 종래 순차적으로 부호화/복호화되던 인트라 예측 관련 신택스 요소들을 하나의 통합 신택스로 부호화/복호화할 수 있어, 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예들에 따르면, 발생 빈도가 높은 예측 관련 신택스 요소들을 우선적으로 부호화/복호화하여, 부호화/복호화 효율이 향상될 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 12는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은,
    현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스(syntax) 요소를 파싱(parsing)하는 단계; 및
    상기 파싱된 신택스 요소를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법은, MPM(Most Probable Mode), MRL(multi-reference line intra prediction) 및 ISP(Intra Sub-Partitions) 중 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 1 신택스 요소는, 상기 현재 블록에 대한 MPM 적용 여부, MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 ISP 적용 여부 중 적어도 둘 이상을 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 ISP가 적용되는 경우, 상기 제 1 신택스 요소는 상기 현재 블록에 대한 ISP 분할 방향을 걸정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 신택스 요소에 할당되는 이진값은 상기 현재 블록에 대한 MRL 적용 가능 조건 및 ISP 적용 가능 조건 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 MRL 적용 가능 조건 및 상기 ISP 적용 가능 조건은 상기 현재 블록의 크기, 블록의 최대 변환 크기 및 블록의 최소 변환 크기 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 신택스 요소는, 상기 현재 블록에 대한 상기 MPM 적용 여부, 상기 MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 상기 ISP 적용 여부를 결정하는데 사용되되,
    상기 MPM 적용 여부에 높은 우선 순위가 할당되어, 상기 제 1 신택스 요소의 이진값이 할당되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대해 MPM, MRL 및 ISP가 적용되지 않는 경우, 상기 제 1 신택스 요소의 이진값은 최소 자리수로 할당되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소를 파싱하는 단계는,
    상기 현재 블록에 대한 MPM 플래그를 파싱하는 단계; 및
    상기 MPM 플래그 값에 기반하여, 상기 제 1 신택스 요소를 파싱하는 단계를 포함하되,
    상기 제 1 신택스 요소는 상기 현재 블록에 대한 상기 MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 상기 ISP 적용 여부를 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 제 1 신택스 요소는, 상기 MPM 플래그 값이 상기 현재 블록에 대해 MPM이 적용되는 것을 지시하는 경우에만 파싱되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  11. 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    현재 블록의 예측 모드에 관한 정보에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 판단하고,
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소를 파싱하고,
    상기 파싱된 신택스 요소를 이용하여, 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하되,
    상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
  12. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우, 인트라 예측을 수행하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소를 부호화하는 단계를 포함하되,
    상기 현재 블록의 인트라 예측과 관련된 신택스 요소는 적어도 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법의 인트라 예측 설정을 결정하는데 사용되는 제 1 신택스 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 둘 이상의 서로 다른 인트라 예측 기법은, MPM(Most Probable Mode), MRL(multi-reference line intra prediction) 및 ISP(Intra Sub-Partitions) 중 적어도 둘 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 1 신택스 요소는, 상기 현재 블록에 대한 MPM 적용 여부, MRL 수행 시 사용되는 참조 샘플 라인 및 ISP 적용 여부 중 적어도 둘 이상을 결정하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  15. 제 12항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
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