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WO2020231140A1 - 적응적 루프 필터 기반 비디오 또는 영상 코딩 - Google Patents

적응적 루프 필터 기반 비디오 또는 영상 코딩 Download PDF

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Publication number
WO2020231140A1
WO2020231140A1 PCT/KR2020/006206 KR2020006206W WO2020231140A1 WO 2020231140 A1 WO2020231140 A1 WO 2020231140A1 KR 2020006206 W KR2020006206 W KR 2020006206W WO 2020231140 A1 WO2020231140 A1 WO 2020231140A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
information
alf
filter
prediction
samples
Prior art date
Application number
PCT/KR2020/006206
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
파루리시탈
김승환
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
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020217034887A priority Critical patent/KR20210135337A/ko
Publication of WO2020231140A1 publication Critical patent/WO2020231140A1/ko
Priority to US17/513,540 priority patent/US11503287B2/en
Priority to US17/961,160 priority patent/US11917145B2/en
Priority to US18/407,985 priority patent/US20240146919A1/en

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    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/80—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation
    • H04N19/82—Details of filtering operations specially adapted for video compression, e.g. for pixel interpolation involving filtering within a prediction loop

Definitions

  • the present technology relates to adaptive loop filter based video or image coding.
  • VR Virtual Reality
  • AR Artificial Realtiy
  • high-efficiency video/video compression technology is required in order to effectively compress, transmit, store, and reproduce information of high-resolution, high-quality video/video having various characteristics as described above.
  • a method and apparatus for increasing video/video coding efficiency is provided.
  • an efficient method and apparatus for applying filtering are provided.
  • ALF-related information may be efficiently signaled.
  • filter coefficient information for ALF may be encoded/decoded by fixed-order-based exponential Golomb coding.
  • a process of binarizing fixed filter information for ALF may be performed by fixed length coding.
  • a video/video decoding method performed by a decoding apparatus is provided.
  • a decoding apparatus for performing video/video decoding is provided.
  • a video/video encoding method performed by an encoding device is provided.
  • an encoding device that performs video/video encoding.
  • a computer-readable digital storage medium in which encoded video/image information generated according to the video/image encoding method disclosed in at least one of the embodiments of the present document is stored is provided.
  • encoded information causing to perform the video/image decoding method disclosed in at least one of the embodiments of the present document by a decoding device or a computer-readable digital storing encoded video/image information Provide a storage medium.
  • subjective/objective visual quality may be improved through efficient filtering.
  • encoding/decoding of filter coefficient information by fixed-order-based exponential Golomb coding can increase the efficiency of signaling.
  • a procedure for binarizing fixed filter information by fixed-length coding can reduce coding complexity.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/video coding system to which embodiments of this document can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/video encoding apparatus to which embodiments of the present document can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video/image decoding apparatus to which embodiments of the present document can be applied.
  • FIG. 4 shows an entropy coding method by an encoding device.
  • FIG. 5 shows an entropy coding method by a decoding device.
  • 6 exemplarily shows a hierarchical structure for a coded image/video.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically illustrating an example of an ALF procedure.
  • FIG. 8 shows an example of a filter shape for ALF.
  • FIG 9 shows an example of a hierarchical structure of ALF data.
  • FIG 10 shows another example of the hierarchical structure of ALF data.
  • FIG. 12 and 13 schematically illustrate an example of a video/video encoding method and related components according to the embodiment(s) of this document.
  • FIG. 16 shows an example of a content streaming system to which embodiments disclosed in this document can be applied.
  • each of the components in the drawings described in this document is independently illustrated for convenience of description of different characteristic functions, and does not mean that each component is implemented as separate hardware or separate software.
  • two or more of the configurations may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and/or separated are also included in the scope of the disclosure.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a video/video coding system to which embodiments of this document can be applied.
  • a video/image coding system may include a first device (a source device) and a second device (a receiving device).
  • the source device may transmit the encoded video/image information or data in a file or streaming form to the receiving device through a digital storage medium or a network.
  • the source device may include a video source, an encoding device, and a transmission unit.
  • the receiving device may include a receiving unit, a decoding device, and a renderer.
  • the encoding device may be referred to as a video/image encoding device, and the decoding device may be referred to as a video/image decoding device.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding device.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source may acquire a video/image through a process of capturing, synthesizing, or generating a video/image.
  • the video source 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 encoding device may encode the input video/video.
  • the encoding apparatus may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded image/video information) may be output in the form of a bitstream.
  • the transmission unit may transmit the encoded image/video information or data output in the form of a bitstream to the reception unit of the reception device through a digital storage medium or a network in a file or streaming format.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcast/communication network.
  • the receiver may receive/extract the bitstream and transmit it to the decoding device.
  • the decoding device may decode the video/image by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding device.
  • the renderer can render the decoded video/video.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • This document is about video/image coding.
  • the method/embodiment disclosed in this document may be applied to a method disclosed in the VVC (versatile video coding) standard.
  • the method/embodiment disclosed in this document is an EVC (essential video coding) standard, AV1 (AOMedia Video 1) standard, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard), or next-generation video/image coding standard (ex. H.267). or H.268, etc.).
  • a video may mean a set of a series of images over time.
  • a picture generally refers to a unit representing one image in a specific time period, and a slice/tile is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTU).
  • CTU coding tree units
  • One picture may be composed of one or more slices/tiles.
  • a tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture.
  • the tile column is a rectangular region of CTUs, the rectangular region has a height equal to the height of the picture, and the width may be specified by syntax elements in a picture parameter set (The tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set).
  • the tile row is a rectangular region of CTUs, the rectangular region has a width specified by syntax elements in a picture parameter set, and a height may be the same as the height of the picture (The tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture).
  • a tile scan may represent a specific sequential ordering of CTUs that partition a picture, the CTUs may be sequentially arranged in a CTU raster scan in a tile, and tiles in a picture may be sequentially arranged in a raster scan of the tiles of the picture.
  • a tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture).
  • a slice may include an integer number of complete tiles, which may be contained exclusively in a single NAL unit, or an integer number of consecutive complete CTU rows in a tile of a picture (A slice includes an integer number of complete tiles or an integer number of consecutive tiles). complete CTU rows within a tile of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit)
  • one picture may be divided into two or more subpictures.
  • the subpicture may be an rectangular region of one or more slices within a picture.
  • a 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.
  • a 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.
  • One unit may include one luma block and two chroma (ex. cb, cr) blocks.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as a block or an 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.
  • a or B may mean “only A”, “only B” or “both A and B”.
  • a or B (A or B) may be interpreted as “A and/or B (A and/or B)”.
  • A, B or C (A, B or C) means “only A”, “only B”, “only C”, or "any and all combinations of A, B and C ( It can mean any combination of A, B and C)”.
  • a forward slash (/) or comma (comma) used in this document may mean “and/or”.
  • A/B can mean “A and/or B”. Accordingly, “A/B” may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”.
  • A, B, C may mean "A, B or C”.
  • At least one of A and B may mean “only A”, “only B”, or “both A and B”.
  • the expression “at least one of A or B” or “at least one of A and/or B” means “at least one A and B (at least one of A and B)" can be interpreted the same.
  • At least one of A, B and C means “only A”, “only B”, “only C", or "A, B and C May mean any combination of A, B and C”.
  • at least one of A, B or C (at least one of A, B or C) or “at least one of A, B and/or C (at least one of A, B and/or C)” It can mean “at least one of A, B and C”.
  • parentheses used in this document may mean “for example”. Specifically, when indicated as “prediction (intra prediction)", “intra prediction” may be proposed as an example of “prediction”. In other words, “prediction” in this document is not limited to “intra prediction”, and “intra prediction” may be suggested as an example of “prediction”. In addition, even when displayed as “prediction (ie, intra prediction)", “intra prediction” may be proposed as an example of "prediction”.
  • the encoding device may include an image encoding device and/or a video encoding device.
  • the encoding device 200 includes an image partitioner 210, a predictor 220, a residual processor 230, an entropy encoder 240, and It may be configured to include an adder 250, a filter 260, and a memory 270.
  • the prediction unit 220 may include an inter prediction unit 221 and an intra prediction unit 222.
  • the residual processing unit 230 may include a transform unit 232, a quantizer 233, an inverse quantizer 234, and an inverse transformer 235.
  • the residual processing unit 230 may further include a subtractor 231.
  • the addition unit 250 may be referred to as a reconstructor or a recontructged block generator.
  • the image segmentation unit 210, the prediction unit 220, the residual processing unit 230, the entropy encoding unit 240, the addition unit 250, and the filtering unit 260 described above may include one or more hardware components (for example, it may be configured by an encoder chipset or a processor).
  • the memory 270 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 270 as an internal/external component.
  • the image segmentation unit 210 may divide an input image (or picture, frame) input to the encoding apparatus 200 into one or more processing units.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • the coding unit is recursively divided according to the QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) structure from a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU).
  • QTBTTT Quad-tree binary-tree ternary-tree
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary structure.
  • a quad tree structure may be applied first, and a binary tree structure and/or a ternary structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to this document may be performed based on the final coding unit that is no longer divided. In this case, based on the coding efficiency according to the image characteristics, the maximum coding unit can be directly used as the final coding unit, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depth to be optimal. A coding unit of the size of may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure such as prediction, transformation, and restoration described later.
  • the processing unit may further include a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the above-described final coding unit, respectively.
  • 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 unit may be used interchangeably with terms such as a block or an area depending on the case.
  • the MxN block may represent a set of samples or transform coefficients consisting of M columns and N rows.
  • a sample may represent a pixel or a value of a pixel, may represent only a pixel/pixel value of a luminance component, or may represent only a pixel/pixel value of a saturation component.
  • a sample may be used as a term corresponding to one picture (or image) as a pixel or pel.
  • the encoding apparatus 200 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the inter prediction unit 221 or the intra prediction unit 222 from the input video signal (original block, original sample array) to make a residual.
  • a signal residual signal, residual block, residual sample array
  • a unit that subtracts the prediction signal (prediction block, prediction sample array) from the input image signal (original block, original sample array) in the encoder 200 may be referred to as a subtraction unit 231.
  • the prediction unit may perform prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of the current block or CU.
  • the prediction unit may generate various information related to prediction, such as prediction mode information, as described later in the description of each prediction mode, and transmit it to the entropy encoding unit 240.
  • the information on prediction may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the intra prediction unit 222 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the vicinity of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the 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 according to a detailed degree 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 222 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 221 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 correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block 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.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a co-located CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter prediction unit 221 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 221 may use motion information of a neighboring block as motion information of a current block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • MVP motion vector prediction
  • the motion vector of the current block is calculated by using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor and signaling a motion vector difference. I can instruct.
  • the prediction unit 220 may generate a prediction signal based on various prediction methods to be described later.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of one block, as well as simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode to predict a block.
  • IBC intra block copy
  • the IBC prediction mode or the palette mode may be used for content image/video coding such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but can be performed similarly to inter prediction in that it derives a reference block in the current picture. That is, the IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the palette mode can be viewed as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, a sample value in a picture may be signaled based on information about a palette table and
  • 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 transform unit 232 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transformation technique may include at least one of Discrete Cosine Transform (DCT), Discrete Sine Transform (DST), Graph-Based Transform (GBT), or Conditionally Non-linear Transform (CNT).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally 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 transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the conversion process may be applied to a pixel block having the same size of a square, or may be applied to a block having a variable size other than a square.
  • the quantization unit 233 quantizes the transform coefficients and transmits it to the entropy encoding unit 240, and the entropy encoding unit 240 encodes the quantized signal (information on quantized transform coefficients) and outputs it as a bitstream. have.
  • the information on the quantized transform coefficients may be called residual information.
  • the quantization unit 233 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of blocks 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 240 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 240 may encode together or separately information necessary for video/image reconstruction (eg, values of syntax elements) in addition to quantized transform coefficients.
  • the encoded information (ex. encoded image/video information) may be transmitted or stored in a bitstream format in units of network abstraction layer (NAL) units.
  • the image/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 image/video information may further include general constraint information.
  • information and/or syntax elements transmitted/signaled from the encoding device to the decoding device may be included in the image/video information.
  • the image/video information 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 for transmitting and/or a storage unit (not shown) for storing may be configured as an internal/external element of the encoding apparatus 200, or the transmission unit It may be included in the entropy encoding unit 240.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 233 may be used to generate a prediction signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the addition unit 250 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 221 or the intra prediction unit 222 to obtain a reconstructed signal (restored picture, reconstructed block, reconstructed sample array). Can be created.
  • the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the addition unit 250 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 260 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 260 may apply various filtering methods to the reconstructed picture to generate a modified reconstructed picture, and the modified reconstructed picture may be converted to the memory 270, specifically, the DPB of the memory 270. 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 260 may generate a variety of filtering information and transmit it to the entropy encoding unit 240 as described later in the description of each filtering method.
  • the filtering information may be encoded by the entropy encoding unit 240 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 270 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 221.
  • the encoding device may avoid prediction mismatch between the encoding device 200 and the decoding device, and may improve encoding efficiency.
  • the memory 270 DPB may store the modified reconstructed picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 221.
  • the memory 270 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 transferred to the inter prediction unit 221 in order to be used as motion information of spatial neighboring blocks or motion information of temporal neighboring blocks.
  • the memory 270 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 222.
  • the decoding device may include an image decoding device and/or a video decoding device.
  • the decoding apparatus 300 includes an entropy decoder 310, a residual processor 320, a predictor 330, an adder 340, and a filtering unit. It may be configured to include (filter, 350) and memory (memoery) 360.
  • the prediction unit 330 may include an inter prediction unit 331 and an intra prediction unit 332.
  • the residual processing unit 320 may include a dequantizer 321 and an inverse transformer 321.
  • the entropy decoding unit 310, the residual processing unit 320, the prediction unit 330, the addition unit 340, and the filtering unit 350 described above are one hardware component (for example, a decoder chipset or a processor). ) Can be configured.
  • the memory 360 may include a decoded picture buffer (DPB), and may be configured by a digital storage medium.
  • the hardware component may further include the memory 360 as an internal/external component.
  • the decoding apparatus 300 may reconstruct an image in response to a process in which the image/video information is processed by the encoding device of FIG. 2. For example, the decoding apparatus 300 may derive units/blocks based on block division related information obtained from the bitstream.
  • the decoding device 300 may perform decoding using a processing unit applied in the encoding device.
  • the processing unit of decoding may be, for example, a coding unit, and the coding unit may be divided from a coding tree unit or a maximum coding unit along a quad tree structure, a binary tree structure and/or a ternary tree structure.
  • One or more transform units may be derived from the coding unit.
  • the reconstructed image signal decoded and output through the decoding device 300 may be reproduced through the playback device.
  • the decoding apparatus 300 may receive a signal output from the encoding apparatus of FIG. 2 in the form of a bitstream, and the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 310.
  • the entropy decoding unit 310 may parse the bitstream to derive information (eg, image/video information) necessary for image restoration (or picture restoration).
  • the image/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 image/video information may further include general constraint information.
  • the decoding apparatus may further decode the picture based on the information on the parameter set and/or the general restriction information.
  • Signaled/received information and/or syntax elements described later in this document may be decoded through the decoding procedure and obtained from the bitstream.
  • the entropy decoding unit 310 decodes information in the bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, 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 a syntax element to be decoded and information on a neighboring and decoding target block or information on a symbol/bin decoded in a previous step.
  • a context model is determined using the context model, and a symbol corresponding to the value of each syntax element can be generated by performing arithmetic decoding of the bin by predicting the probability of occurrence of a bin according to the determined context model.
  • 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.
  • information about prediction is provided to a prediction unit (inter prediction unit 332 and intra prediction unit 331), and entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 310.
  • the dual value that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the residual processing unit 320.
  • the residual processing unit 320 may derive a residual signal (a residual block, residual samples, and a residual sample array).
  • information about filtering among information decoded by the entropy decoding unit 310 may be provided to the filtering unit 350.
  • a receiver (not shown) for receiving a signal output from the encoding device may be further configured as an inner/outer element of the decoding device 300, or the receiver may be a component of the entropy decoding unit 310.
  • the decoding apparatus may be called a video/video/picture decoding apparatus, and the decoding apparatus can be divided into an information decoder (video/video/picture information decoder) and a sample decoder (video/video/picture sample decoder). May be.
  • the information decoder may include the entropy decoding unit 310, and the sample decoder includes the inverse quantization unit 321, an inverse transform unit 322, an addition unit 340, a filtering unit 350, and a memory 360. ), an inter prediction unit 332 and an intra prediction unit 331 may be included.
  • the inverse quantization unit 321 may inverse quantize the quantized transform coefficients and output transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 321 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block shape. In this case, the rearrangement may be performed based on the coefficient scan order performed by the encoding device.
  • the inverse quantization unit 321 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients by using a quantization parameter (for example, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter for example, quantization step size information
  • the inverse transform unit 322 obtains a residual signal (residual block, residual sample array) by inverse transforming the transform coefficients.
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 310, and may determine a specific intra/inter prediction mode.
  • the prediction unit 320 may generate a prediction signal based on various prediction methods to be described later.
  • the prediction unit may apply intra prediction or inter prediction for prediction of one block, as well as simultaneously apply intra prediction and inter prediction. This can be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may be based on an intra block copy (IBC) prediction mode or a palette mode to predict a block.
  • IBC intra block copy
  • the IBC prediction mode or the palette mode may be used for content image/video coding such as a game, for example, screen content coding (SCC).
  • SCC screen content coding
  • IBC basically performs prediction in the current picture, but can be performed similarly to inter prediction in that it derives a reference block in the current picture. That is, the IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this document.
  • the palette mode can be viewed as an example of intra coding or intra prediction. When the palette mode is applied, information about a palette table and a palette index may be included in the image/video information and signale
  • the intra prediction unit 331 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the vicinity of the current block or may be located apart according to the prediction mode.
  • prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the intra prediction unit 331 may determine a prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the inter prediction unit 332 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 correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block existing in the reference picture.
  • the inter prediction unit 332 may construct a motion information candidate list based on neighboring blocks, and derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block based on the received candidate selection information.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes, and the information about the prediction may include information indicating a mode of inter prediction for the current block.
  • the addition unit 340 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 332 and/or the intra prediction unit 331). Signals (restored pictures, reconstructed blocks, reconstructed sample arrays) can be generated. When there is no residual for a block to be processed, such as when the skip mode is applied, the predicted block may be used as a reconstructed block.
  • the addition unit 340 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, may be output through filtering as described later, or may be used for inter prediction of the next picture.
  • LMCS luma mapping with chroma scaling
  • the filtering unit 350 may improve subjective/objective image quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 350 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 360, specifically, the DPB of the memory 360. Can be transferred to.
  • 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 360 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 332.
  • the memory 360 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 360 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture, and may be transmitted to the intra prediction unit 331.
  • the embodiments described in the filtering unit 260, the inter prediction unit 221, and the intra prediction unit 222 of the encoding apparatus 200 are respectively the filtering unit 350 and the inter prediction of the decoding apparatus 300.
  • the same or corresponding to the unit 332 and the intra prediction unit 331 may be applied.
  • a predicted block including prediction samples for a current block as a coding target block may be generated.
  • the predicted block includes prediction samples in the spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived equally from the encoding device and the decoding device, and the encoding device decodes information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block, not the original sample value of the original block itself.
  • Video coding efficiency can be improved by signaling to the device.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, and generate a reconstructed block including reconstructed samples by summing the residual block and the predicted block. A reconstructed picture to be included can be generated.
  • the residual information may be generated through transformation and quantization procedures.
  • the encoding apparatus derives a residual block between the original block and the predicted block, and derives transform coefficients by performing a transformation procedure on residual samples (residual sample array) included in the residual block. And, by performing a quantization procedure on the transform coefficients, quantized transform coefficients may be derived, and related residual information may be signaled to a decoding apparatus (via a bitstream).
  • the residual information may include information such as value information of the quantized transform coefficients, position information, a transform technique, a transform kernel, and a quantization parameter.
  • the decoding apparatus may perform an inverse quantization/inverse transform procedure based on the residual information and derive residual samples (or residual blocks).
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed picture based on the predicted block and the residual block.
  • the encoding apparatus may also inverse quantize/inverse transform quantized transform coefficients for reference for inter prediction of a picture to derive a residual block, and generate a reconstructed picture based on this.
  • the quantized transform coefficient may be referred to as a transform coefficient.
  • the transform coefficient may be called a coefficient or a residual coefficient, or may still be called a transform coefficient for uniformity of expression.
  • the quantized transform coefficient and the transform coefficient may be referred to as a transform coefficient and a scaled transform coefficient, respectively.
  • the residual information may include information about the transform coefficient(s), and the information about the transform coefficient(s) may be signaled through a residual coding syntax.
  • Transform coefficients may be derived based on the residual information (or information about the transform coefficient(s)), and scaled transform coefficients may be derived through an inverse transform (scaling) of the transform coefficients.
  • Residual samples may be derived based on the inverse transform (transform) of the scaled transform coefficients. This may be applied/expressed in other parts of this document as well.
  • Intra prediction may indicate prediction of generating prediction samples for a current block based on reference samples in a picture (hereinafter, referred to as a current picture) to which the current block belongs.
  • a current picture a picture to which the current block belongs.
  • surrounding reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block are a sample adjacent to the left boundary of the current block of size nWxnH, a total of 2xnH samples adjacent to the bottom-left, and a sample adjacent to the top boundary of the current block. And a total of 2xnW samples adjacent to the top-right side and one sample adjacent to the top-left side of the current block.
  • the peripheral reference samples of the current block may include a plurality of columns of upper peripheral samples and a plurality of rows of left peripheral samples.
  • the neighboring reference samples of the current block are a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block of size nWxnH, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block. It may include one sample adjacent to (bottom-right).
  • the decoder may construct neighboring reference samples to be used for prediction by substituting samples that are not available with available samples.
  • surrounding reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • a prediction sample can be derived based on an average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) neighboring reference samples of the current block Among them, the prediction sample may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample.
  • the case of (i) may be referred to as a non-directional mode or a non-angular mode, and the case of (ii) may be referred to as a directional mode or an angular mode.
  • the prediction sample may be generated through interpolation.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • chroma prediction samples may be generated based on luma samples using a linear model. This case may be referred to as LM mode.
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered surrounding reference samples, and at least one of the existing surrounding reference samples, that is, unfiltered surrounding reference samples, derived according to the intra prediction mode.
  • a prediction sample of the current block may be derived by weighted sum of a reference sample and the temporary prediction sample. The above case may be referred to as PDPC (Position dependent intra prediction).
  • a reference sample line with the highest prediction accuracy is selected among the neighboring multi-reference sample lines of the current block, and a prediction sample is derived from the reference sample located in the prediction direction from the line, and at this time, the used reference sample line is decoded.
  • Intra prediction coding may be performed by instructing (signaling) the device. The above-described case may be referred to as multi-reference line intra prediction or MRL-based intra prediction.
  • intra prediction is performed based on the same intra prediction mode, and neighboring reference samples may be derived and used in units of the subpartition. That is, in this case, the intra prediction mode for the current block is equally applied to the subpartitions, but by deriving and using neighboring reference samples in units of the subpartitions, intra prediction performance may be improved in some cases.
  • This prediction method may be referred to as intra-prediction based on ISP (intra sub-partitions).
  • the above-described intra prediction methods may be referred to as an intra prediction type in distinction from the intra prediction mode.
  • the intra prediction type may be referred to as various terms such as an intra prediction technique or an additional intra prediction mode.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, and ISP.
  • a general intra prediction method excluding specific intra prediction types such as LIP, PDPC, MRL, and ISP may be referred to as a normal intra prediction type.
  • the normal intra prediction type may be generally applied when the specific intra prediction type as described above is not applied, and prediction may be performed based on the aforementioned intra prediction mode. Meanwhile, post-processing filtering may be performed on the derived prediction samples as necessary.
  • the intra prediction procedure may include determining an intra prediction mode/type, deriving a neighboring reference sample, and deriving an intra prediction mode/type based prediction sample. Also, a post-filtering step may be performed on the derived prediction samples as necessary.
  • an intra prediction mode applied to the current block may be determined using an intra prediction mode of a neighboring block.
  • the decoding apparatus receives one of the MPM candidates in the most probable mode (MPM) list derived based on the intra prediction mode of the neighboring block (ex. left and/or upper neighboring block) of the current block and additional candidate modes.
  • the selected MPM index may be selected, or one of the remaining intra prediction modes not included in the MPM candidates (and the planner mode) may be selected based on the remaining intra prediction mode information.
  • the MPM list may be configured to include or not include a planner mode as a candidate.
  • the MPM list when the MPM list includes a planner mode as candidates, the MPM list may have 6 candidates, and when the MPM list does not include a planner mode as candidates, the MPM list has 5 candidates. I can.
  • a not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) indicating whether the intra prediction mode of the current block is not a planar mode may be signaled.
  • the MPM flag may be signaled first, and the MPM index and the not planner flag may be signaled when the value of the MPM flag is 1.
  • the MPM index may be signaled when the value of the not planner flag is 1.
  • the MPM list is configured not to include a planar mode as a candidate, rather than that the planner mode is not an MPM, the planar mode is signaled first by signaling a not planar flag because the planar mode is always considered as MPM. This is to first check whether or not.
  • the intra prediction mode applied to the current block is among the MPM candidates (and planner mode) or the remaining mode may be indicated based on the MPM flag (ex. intra_luma_mpm_flag).
  • a value of 1 of the MPM flag may indicate that the intra prediction mode for the current block is within MPM candidates (and planner mode), and a value of 0 of the MPM flag indicates that the intra prediction mode for the current block is MPM candidates (and planner mode). ) Can indicate not within.
  • the not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag) value 0 may indicate that the intra prediction mode for the current block is a planar mode, and the not planner flag value 1 indicates that the intra prediction mode for the current block is not a planar mode. I can.
  • the MPM index may be signaled in the form of an mpm_idx or intra_luma_mpm_idx syntax element, and the remaining intra prediction mode information may be signaled in the form of rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder syntax element.
  • the 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 candidates (and the planar mode) in the order of prediction mode numbers.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode for a luma component (sample).
  • the intra prediction mode information includes the MPM flag (ex. intra_luma_mpm_flag), the not planar flag (ex.
  • intra_luma_not_planar_flag the MPM index
  • the MPM index (ex. mpm_idx or intra_luma_mpm_idx)
  • the remaining intra prediction mode information rem_intra_remainder_mpm_mainder_). It may include at least one.
  • the MPM list may be referred to in various terms such as an MPM candidate list and candModeList.
  • the encoder can use the intra prediction mode of the neighboring block to encode the intra prediction mode of the current block.
  • the encoder/decoder can construct a list of most probable modes (MPM) for the current block.
  • the MPM list may also be referred to as an MPM candidate list.
  • MPM may mean a mode used to improve coding efficiency in consideration of similarity between a current block and a neighboring block during intra prediction mode coding.
  • the MPM list may be configured including a planner mode, or may be configured excluding a planner mode. For example, when the MPM list includes a planner mode, the number of candidates in the MPM list may be six. In addition, when the MPM list does not include the planner mode, the number of candidates in the MPM list may be five.
  • the encoder/decoder can configure an MPM list including 5 or 6 MPMs.
  • three types of modes can be considered: default intra modes, neighbor intra modes, and derived intra modes.
  • two neighboring blocks that is, a left neighboring block and an upper neighboring block may be considered.
  • the planar mode is excluded from the list, and the number of MPM list candidates may be set to five.
  • non-directional mode (or non-angular mode) of the intra prediction modes may include a DC mode based on an average of neighboring reference samples of the current block or a planar mode based on interpolation. have.
  • the prediction unit of the encoding device/decoding device may derive a prediction sample by performing inter prediction in block units.
  • Inter prediction may represent a prediction derived in a method dependent on data elements (ex. sample values or motion information) of a picture(s) other than the current picture (Inter prediction can be a prediction derived in a manner that is dependent on data elements (ex. sample values or motion information) of picture(s) other than the current picture).
  • a predicted block (prediction sample array) for the current block is derived based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture indicated by a reference picture index. I can.
  • motion information of the current block may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation between motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction type (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.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a co-located CU (colCU), and the like, and a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • a motion information candidate list may be constructed based on neighboring blocks of the current block, and a flag indicating which candidate is selected (used) to derive a motion vector and/or a reference picture index of the current block Alternatively, index information may be signaled.
  • Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of a skip mode and a merge mode, motion information of a current block may be the same as motion information of a selected neighboring block.
  • a residual signal may not be transmitted.
  • MVP motion vector prediction
  • a motion vector of a selected neighboring block is used as a motion vector predictor, and a motion vector difference may be signaled.
  • the motion vector of the current block may be derived by using the sum of the motion vector predictor and the motion vector difference.
  • the motion information may include L0 motion information and/or L1 motion information according to an inter prediction type (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.).
  • the motion vector in the L0 direction may be referred to as an L0 motion vector or MVL0
  • the motion vector in the L1 direction may be referred to as an L1 motion vector or MVL1.
  • the prediction based on the L0 motion vector may be referred to as L0 prediction
  • the prediction based on the L1 motion vector may be referred to as the L1 prediction
  • the prediction based on both the L0 motion vector and the L1 motion vector may be referred to as a pair (Bi) prediction.
  • I can.
  • the motion vector L0 may represent a motion vector associated with the reference picture list L0 (L0), and the motion vector L1 may represent a motion vector associated with the reference picture list L1 (L1).
  • the reference picture list L0 may include pictures prior to the current picture in output order as reference pictures, and the reference picture list L1 may include pictures after the current picture in output order.
  • the previous pictures may be referred to as forward (reference) pictures, and the subsequent pictures may be referred to as reverse (reference) pictures.
  • the reference picture list L0 may further include pictures later in output order than the current picture as reference pictures. In this case, the previous pictures in the reference picture list L0 may be indexed first, and the subsequent pictures may be indexed next.
  • the reference picture list L1 may further include pictures preceding the current picture in an output order as reference pictures.
  • the subsequent pictures in the reference picture list 1 may be indexed first, and the previous pictures may be indexed next.
  • the output order may correspond to a picture order count (POC) order.
  • POC picture order count
  • FIG. 4 shows an entropy coding method by an encoding device.
  • the method of FIG. 4 may be performed by the entropy encoding unit 240 of FIG. 2.
  • the encoding device performs binarization on the target syntax element (S400).
  • the binarization may be based on various binarization methods, such as a truncated rice binarization process and a fixed-length binarization process, and the binarization method for the target syntax element may be predefined. have.
  • the encoding device performs entropy encoding on the target syntax element (S410).
  • the encoding device encodes the empty string of the target syntax element based on regular coding (context based) or bypass coding based on entropy coding techniques such as context-adaptive arithmetic coding (CABAC) or context-adaptive variable length coding (CAVLC).
  • CABAC context-adaptive arithmetic coding
  • CAVLC context-adaptive variable length coding
  • the output can be included in the bitstream.
  • the bitstream can be delivered to a decoding device through a (digital) storage medium or a network.
  • FIG. 5 shows an entropy coding method by a decoding device.
  • the method of FIG. 5 may be performed by the entropy decoding unit 310 of FIG. 3.
  • the decoding apparatus performs binarization on the target syntax element (S500).
  • the binarization may be based on various binarization methods such as a truncated rice binarization procedure and a fixed length binarization procedure, and a binarization method for a target syntax element may be predefined.
  • the decoding apparatus may derive available empty strings (empty string candidates) for available values of a target syntax element through the binarization procedure.
  • the decoding apparatus performs entropy decoding on the target syntax element (S510).
  • the decoding apparatus sequentially decodes and parses each bin for the target syntax element from the input bit(s) in the bitstream, and compares the derived bin string with the available bin strings for the corresponding syntax element. If the derived empty string is the same as one of the available empty strings, a value corresponding to the empty string is derived as a value of the corresponding syntax element. If not, the next bit in the bitstream is further parsed and the above-described procedure is performed again. Through this process, the information can be signaled using variable length bits without using a start bit or an end bit for specific information (specific syntax element) in the bitstream. Through this, relatively fewer bits can be allocated to a low value, and overall coding efficiency can be improved.
  • 6 exemplarily shows a hierarchical structure for a coded image/video.
  • the coded video/video is a video coding layer (VCL) that deals with video/video decoding processing and itself, a subsystem for transmitting and storing coded information, and a VCL and subsystem It exists between and is divided into a network abstraction layer (NAL) responsible for the network adaptation function.
  • VCL video coding layer
  • NAL network abstraction layer
  • VCL data including compressed video data is generated, or a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (Video Parameter Set: A parameter set including information such as VPS) or a Supplemental Enhancement Information (SEI) message additionally required for a video decoding process may be generated.
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • SEI Supplemental Enhancement Information
  • a NAL unit can be generated by adding header information (NAL unit header) to a Raw Byte Sequence Payload (RBSP) generated in VCL.
  • RBSP refers to slice data, parameter set, SEI message, etc. generated in the VCL.
  • the NAL unit header may include NAL unit type information specified according to RBSP data included in the corresponding NAL unit.
  • the NAL unit may be divided into a VCL NAL unit and a Non-VCL NAL unit according to the RBSP generated from the VCL.
  • the VCL NAL unit may mean a NAL unit including information (slice data) on an image
  • the Non-VCL NAL unit is a NAL unit including information (parameter set or SEI message) necessary for decoding an image.
  • VCL NAL unit and Non-VCL NAL unit may be transmitted through a network by attaching header information according to the data standard of the sub-system.
  • the NAL unit may be transformed into a data format of a predetermined standard, such as an H.266/VVC file format, Real-time Transport Protocol (RTP), Transport Stream (TS), and the like, and transmitted through various networks.
  • a predetermined standard such as an H.266/VVC file format, Real-time Transport Protocol (RTP), Transport Stream (TS), and the like, and transmitted through various networks.
  • the NAL unit type may be specified according to the RBSP data structure included in the NAL unit, and information on the NAL unit type may be stored and signaled in the NAL unit header.
  • the NAL unit may be largely classified into a VCL NAL unit type and a Non-VCL NAL unit type.
  • the VCL NAL unit type may be classified according to the nature and type of a picture included in the VCL NAL unit, and the non-VCL NAL unit type may be classified according to the type of a parameter set.
  • NAL unit type specified according to the type of parameter set included in the Non-VCL NAL unit type.
  • NAL unit Type for NAL unit including APS
  • NAL unit a type for a NAL unit including DPS
  • VPS Video Parameter Set
  • NAL unit a type for a NAL unit including SPS
  • NAL unit A type for a NAL unit including PPS
  • NAL unit A type for a NAL unit including PH
  • NAL unit types have syntax information for the NAL unit type, and the syntax information may be stored in the NAL unit header and signaled.
  • the syntax information may be nal_unit_type, and NAL unit types may be specified as nal_unit_type values.
  • one picture may include a plurality of slices, and one slice may include a slice header and slice data.
  • one picture header may be further added to a plurality of slices (slice header and slice data set) in one picture.
  • the picture header (picture header syntax) may include information/parameters commonly applicable to the picture.
  • slices can be mixed or replaced with tile groups.
  • the slice header may be mixed or replaced with a type group header.
  • the slice header may include information/parameters commonly applicable to the slice.
  • the APS APS syntax
  • PPS PPS syntax
  • the SPS SPS syntax
  • the VPS VPS syntax
  • the DPS DPS syntax
  • the DPS may include information/parameters commonly applicable to the entire video.
  • the DPS may include information/parameters related to concatenation of a coded video sequence (CVS).
  • a high level syntax may include at least one of the APS syntax, PPS syntax, SPS syntax, VPS syntax, DPS syntax, picture header syntax, and slice header syntax.
  • the image/video information encoded by the encoding device to the decoding device and signaled in the form of a bitstream not only includes intra-picture partitioning information, intra/inter prediction information, residual information, in-loop filtering information, etc.
  • Information included in the slice header, information included in the picture header, information included in the APS, information included in the PPS, information included in the SPS, information included in the VPS, and/or information included in the DPS can do.
  • the image/video information may further include information on a NAL unit header.
  • an in-loop filtering procedure may be performed on reconstructed samples or reconstructed pictures as described above.
  • in-loop filtering may be performed in the filter unit of the encoding device and the filter unit of the decoding device, and a deblocking filter, SAO, and/or adaptive loop filter (ALF) may be applied.
  • the ALF procedure may be performed after the deblocking filtering procedure and/or the SAO procedure is completed.
  • the deblocking filtering procedure and/or the SAO procedure may be omitted.
  • FIG. 7 is a flowchart schematically illustrating an example of an ALF procedure.
  • the ALF procedure disclosed in FIG. 7 may be performed in an encoding device and a decoding device.
  • the coding device may include the encoding device and/or the decoding device.
  • the coding apparatus derives a filter for ALF (S700).
  • the filter may include filter coefficients.
  • the coding apparatus may determine whether to apply the ALF, and when it is determined to apply the ALF, may derive a filter including filter coefficients for the ALF.
  • Information for deriving a filter (coefficients) for ALF or a filter (coefficients) for ALF may be referred to as an ALF parameter.
  • Information on whether to apply ALF (ex. ALF available flag) and ALF data for deriving the filter may be signaled from the encoding device to the decoding device.
  • ALF data may include information for deriving a filter for the ALF.
  • an ALF available flag may be signaled at the SPS, picture header, slice header, and/or CTB level, respectively.
  • the filter In order to derive the filter for the ALF, activity and/or directivity of the current block (or ALF target block) is derived, and the filter may be derived based on the activity and/or the direction. have.
  • the ALF procedure can be applied in units of 4x4 blocks (based on luma components).
  • the current block or the ALF target block may be, for example, a CU, or a 4x4 block in the CU.
  • filters for ALF may be derived based on first filters derived from information included in the ALF data and second predefined filters, and the coding apparatus One of the filters may be selected based on directionality.
  • the coding apparatus may use filter coefficients included in the selected filter for the ALF.
  • the coding apparatus performs filtering based on the filter (S710).
  • Modified reconstructed samples may be derived based on the filtering.
  • the filter coefficients in the filter may be arranged or allocated according to a filter shape, and the filtering may be performed on reconstructed samples in the current block.
  • the reconstructed samples in the current block may be reconstructed samples after the deblocking filter procedure and the SAO procedure are completed.
  • one filter shape may be used, or one filter shape may be selected and used from among a plurality of predetermined filter shapes.
  • a filter shape applied to a luma component may be different from a filter shape applied to a chroma component.
  • a 7x7 diamond filter shape may be used for the luma component
  • a 5x5 diamond filter shape may be used for the chroma component.
  • C0 to C11 of (a) and C0 to C5 of (b) may be filter coefficients depending on positions within each filter shape.
  • FIG. 8A shows a 7x7 diamond filter shape
  • FIG. 8B shows a 5x5 diamond filter shape
  • Cn in the filter shape represents a filter coefficient.
  • n is the same in Cn, this indicates that the same filter coefficients can be assigned.
  • the position and/or unit to which filter coefficients are allocated according to the filter shape of the ALF may be called a filter tap.
  • one filter coefficient may be assigned to each filter tap, and the arrangement of the filter taps may correspond to a filter shape.
  • the filter tap located at the center of the filter shape may be referred to as a center filter tap.
  • the same filter coefficients may be allocated to two filter taps having the same n value present at positions corresponding to each other based on the center filter tap.
  • filter coefficients C0 to C11 are allocated in a centrally symmetrical form, so filter coefficients can be allocated to the 25 filter taps with only 13 filter coefficients. have.
  • 13 filter taps are included, and since filter coefficients C0 to C5 are allocated in a centrally symmetrical form, filter coefficients are allocated to the 13 filter taps with only 7 filter coefficients. can do.
  • 12 filter coefficients out of 13 filter coefficients for a 7x7 diamond filter shape are signaled (explicitly), and one filter coefficient is (implicit). Can be derived.
  • six of the seven filter coefficients for a 5x5 diamond filter shape are signaled (explicitly), and one filter coefficient can be derived (implicitly).
  • an ALF parameter used for the ALF procedure may be signaled through an adaptation parameter set (APS).
  • the ALF parameter may be derived from filter information or ALF data for the ALF.
  • ALF is a type of in-loop filtering technique that can be applied in video/image coding as described above.
  • ALF can be performed using a Wiener-based adaptive filter. This may be for minimizing a mean square error (MSE) between original samples and decoded samples (or reconstructed samples).
  • MSE mean square error
  • a high level design for an ALF tool may contain syntax elements accessible in the SPS and/or slice header (or tile group header).
  • FIG 9 shows an example of a hierarchical structure of ALF data.
  • a coded video sequence may include an SPS, one or more PPS, and one or more coded pictures that follow.
  • Each coded picture can be divided into rectangular regions.
  • the rectangular regions may be referred to as tiles.
  • One or more tiles may be gathered to form a slice or a group of tiles.
  • the slice header (tile group header) may be linked to the PPS, and the PPS may be linked to the SPS.
  • the ALF data is included in a slice header (tile group header).
  • ALF parameter ALF parameter
  • the ALF parameter may be included in the APS and signaled as follows.
  • FIG 10 shows another example of the hierarchical structure of ALF data.
  • an APS is defined, and the APS may carry necessary ALF data (ALF parameter).
  • the APS may have a self-identification parameter and ALF data.
  • the self-identification parameter of the APS may include an APS ID. That is, the APS may include information indicating the APS ID in addition to the ALF data field.
  • the slice header (or tile group header) may refer to the APS using APS index information. In other words, the slice header (or tile group header) may include APS index information, and the ALF procedure for the target block based on ALF data (ALF parameter) included in the APS having the APS ID indicated by the APS index information. You can do it.
  • the APS index information may be referred to as APS ID information.
  • the SPS may include a flag that allows the use of ALF. For example, when the CVS starts, the SPS is checked, and the flag in the SPS can be checked.
  • the SPS may include the syntax of Table 1 below. The syntax of Table 1 may be part of the SPS.
  • syntax elements included in the syntax of Table 1 may be represented, for example, as in the following table.
  • the sps_alf_enabled_flag syntax element may indicate whether ALF is available based on whether its value is 0 or 1.
  • the sps_alf_enabled_flag syntax element may be called an ALF enabled flag (may be referred to as a first ALF enabled flag) and may be included in the SPS. That is, the ALF available flag may be signaled at the SPS (or SPS level). When the value of the ALF available flag signaled by the SPS is 1, it may be determined that ALF is basically available for pictures in the CVS referencing the SPS. Meanwhile, as described above, the ALF may be individually turned on/off by signaling an additional available flag at a lower level than the SPS.
  • an additional available flag (which may be referred to as a second ALF available flag) may be signaled in a tile group header or a slice header.
  • the second ALF available flag may be parsed/signaled, for example, when ALF is available at the SPS level. If the value of the second ALF available flag is 1, ALF data may be parsed through the tile group header or the slice header.
  • the second ALF available flag may specify an ALF availability condition for luma and chroma components.
  • the ALF data can be accessed through APS ID information.
  • syntax elements included in the syntax of Table 3 may be represented, for example, as in the following table.
  • the second ALF available flag may include a slice_alf_enabled_flag syntax element.
  • An APS referenced by a corresponding slice may be identified based on the APS ID information (ex. slice_aps_id syntax element).
  • the APS may include ALF data.
  • the structure of the APS including ALF data may be described based on, for example, the following syntax and semantics.
  • the syntax of Table 5 may be part of the APS.
  • syntax elements included in the syntax of Table 5 may be represented, for example, as in the following table.
  • the adaptation_parameter_set_id syntax element may indicate the identifier of the corresponding APS. That is, the APS may be identified based on the adaptation_parameter_set_id syntax element.
  • the adaptation_parameter_set_id syntax element may be referred to as APS ID information.
  • the APS may include an ALF data field. The ALF data field may be parsed/signaled after the adaptation_parameter_set_id syntax element.
  • an APS extension flag (ex. aps_extension_flag syntax element) may be parsed/signaled.
  • the APS extension flag may indicate whether an APS extension data flag (aps_extension_data_flag) syntax elements exist.
  • the APS extension flag may be used, for example, to provide extension points for a later version of the VVC standard.
  • Core processing/handling of ALF information may be performed in a slice header or a tile group header.
  • the above-described ALF data field may include information on processing of an ALF filter.
  • information that can be extracted from the ALF data field includes information on the number of filters used, information indicating whether ALF is applied only to the luma component, information on color components, and exponential golomb (EG) parameters. And/or information about the delta value of filter coefficients.
  • the ALF data field may include ALF data syntax as follows, for example.
  • syntax elements included in the syntax of Table 7 may be represented, for example, as in the following table.
  • parsing of ALF data through the slice header can be started by first parsing/signaling the alf_chroma_idc syntax element.
  • the alf_chroma_idc syntax element may have values in the range of 0 to 3. The values may indicate whether the ALF-based filtering procedure is applied only to the luma component or a combination of luma and chroma components.
  • availability available parameters
  • information about the number of luma (component) filters can be parsed. For example, the maximum number of filters that can be used may be set to 25. If the number of signaled luma filters is at least one, for each filter ranging from 0 to the maximum number of filters (ex.
  • index information on the filter may be parsed/signaled. have. This may implies that every class (ie, from 0 to the maximum number of filters) is associated with the filter index.
  • a flag (ex. alf_luma_coeff_delta_flag) may be parsed/signaled. The flag may be used to analyze whether flag information (ex.alf_luma_coeff_delta_prediction_flag) related to prediction of an ALF luma filter coefficient delta value is present in a slice header.
  • alf_luma_coeff_delta_prediction_flag syntax element to be evaluated exists in the slice header and its status (status) can do. If the state of the alf_luma_coeff_delta_prediction_flag syntax element indicates 1, this may mean that luma filter coefficients are predicted from previous luma (filter) coefficients. If the state of the alf_luma_coeff_delta_prediction_flag syntax element indicates 0, this may mean that luma filter coefficients are not predicted from deltas of previous luma (filter) coefficients.
  • One Network Abstraction Layer (NAL) unit may include a slice header and slice data.
  • the slice data can facilitate decoding of the coding tree unit.
  • the table below exemplarily shows the syntax of the coding tree unit.
  • syntax elements included in the syntax of Table 9 may be represented, for example, as in the following table.
  • the order k (order-k) of the exponential Golomb (EG) code is determined. can do.
  • filter coefficients may be decoded based on exponential Golomb coding using order k.
  • the order of the exponential Golomb code may be expressed as EG(k).
  • an alf_luma_min_eg_order_minus1 syntax element may be parsed/signaled.
  • the alf_luma_min_eg_order_minus1 syntax element may be an entropy-coded syntax element.
  • the alf_luma_min_eg_order_minus1 syntax element may indicate the smallest order of the EG used for decoding the delta luma filter coefficient.
  • a value of the alf_luma_min_eg_order_minus1 syntax element may be a value within a range of 0 to 6.
  • the alf_luma_eg_order_increase_flag syntax element is 1, this indicates that the order of the EG indicated by the alf_luma_min_eg_order_minus1 syntax element increases by 1. If the value of the alf_luma_eg_order_increase_flag syntax element is 0, this indicates that the order of the EG indicated by the alf_luma_min_eg_order_minus1 syntax element does not increase.
  • the order of the EG may be represented by the index of the EG.
  • the EG order (or EG index) based on the alf_luma_min_eg_order_minus1 syntax element and the alf_luma_eg_order_increase_flag syntax element may be determined, for example, as follows.
  • expGoOrderY KminTab.
  • the expGoOrderY may represent the EG order (or EG index).
  • the table below may show a method for deriving the Golomb order based on the above-described algorithm. That is, the above-described algorithm may be based on the table below.
  • the Golomb index can be an input and the k-order order to be used can be the corresponding output.
  • Kmin can be updated to the Golomb order and for example the Golomb index can be treated as 1 (updated).
  • a value of alf_luma_eg_order_increase_flag[1] may be 1.
  • the Kmin Golomb order can be increased to 2.
  • alf_luma_eg_order_increase_flag[2] is enabled (available), which can indicate that Kmin increases by 1 and the final golomb order becomes 3.
  • FIG. 11 exemplarily shows Golomb indexes of filter coefficients according to filter types.
  • FIG. 11A may represent a 5x5 filter
  • FIG. 11B may represent a 7x7 filter.
  • the numbers of respective positions may represent pre-assigned Golomb indexes for ALF filter coefficients corresponding to respective positions.
  • the kth order Golomb order for a given filter coefficient may be determined by indexing the Golomb index at the given coefficient location in Table 11 above.
  • Each ALF filter coefficient may be decoded using the k-order order.
  • a pre-defined Golomb order index (ie, golombOrderIdxY) may exist.
  • the predefined Golomb order may be used to determine a final Golomb order for coding the coefficients.
  • the predefined Golomb order may be configured as shown in the following table, for example.
  • golombOrderIdxY[] ⁇ 0, 0, 1, 0, 1, 2, 1, 0, 0, 1, 2 ⁇
  • the alf_luma_coeff_delta_flag syntax element indicates 1
  • the alf_luma_coeff_flag syntax element may be signaled for every filter signaled.
  • the alf_luma_coeff_flag syntax element indicates whether a luma filter coefficient is (explicitly) signaled.
  • difference information and sign information of luma filter coefficients may be parsed/signaled (ie, alf_luma_coeff_flag is true )).
  • Delta absolute value information (alf_luma_coeff_delata_abs syntax element) for each of the 12 filter coefficients may be parsed/signaled.
  • alf_luma_coeff_delata_abs syntax element has a value
  • sign information (alf_luma_coeff_delta_sign syntax element) may be parsed/signaled.
  • Information including difference information code information of the luma filter coefficients may be referred to as information about the luma filter coefficients.
  • the deltas of the filter coefficients may be determined and stored along with the sign.
  • the deltas of the signed filter coefficients may be stored in an array form, which may be expressed as filterCoefficients.
  • Deltas of the filter coefficients may be referred to as delta luma coefficients
  • deltas of the signed filter coefficients may be referred to as signed delta luma coefficients.
  • the (luma) filter coefficients can be updated as follows.
  • j may indicate a filter coefficient index
  • sigFiltIdx may indicate a signaled filter index.
  • j ⁇ 0, ...,11 ⁇
  • sigFiltIdx ⁇ 0, ...,alf_luma_filters_signaled_minus1 ⁇ .
  • the coefficients may be copied to the final AlfCoeff L [filtIdx][j].
  • the signed delta luma coefficients for a given filter index can be used to determine the first 12 filter coefficients.
  • the 13th filter coefficient of the 7x7 filter may be determined, for example, based on the following equation.
  • the thirteenth filter coefficient may represent the above-described filter coefficient of the center tap.
  • the filter coefficient index 12 may represent the 13th filter coefficient.
  • a value of 12 may represent the 13th filter coefficient.
  • the range of values of the final filter coefficients AlfCoeff L [filtIdx][k] is -2 7 to 2 7 when k is 0, ..., 11 It may be up to -1, and when k is 12, it may be 0 to 2 8 -1.
  • k may be replaced by j.
  • the chroma component can be processed based on the alf_chroma_idc syntax element. If a value of the alf_chroma_idc syntax element is greater than 0, minimum EG order information (ex. alf_chroma_min_eg_order_minus1 syntax element) for the chroma component may be parsed/signaled. According to the above-described embodiment of the present document, a 5x5 diamond filter shape may be used for the chroma component. In this case, the maximum Golomb index may be 2. In this case, the EG order (or EG index) for the chroma component may be determined, for example, as follows.
  • an array including EG orders can be derived, which can be used by a decoding device. It may represent the EG order (or EG index) of the expGoOrderC chroma component.
  • chroma coefficients can also be parsed.
  • the predefined Golomb order may be used to determine a final Golomb order for coding the coefficients.
  • the predefined Golomb order may be configured as shown in the following table, for example.
  • golombOrderIdxC[] ⁇ 0, 0, 1, 0, 0, 1 ⁇
  • absolute value information and sign information of chroma filter coefficients may be parsed/signaled.
  • Information including absolute value information and sign information of the chroma filter coefficients may be referred to as information about chroma filter coefficients.
  • a 5x5 diamond filter shape may be applied to a chroma component, and in this case, delta absolute value information (alf_chroma_coeff_abs syntax element) for each of six (chroma component) filter coefficients may be parsed/signaled.
  • delta absolute value information alf_chroma_coeff_abs syntax element
  • the sign information alf_chroma_coeff_sign syntax element
  • the six chroma filter coefficients may be derived based on information about the chroma filter coefficients.
  • the seventh chroma filter coefficient may be determined based on, for example, the following equation.
  • the seventh filter coefficient may represent the above-described filter coefficient of the center tap.
  • the filter coefficient index 6 may represent a seventh filter coefficient.
  • the value 6 may represent the 7th filter coefficient.
  • the range of the final filter coefficients AlfCoeff C [filtIdx][k] is -2 7 to 2 7 -1 when k is 0 to 5 And, when k is 6, it may range from 0 to 2 8 -1.
  • k may be replaced by j.
  • alf_luma_clip_flag can be checked. If the flag is enabled (if available), the minimum Golomb order for clipping can be parsed. Then, if filter coefficients exist, alf_chroma_clip_index can be parsed.
  • ALF-based filtering may be performed based on the filter coefficients or a filter including the filter coefficients. As described above, modified reconstructed samples can be derived through this. Further, a plurality of filters may be derived, and filter coefficients of one of the plurality of filters may be used for the ALF procedure. As an example, one of the plurality of filters may be indicated based on the signaled filter selection information. Alternatively, for example, one of the plurality of filters may be selected based on the activity and/or direction of a current block or an ALF target block, and filter coefficients of the selected filter may be used for the ALF procedure.
  • alf_luma_fixed_filter_idx may specify a fixed filter applied to the (luma) CTB (restored samples).
  • alf_use_aps_flag if alf_use_aps_flag is true (value of 1), the filter set from the APS can be applied to the (luma) CTB (restore samples) and based on information about the previous filter (ex. alf_luma_prev_filter_idx_minus1 or alf_prev_filter_idx) Filter coefficients can be derived. If alf_use_aps_flag is false (a value of 0), a fixed filter may be applied to the (luma) CTB (restored samples). For example, the value of alf_luma_fixed_filter_idx may be in the range of 0 to 15.
  • the table below shows an example of the binarization procedure of syntax elements related to ALF.
  • the syntax element alf_luma_fixed_filter_idx may be coded based on a truncated binary (TB) binarization procedure.
  • TB truncated binary
  • the maximum value (ex. cMax) related to the syntax element may be 15.
  • the TB binarization procedure only the complexity can be unnecessarily increased without any additional advantage.
  • the following example is proposed based on a fixed length (FL) binarization procedure.
  • the table below shows another example of information for binarization of syntax elements related to the ALF procedure.
  • Table 15 will focus on the differences from Table 14.
  • the syntax element alf_luma_fixed_filter_idx may be coded based on the FL binarization procedure.
  • the maximum value (ex. cMax) related to the syntax element may be expressed using 4 bits.
  • Table 15 shows an example of assigning ctxInc to syntax elements with context coded bins as context coded bins according to Table 15 described above.
  • a bean having binIdx greater than or equal to 5 may not exist (or may not be available) for the syntax element alf_luma_fixed_filter_idx.
  • a signaling method related to ALF coefficients is proposed to simplify a procedure for deriving signaling of Golomb orders.
  • the proposed method may be achieved through fixed signaling.
  • the k-th order of the exponential Golomb code may be fixed to 2 for luma and 3 for chroma.
  • the exemplary embodiment of this document is not necessarily limited by this example, and the k-th order may be fixed to another suitable value.
  • the table below shows the syntax of the ALF data field to which the above-described simplification is applied.
  • syntax elements included in the syntax of Table 17 may be represented, for example, as in the following table.
  • the table below exemplarily shows the kth order used to decode ALF luma coefficients.
  • C0 to C11 denote ALF luma coefficient indices (or filter coefficients depending on positions in the filter shape for ALF according to FIG. 6 for example), where the kth order is for example 2 or It can be 3.
  • the table below exemplarily shows semantics based on coding according to the present embodiment.
  • the table below may be the semantics modified to fix the Golomb order for chroma coefficients.
  • the table below exemplarily shows the syntax of an ALF data field based on coding according to an embodiment of the present document.
  • syntax elements included in the syntax of Table 21 may be represented, for example, as in the following table.
  • fixed signaling for coding information on ALF clipping eg, alf_luma_clip_idx[sfIdx][j], alf_chroma_clip_idx[j] etc.
  • the k-order Golomb can be pre-determined or pre-fixed and used as in the above-described embodiments.
  • the table below exemplarily shows the syntax of an ALF data field based on coding according to the present embodiment.
  • syntax elements included in the syntax of Table 23 may be represented, for example, as in the following table.
  • the table below exemplarily shows the syntax of an ALF data field based on coding according to the present embodiment.
  • syntax elements included in the syntax of Table 25 may be represented, for example, as in the following table.
  • FIG. 12 and 13 schematically illustrate an example of a video/video encoding method and related components according to the embodiment(s) of this document.
  • the method disclosed in FIG. 12 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 2. Specifically, for example, S1200 may be performed by the adding unit 250 of the encoding device, S1210 to S1230 may be performed by the filtering unit 260 of the encoding device, and S1240 may be performed by the encoding device. It may be performed by the residual processing unit 230, and S1250 may be performed by the entropy encoding unit 240 of the encoding device.
  • the method disclosed in FIG. 12 may include the embodiments described above in this document.
  • the encoding apparatus derives prediction samples of a current block in a current picture (S1200).
  • the encoding apparatus may derive prediction samples of the current block based on the prediction mode.
  • various prediction methods disclosed in this document such as inter prediction or intra prediction, may be applied.
  • the encoding apparatus derives residual samples (S1210).
  • the encoding apparatus may derive residual samples based on the prediction samples and original samples. For example, the encoding apparatus may derive residual samples based on comparison between original samples and the modified reconstructed samples.
  • the encoding apparatus derives residual information based on the residual samples (S1220). Based on the residual information, (modified) residual samples may be derived. Reconstruction samples may be generated based on the (modified) residual samples and the prediction samples. A reconstructed block and a reconstructed picture may be derived based on the reconstructed samples.
  • the encoding device generates reconstructed samples (S1230).
  • the encoding device may generate reconstructed samples based on the residual samples.
  • the encoding apparatus may generate reconstructed samples based on the sum of the prediction samples and the residual samples.
  • the encoding device may perform intra prediction based on reconstructed samples.
  • the encoding apparatus derives filter coefficients for ALF for reconstructed samples (S1240).
  • the encoding device may generate ALF related information.
  • the encoding apparatus derives a parameter related to ALF, which can be applied to filter the reconstructed samples, and generates ALF related information.
  • the ALF-related information may include the ALF-related information (ex. coefficient information, information on a fixed filter, information on clipping, etc.) described above in this document.
  • the encoding device may generate coefficient information for ALF (S1250).
  • coefficient information for ALF may include filter coefficients.
  • coefficient information can be used to decode filter coefficients.
  • the encoding device encodes the image/video information (S1260).
  • the image/video information may include information for generating the reconstructed samples and/or information related to the ALF (eg, coefficient information, information about a fixed filter, information about clipping, etc.).
  • the information for generating the reconstructed samples may include prediction related information, residual information, and/or quantization/transformation related information, for example.
  • the prediction related information may include information about various prediction modes (eg, merge mode, MVP mode, etc.), MVD information, and the like.
  • the encoded image/video information may be output in the form of a bitstream.
  • the bitstream may be transmitted to a decoding device through a network or a storage medium.
  • the image/video information may include various information according to an embodiment of the present document.
  • the image/video information may include information disclosed in at least one of Tables 1, 3, 5, 7, 9, 17, 21, 23, and 25 described above.
  • the encoding device may encode the coefficient information (ex. alf_luma_coeff_delta_abs, alf_chroma_coeff_abs) based on exponential Golomb coding.
  • the exponential Golomb coding may be based on a fixed order. That is, the coefficient information may be encoded based on exponential Golomb coding using a fixed order. Exponential Golomb coding using a fixed order may follow the description of Tables 17 to 26 described above.
  • the fixed order may be one of 0, 2, or 3. In an example, when the reconstructed samples are luma samples, the fixed order may be 0 or 2. In another example, when the reconstructed samples are chroma reconstructed samples, the fixed order may be 0 or 3.
  • the fixed order may be determined based on positions of the filter coefficients in the filter shape for the ALF.
  • the fixed order may be determined (derived) based on Table 19 described above.
  • the encoding apparatus may derive information on a fixed filter index indicating one of the fixed filters for ALF, and the image information may include information on the fixed filter index. .
  • the derivation of the filter coefficients may be based on information about the fixed filter index.
  • the information on the fixed filter index is obtained based on a binarization procedure, and the binarization procedure may be performed based on a fixed length (FL) binarization.
  • information on the fixed filter index may include alf_luma_fixed_filter_idx of Tables 15 and 16 described above.
  • the bin string of information on the fixed filter index may include 5 bins. Each of the five bins may be decoded based on bypass.
  • the encoding device may derive information about ALF clipping (ex.alf_luma_clip_idx, alf_chroma_clip_idx), and the image information may include information about the ALF clipping.
  • the information on the ALF clipping may be encoded based on the exponential Golomb coding using the fixed order.
  • FIG. 14 and 15 schematically illustrate an example of a video/video decoding method and related components according to an embodiment of the present document.
  • the method disclosed in FIG. 14 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 3. Specifically, for example, S1400 may be performed by the entropy decoding unit 310 of the decoding device, S1410 may be performed by the adding unit 340 of the decoding device, and S1420 and S1430 are the decoding devices. It may be performed by the filtering unit 350 of.
  • the method disclosed in FIG. 14 may include the embodiments described above in this document.
  • the decoding apparatus receives/acquires image/video information (S1400).
  • the image/video information may include coefficient information and residual information for ALF.
  • coefficient information for ALF may include filter coefficients.
  • coefficient information can be used to decode filter coefficients.
  • the decoding apparatus may receive/acquire the image/video information through a bitstream.
  • the image/video information may include various information according to an embodiment of the present document.
  • the image/video information may include information disclosed in at least one of Tables 1, 3, 5, 7, 9, 17, 21, 23, and 25 described above.
  • the decoding apparatus generates reconstructed samples (S1410).
  • the decoding apparatus may derive prediction samples of the current block based on prediction related information included in the image/video information.
  • the decoding apparatus may derive residual samples based on residual information included in the image/video information.
  • the decoding apparatus may generate reconstructed samples based on the prediction samples and the residual samples.
  • a reconstructed block and a reconstructed picture may be derived based on the reconstructed samples.
  • the decoding apparatus derives filter coefficients for the ALF based on the coefficient information (S1420).
  • the decoding apparatus may derive filter coefficients for the ALF and generate the reconstructed samples based on the reconstructed samples and the filter coefficients.
  • One filter may include a set of filter coefficients. The filter or the filter coefficients may be derived based on the ALF data.
  • the decoding apparatus generates reconstructed samples based on the reconstructed samples and the filter coefficients (S1430). For example, the decoding apparatus may filter the reconstructed samples to generate modified reconstructed samples, and a filtering procedure of the reconstructed samples may be performed using a filter based on filter coefficients.
  • the picture reconstructed by the decoding device may include modified reconstructed samples.
  • the decoding apparatus may obtain the coefficient information (ex. alf_luma_coeff_delta_abs, alf_chroma_coeff_abs) by decoding the coefficient information based on exponential Golomb coding.
  • the exponential Golomb coding may be based on a fixed order. That is, the coefficient information may be decoded based on exponential Golomb coding using a fixed order. Exponential Golomb coding using a fixed order may follow the description of Tables 17 to 26 described above.
  • the fixed order may be pre-determined without signaling information on the fixed order.
  • the fixed order may be one of 0, 2, or 3.
  • the fixed order may be 0 or 2.
  • the fixed order may be 0 or 3.
  • the fixed order may be determined based on positions of the filter coefficients in the filter shape for the ALF.
  • the fixed order may be determined (derived) based on Table 19 described above.
  • the decoding apparatus may derive information on a fixed filter index indicating one of the fixed filters for ALF, and the image information may include information on the fixed filter index. .
  • the derivation of the filter coefficients may be based on information about the fixed filter index.
  • the information on the fixed filter index is obtained based on a binarization procedure, and the binarization procedure may be performed based on a fixed length (FL) binarization.
  • information on the fixed filter index may include alf_luma_fixed_filter_idx of Tables 15 and 16 described above.
  • the bin string of information on the fixed filter index may include 5 bins. Each of the five bins may be decoded based on bypass.
  • the decoding apparatus may derive information about ALF clipping (ex.alf_luma_clip_idx, alf_chroma_clip_idx), and the image information may include information about the ALF clipping.
  • the information on the ALF clipping may be decoded based on the exponential Golomb coding using the fixed order.
  • the method according to the embodiments of the present document described above may be implemented in the form of software, and the encoding device and/or the decoding device according to the present document is, for example, an image such as a TV, computer, smartphone, set-top box, It may be included in the device that performs the processing.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) performing the above-described functions.
  • the modules are stored in memory and can be executed by the processor.
  • the memory may be inside or outside the processor, and may be connected to the processor by various well-known means.
  • the processor may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and/or a data processing device.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and/or other storage device. That is, the embodiments described in this document may be implemented and performed on a processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the functional units illustrated in each drawing may be implemented and executed on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip. In this case, information for implementation (ex. information on instructions) or an algorithm may be stored in a digital storage medium.
  • the decoding device and the encoding device to which the embodiment(s) of the present document 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 video communication device.
  • Real-time communication device mobile streaming device, storage medium, camcorder, video-on-demand (VoD) service provider, OTT video (over the top video) device, internet streaming service provider, 3D (3D) video device, virtual reality (VR) ) Device, AR (argumente reality) device, video telephony video device, vehicle terminal (ex.
  • 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).
  • a game console 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
  • the processing method to which the embodiment(s) of this document is applied may be produced in the form of a program executed by a computer, and may be stored in a computer-readable recording medium.
  • Multimedia data having a data structure according to the embodiment(s) of this document may also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium is, for example, Blu-ray disk (BD), universal serial bus (USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, and optical It may include a data storage device.
  • the computer-readable recording medium includes a media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission through the Internet).
  • the bitstream generated by the encoding method may be stored in a computer-readable recording medium or transmitted through a wired or wireless communication network.
  • embodiment(s) of this document may be implemented as a computer program product by program code, and the program code may be executed in a computer according to the embodiment(s) of this document.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • FIG. 16 shows an example of a content streaming system to which embodiments disclosed in this document can be applied.
  • a content streaming system to which embodiments of the present document are 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 encoding method or a bitstream generation method to which the embodiments of the present document are applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream while transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server serves as an intermediary for notifying the user of a service.
  • the web server transmits it to the streaming server, and the streaming server transmits multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server serves to control commands/responses 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 claims set forth herein may be combined in a variety of ways.
  • the technical features of the method claims of the present specification may be combined to be implemented as a device, and the technical features of the device claims of the present specification may be combined to be implemented by a method.
  • the technical characteristics of the method claim of the present specification and the technical characteristics of the device claim may be combined to be implemented as a device, and the technical characteristics of the method claim of the present specification and the technical characteristics of the device claim may be combined to be implemented by a method.

Landscapes

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

Abstract

본 문서의 개시에 따르면, ALF를 위한 고정된 차수 기반 지수 콜롬 코딩에 의하여 ALF 필터 계수들에 관한 정보가 인코딩/디코딩될 수 있다. 또한, ALF에서의 고정된 필터에 관한 정보가 고정 길이 코딩에 의하여 이진화될 수 있다. 따라서, 시그널링의 효율성이 높아질 수 있고 코딩의 복잡도가 감소할 수 있다.

Description

적응적 루프 필터 기반 비디오 또는 영상 코딩
본 기술은 적응적 루프 필터 기반 비디오 또는 영상 코딩에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
또한, 압축 효율을 향상시키고 주관적/객관적 비주얼 품질을 높이기 위하여 ALF(adaptive loop filtering)를 이용한 필터링 기술에 대한 논의가 있다. 이러한 기술들을 효율적으로 적용하기 위하여 관련된 정보를 효율적으로 시그널링하는 방법이 필요하다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 영상/비디오 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 효율적인 필터링 적용 방법 및 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, ALF 관련 정보가 효율적으로 시그널링될 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, ALF를 위한 필터 계수 정보는 고정된 차수 기반 지수 골롬 코딩에 의하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, ALF를 위한 고정된 필터 정보의 이진화 절차는 고정 길이 코딩에 의하여 수행될 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오/영상 디코딩 방법을 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 비디오/영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오/영상 인코딩 방법을 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 비디오/영상 인코딩을 수행하는 인코딩 장치를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나에 개시된 비디오/영상 인코딩 방법에 따라 생성된 인코딩된 비디오/영상 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 본 문서의 실시예들 중 적어도 하나에 개시된 비디오/영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 정보 또는 인코딩된 비디오/영상 정보가 저장된 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체를 제공한다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 효율적인 필터링을 통하여 주관적/객관적 비주얼 품질을 높일 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 고정된 차수 기반 지수 골롬 코딩에 의한 필터 계수 정보의 인코딩/디코딩은 시그널링의 효율성을 높일 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 고정 길이 코딩에 의한 고정된 필터 정보의 이진화 절차는 코딩의 복잡도를 감소시킬 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, ALF 관련 정보를 효율적으로 시그널링할 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 인코딩 장치에 의한 엔트로피 코딩 방법을 나타낸다.
도 5는 디코딩 장치에 의한 엔트로피 코딩 방법을 나타낸다.
도 6은 코딩된 영상/비디오에 대한 계층 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 7은 ALF 절차의 일 예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8은 ALF를 위한 필터 모양의 예를 나타낸다.
도 9는 ALF 데이터의 계층 구조의 일 예를 나타낸다.
도 10은 ALF 데이터의 계층 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 11은 위치 의존 필터 계수들에 대응하는 고정된 차수들을 나타낸다.
도 12 및 13은 본 문서의 실시예(들)에 따른 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 14 및 15는 본 문서의 실시예에 따른 영상/비디오 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 16은 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
본 문서의 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 문서에서 사용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 문서의 실시예들의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 문서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 문서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 문서에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 문서의 개시 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 문서의 실시예들을 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용할 수 있고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 제1 장치(소스 디바이스) 및 제2 장치(수신 디바이스)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 영상/비디오 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 영상/비디오 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
본 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 본 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준에 개시되는 방법에 적용될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시된 방법/실시예는 EVC (essential video coding) 표준, AV1 (AOMedia Video 1) 표준, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) 또는 차세대 비디오/영상 코딩 표준(ex. H.267 or H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.
본 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
본 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 타일은 픽너 내 특정 타일 열 및 특정 타일 열 이내의 CTU들의 사각 영역이다(A tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture). 상기 타일 열은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 상기 픽처의 높이와 동일한 높이를 갖고, 너비는 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시될 수 있다(The tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set). 상기 타일 행은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시되는 너비를 갖고, 높이는 상기 픽처의 높이와 동일할 수 있다(The tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture). 타일 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정 순차적 오더링을 나타낼 수 있고, 상기 CTU들은 타일 내 CTU 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다(A tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture). 슬라이스는 단일 NAL 유닛에 배타적으로 담겨질 수 있는, 정수개의 완전한 타일들 또는 픽처의 타일 내의 정수개의 연속적인 완전한 CTU 행들을 포함할 수 있다(A slice includes an integer number of complete tiles or an integer number of consecutive complete CTU rows within a tile of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit)
한편, 하나의 픽처는 둘 이상의 서브픽처로 구분될 수 있다. 서브픽처는 픽처 내 하나 이상의 슬라이스들의 사각 리전일 수 있다(an rectangular region of one or more slices within a picture).
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 문서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서에서 "A 또는 B(A or B)"는 "A 및/또는 B(A and/or B)"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 본 문서에서 "A, B 또는 C(A, B or C)"는 "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)"를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용되는 슬래쉬(/)나 쉼표(comma)는 "및/또는(and/or)"을 의미할 수 있다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"를 의미할 수 있다. 이에 따라 "A/B"는 "오직 A", "오직 B", 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 예를 들어, "A, B, C"는 "A, B 또는 C"를 의미할 수 있다.
본 문서에서 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"는, "오직 A", "오직 B" 또는 "A와 B 모두"를 의미할 수 있다. 또한, 본 문서에서 "적어도 하나의 A 또는 B(at least one of A or B)"나 "적어도 하나의 A 및/또는 B(at least one of A and/or B)"라는 표현은 "적어도 하나의 A 및 B(at least one of A and B)"와 동일하게 해석될 수 있다.
또한, 본 문서에서 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"는, "오직 A", "오직 B", "오직 C", 또는 "A, B 및 C의 임의의 모든 조합(any combination of A, B and C)"를 의미할 수 있다. 또한, "적어도 하나의 A, B 또는 C(at least one of A, B or C)"나 "적어도 하나의 A, B 및/또는 C(at least one of A, B and/or C)"는 "적어도 하나의 A, B 및 C(at least one of A, B and C)"를 의미할 수 있다.
또한, 본 문서에서 사용되는 괄호는 "예를 들어(for example)"를 의미할 수 있다. 구체적으로, "예측(인트라 예측)"로 표시된 경우, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다. 달리 표현하면 본 문서의 "예측"은 "인트라 예측"으로 제한(limit)되지 않고, "인트라 예측"이 "예측"의 일례로 제안될 것일 수 있다. 또한, "예측(즉, 인트라 예측)"으로 표시된 경우에도, "예측"의 일례로 "인트라 예측"이 제안된 것일 수 있다.
본 문서에서 하나의 도면 내에서 개별적으로 설명되는 기술적 특징은, 개별적으로 구현될 수도 있고, 동시에 구현될 수도 있다.
도 2는 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치 및/또는 비디오 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 문서에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(200)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(200) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(231)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)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(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보를 기반으로 픽처 내 샘플 값을 시그널링할 수 있다.
상기 예측부 (인터 예측부(221) 및/또는 상기 인트라 예측부(222) 포함)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)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(233)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(240)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(240)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 영상/비디오 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 영상/비디오 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 영상/비디오 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 전달/시그널링되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 영상/비디오 정보에 포함될 수 있다. 상기 영상/비디오 정보는 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(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(250)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(250)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(221)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(200)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 문서의 실시예들이 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 디코딩 장치라 함은 영상 디코딩 장치 및/또는 비디오 디코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상/비디오 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 영상/비디오 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 영상/비디오 정보)를 도출할 수 있다. 상기 영상/비디오 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 영상/비디오 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 레지듀얼 처리부(320)로 입력될 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들, 레지듀얼 샘플 어레이)를 도출할 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 가산부(340), 필터링부(350), 메모리(360), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부(320)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보가 상기 영상/비디오 정보에 포함되어 시그널링될 수 있다.
인트라 예측부(331)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(331)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(332)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(332)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(332) 및/또는 인트라 예측부(331) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(360), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(332)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)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(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(331)에 전달할 수 있다.
본 문서에서, 인코딩 장치(200)의 필터링부(260), 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(300)의 필터링부(350), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
본 문서에서 양자화/역양자화 및/또는 변환/역변환 중 적어도 하나는 생략될 수 있다. 상기 양자화/역양자화가 생략되는 경우, 상기 양자화된 변환 계수는 변환 계수라고 불릴 수 있다. 상기 변환/역변환이 생략되는 경우, 상기 변환 계수는 계수 또는 레지듀얼 계수 라고 불릴 수도 있고, 또는 표현의 통일성을 위하여 변환 계수라고 여전히 불릴 수도 있다.
본 문서에서 양자화된 변환 계수 및 변환 계수는 각각 변환 계수 및 스케일링된(scaled) 변환 계수라고 지칭될 수 있다. 이 경우 레지듀얼 정보는 변환 계수(들)에 관한 정보를 포함할 수 있고, 상기 변환 계수(들)에 관한 정보는 레지듀얼 코딩 신택스를 통하여 시그널링될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보(또는 상기 변환 계수(들)에 관한 정보)를 기반으로 변환 계수들이 도출될 수 있고, 상기 변환 계수들에 대한 역변환(스케일링)을 통하여 스케일링된 변환 계수들이 도출될 수 있다. 상기 스케일링된 변환 계수들에 대한 역변환(변환)을 기반으로 레지듀얼 샘플들이 도출될 수 있다. 이는 본 문서의 다른 부분에서도 마찬가지로 적용/표현될 수 있다.
인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성(non-directional) 모드 또는 비각도(non-angular) 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 위치하는 제1 주변 샘플과 상기 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 제2 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다. 또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 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 수도 있다. 상술한 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 디코딩 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 다중 참조 라인 (multi-reference line) 인트라 예측 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 ISP (intra sub-partitions) 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
상술한 인트라 예측 방법들은 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우 일반적으로 적용될 수 있으며, 상술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
인트라 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록(ex. 좌측 및/또는 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 기반으로 도출된 MPM(most probable mode) 리스트 내 MPM 후보들 중 하나를 수신된 MPM 인덱스를 기반으로 선택할 수 있으며, 또는 상기 MPM 후보들(및 플래너 모드)에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 선택할 수 있다. 상기 MPM 리스트는 플래너 모드를 후보로 포함하거나 포함하지 않도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 MPM 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하는 경우 상기 MPM 리스트는 6개의 후보를 가질 수 있고, 상기 MPM 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않는 경우 상기 MPM 리스트는 5개의 후보를 가질 수 있다. 상기 MPM 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않는 경우 현재 블록의 인트라 예측 모드가 플래너 모드가 아닌지 나타내는 not 플래너 플래그(ex. intra_luma_not_planar_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MPM 플래그가 먼저 시그널링되고, MPM 인덱스 및 not 플래너 플래그는 MPM 플래그의 값이 1인 경우 시그널링될 수 있다. 또한, 상기 MPM 인덱스는 상기 not 플래너 플래그의 값이 1인 경우 시그널링될 수 있다. 여기서, 상기 MPM 리스트가 플래너 모드를 후보로 포함하지 않도록 구성되는 것은, 상기 플래너 모드가 MPM이 아니라는 것이라기보다는, MPM으로 항상 플래너 모드가 고려되기에 먼저 플래그(not planar flag)를 시그널링하여 플래너 모드인지 여부를 먼저 확인하기 위함이다.
예를 들어, 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(및 플래너 모드) 중에 있는지, 아니면 리메이닝 모드 중에 있는지는 MPM 플래그 (ex. intra_luma_mpm_flag)를 기반으로 지시될 수 있다. MPM 플래그의 값 1은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(및 플래너 모드) 내에 있음을 나타낼 수 있으며, MPM flag의 값 0은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 MPM 후보들(및 플래너 모드) 내에 없음을 나타낼 수 있다. 상기 not 플래너 플래그 (ex. intra_luma_not_planar_flag) 값 0은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 플래너 모드임을 나타낼 수 있고, 상기 not 플래너 플래그 값 1은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 플래너 모드가 아님을 나타낼 수 있다. 상기 MPM 인덱스는 mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx 신텍스 요소의 형태로 시그널링될 수 있고, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder 신텍스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 전체 인트라 예측 모드들 중 상기 MPM 후보들(및 플래너 모드)에 포함되지 않는 나머지 인트라 예측 모드들을 예측 모드 번호 순으로 인덱싱하여 그 중 하나를 가리킬 수 있다. 상기 인트라 예측 모드는 루마 성분(샘플)에 대한 인트라 예측 모드일 수 있다. 이하, 인트라 예측 모드 정보는 상기 MPM flag (ex. intra_luma_mpm_flag), 상기 not planar flag (ex. intra_luma_not_planar_flag), 상기 MPM 인덱스 (ex. mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx), 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 (rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서에서 MPM 리스트는 MPM 후보 리스트, candModeList 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. MIP가 현재 블록에 적용되는 경우, MIP를 위한 별도의 mpm flag(ex. intra_mip_mpm_flag), mpm 인덱스(ex. intra_mip_mpm_idx), 리메이닝 인트라 예측 모드 정보(ex. intra_mip_mpm_remainder)가 시그널링될 수 있으며, 상기 not planar flag는 시그널링되지 않는다.
다시 말해, 일반적으로 영상에 대한 블록 분할이 되면, 코딩하려는 현재 블록과 주변(neighboring) 블록은 비슷한 영상 특성을 갖게 된다. 따라서, 현재 블록과 주변 블록은 서로 동일하거나 비슷한 인트라 예측 모드를 가질 확률이 높다. 따라서, 인코더는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 인코딩하기 위해 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용할 수 있다.
예를 들어, 인코더/디코더는 현재 블록에 대한 MPM(most probable modes) 리스트를 구성할 수 있다. 상기 MPM 리스트는 MPM 후보 리스트라고 나타낼 수도 있다. 여기서, MPM이라 함은 인트라 예측 모드 코딩시 현재 블록과 주변 블록의 유사성을 고려하여 코딩 효율을 향상시키기 위해 이용되는 모드를 의미할 수 있다. 상술한 바와 같이 MPM 리스트는 플래너 모드를 포함하여 구성될 수 있고, 또는 플래너 모드를 제외하여 구성될 수 있다. 예를 들어, MPM 리스트가 플래너 모드를 포함하는 경우 MPM 리스트의 후보들의 개수는 6개일 수 있다. 그리고, MPM 리스트가 플래너 모드를 포함하지 않는 경우, MPM 리스트의 후보들의 개수는 5개일 수 있다.
인코더/디코더는 5개 또는 6개의 MPM을 포함하는 MPM 리스트를 구성할 수 있다.
MPM 리스트를 구성하기 위하여 디폴트 인트라 모드들 (Default intra modes), 주변 인트라 모드들 (Neighbour intra modes) 및 도출된 인트라 모드들 (Derved intra modes)의 3가지 종류의 모드들이 고려될 수 있다.
상기 주변 인트라 모드들을 위하여, 두 개의 주변 블록들, 즉, 좌측 주변 블록 및 상측 주변 블록가 고려될 수 있다.
상술한 바와 같이 만약 MPM 리스트가 플래너 모드를 포함하지 않도록 구성하는 경우, 상기 리스트에서 플래너(planar) 모드가 제외되며, 상기 MPM 리스트 후보들의 개수는 5개로 설정될 수 있다.
또한, 인트라 예측 모드 중 비방향성 모드(또는 비각도 모드)는 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 기반의 DC 모드 또는 보간(interpolation) 기반의 플래너(planar) 모드를 포함할 수 있다.
인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(ex. 샘플값들, 또는 움직임 정보)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다(Inter prediction can be a prediction derived in a manner that is dependent on data elements (ex. sample values or motion information) of picture(s) other than the current picture). 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 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 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측이 적용되는 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, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
상기 움직임 정보는 인터 예측 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등)에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 불릴 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 불릴 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 불릴 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 불릴 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍(Bi) 예측이라고 불릴 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0 (L0)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1 (L1)에 연관된 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. 참조 픽처 리스트 L0는 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 포함할 수 있고, 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 포함할 수 있다. 상기 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L0은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트 L0 내에서 상기 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 상기 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 참조 픽처 리스트1 내에서 상기 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 상기 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
도 4는 인코딩 장치에 의한 엔트로피 코딩 방법을 나타낸다. 도 4의 방법은 도 2의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다.
인코딩 장치는 대상 신택스 요소에 대한 이진화를 수행한다(S400). 여기서 상기 이진화는 트렁케이티드 라이스 이진화 절차(Truncated Rice binarization process), 고정 길이 이진화 절차(Fixed-length binarization process) 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신텍스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 대상 신텍스 요소에 대한 엔트로피 인코딩을 수행한다(S410). 인코딩 장치는 CABAC (context-adaptive arithmetic coding) 또는 CAVLC (context-adaptive variable length coding) 등의 엔트로피 코딩 기법을 기반으로 대상 신택스 요소의 빈 스트링을 정규 코딩 기반(컨텍스트 기반) 또는 바이패스 코딩 기반 인코딩할 수 있으며, 그 출력은 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 (디지털) 저장매체 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수 있음을 전술한 바와 같다.
도 5는 디코딩 장치에 의한 엔트로피 코딩 방법을 나타낸다. 도 5의 방법은 도 3의 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있다.
디코딩 장치는 대상 신택스 요소에 대한 이진화를 수행한다(S500). 여기서 상기 이진화는 트렁케이티드 라이스 이진화 절차, 고정 길이 이진화 절차 등 다양한 이진화 방법에 기반할 수 있으며, 대상 신텍스 요소에 대한 이진화 방법은 미리 정의될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 이진화 절차를 통하여 대상 신택스 요소의 가용 값들에 대한 가용 빈 스트링들(빈 스트링 후보들)을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 대상 신택스 요소에 대한 엔트로피 디코딩을 수행한다(S510). 디코딩 장치는 비트스트림 내 입력 비트(들)로부터 상기 대상 신텍스 요소에 대한 각 빈들을 순차적으로 디코딩 및 파싱하면서, 도출된 빈 스트링을 해당 신텍스 요소에 대한 가용 빈 스트링들과 비교한다. 만약 도출된 빈 스트링이 상기 가용 빈 스트링들 중 하나와 같으면, 해당 빈 스트링에 대응하는 값이 해당 신텍스 요소의 값으로 도출된다. 만약, 그렇지 않으면, 상기 비트스트림 내 다음 비트를 더 파싱 후 상술한 절차를 다시 수행한다. 이러한 과정을 통하여 비트스트림 내에 특정 정보(특정 신텍스 요소)에 대한 시작 비트나 끝 비트를 사용하지 않고도 가변 길이 비트를 이용하여 해당 정보를 시그널링할 수 있다. 이를 통하여 낮은 값에 대하여는 상대적으로 더 적은 비트를 할당할 수 있으며, 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.
도 6은 코딩된 영상/비디오에 대한 계층 구조를 예시적으로 나타낸다.
도 6을 참조하면, 코딩된 영상/비디오는 영상/비디오의 디코딩 처리 및 그 자체를 다루는 VCL(video coding layer, 비디오 코딩 계층), 부호화된 정보를 전송하고 저장하는 하위 시스템, 그리고 VCL과 하위 시스템 사이에 존재하며 네트워크 적응 기능을 담당하는 NAL(network abstraction layer, 네트워크 추상 계층)로 구분되어 있다.
VCL에서는 압축된 영상 데이터(슬라이스 데이터)를 포함하는 VCL 데이터를 생성하거나, 혹은 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set: PPS), 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set: SPS), 비디오 파라미터 세트(Video Parameter Set: VPS) 등의 정보를 포함하는 파라미터 세트 또는 영상의 디코딩 과정에 부가적으로 필요한 SEI(Supplemental Enhancement Information) 메시지를 생성할 수 있다.
NAL에서는 VCL에서 생성된 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)에 헤더 정보(NAL 유닛 헤더)를 부가하여 NAL 유닛을 생성할 수 있다. 이때, RBSP는 VCL에서 생성된 슬라이스 데이터, 파라미터 세트, SEI 메시지 등을 말한다. NAL 유닛 헤더에는 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터에 따라 특정되는 NAL 유닛 타입 정보를 포함할 수 있다.
상기 도면에서 도시된 바와 같이, NAL 유닛은 VCL에서 생성된 RBSP의 따라 VCL NAL 유닛과 Non-VCL NAL 유닛으로 구분될 수 있다. VCL NAL 유닛은 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있고, Non-VCL NAL 유닛은 영상을 디코딩하기 위하여 필요한 정보(파라미터 세트 또는 SEI 메시지)를 포함하고 있는 NAL 유닛을 의미할 수 있다.
상술한 VCL NAL 유닛, Non-VCL NAL 유닛은 하위 시스템의 데이터 규격에 따라 헤더 정보를 붙여서 네트워크를 통해 전송될 수 있다. 예컨대, NAL 유닛은 H.266/VVC 파일 포맷, RTP(Real-time Transport Protocol), TS(Transport Stream) 등과 같은 소정 규격의 데이터 형태로 변형되어 다양한 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
상술한 바와 같이, NAL 유닛은 해당 NAL 유닛에 포함되는 RBSP 데이터 구조(structure)에 따라 NAL 유닛 타입이 특정될 수 있으며, 이러한 NAL 유닛 타입에 대한 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다.
예를 들어, NAL 유닛이 영상에 대한 정보(슬라이스 데이터)를 포함하는지 여부에 따라 크게 VCL NAL 유닛 타입과 Non-VCL NAL 유닛 타입으로 분류될 수 있다. VCL NAL 유닛 타입은 VCL NAL 유닛이 포함하는 픽처의 성질 및 종류 등에 따라 분류될 수 있으며, Non-VCL NAL 유닛 타입은 파라미터 세트의 종류 등에 따라 분류될 수 있다.
아래는 Non-VCL NAL 유닛 타입이 포함하는 파라미터 세트의 종류 등에 따라 특정된 NAL 유닛 타입의 일예이다.
- APS (Adaptation Parameter Set) NAL unit: APS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- DPS (Decoding Parameter Set) NAL unit: DPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- VPS(Video Parameter Set) NAL unit: VPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- SPS(Sequence Parameter Set) NAL unit: SPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- PPS(Picture Parameter Set) NAL unit: PPS를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
- PH(Picture header) NAL unit: PH를 포함하는 NAL 유닛에 대한 타입
상술한 NAL 유닛 타입들은 NAL 유닛 타입을 위한 신택스 정보를 가지며, 상기 신택스 정보는 NAL 유닛 헤더에 저장되어 시그널링될 수 있다. 예컨대, 상기 신택스 정보는 nal_unit_type일 수 있으며, NAL 유닛 타입들은 nal_unit_type 값으로 특정될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 하나의 픽처는 복수의 슬라이스를 포함할 수 있으며, 하나의 슬라이스는 슬라이스 헤더 및 슬라이스 데이터를 포함할 수 있다. 이 경우, 하나의 픽처 내 복수의 슬라이스(슬라이스 헤더 및 슬라이스 데이터 집합)에 대하여 하나의 픽처 헤더가 더 부가될 수 있다. 상기 픽처 헤더(픽처 헤더 신택스)는 상기 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 본 문서에서 슬라이스는 타일 그룹으로 혼용 또는 대체될 수 있다. 또한, 본 문서에서 슬라이스 헤더는 타입 그룹 헤더로 혼용 또는 대체될 수 있다.
상기 슬라이스 헤더(슬라이스 헤더 신택스)는 상기 슬라이스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 APS(APS 신택스) 또는 PPS(PPS 신택스)는 하나 이상의 슬라이스 또는 픽처에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 SPS(SPS 신택스)는 하나 이상의 시퀀스에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 VPS(VPS 신택스)는 다중 레이어에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DPS(DPS 신택스)는 비디오 전반에 공통적으로 적용할 수 있는 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 상기 DPS는 CVS(coded video sequence)의 접합(concatenation)에 관련된 정보/파라미터를 포함할 수 있다. 본 문서에서 상위 레벨 신택스(High level syntax, HLS)라 함은 상기 APS 신택스, PPS 신택스, SPS 신택스, VPS 신택스, DPS 신택스, 픽처 헤더 신택스, 슬라이스 헤더 신택스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 문서에서 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 인코딩되어 비트스트림 형태로 시그널링되는 영상/비디오 정보는 픽처 내 파티셔닝 관련 정보, 인트라/인터 예측 정보, 레지듀얼 정보, 인루프 필터링 정보 등을 포함할 뿐 아니라, 상기 슬라이스 헤더에 포함된 정보, 상기 픽처 헤더에 포함된 정보, 상기 APS에 포함된 정보, 상기 PPS에 포함된 정보, SPS에 포함된 정보, VPS에 포함된 정보 및/또는 DPS에 포함된 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 영상/비디오 정보는 NAL 유닛 헤더의 정보를 더 포함할 수 있다.
한편, 양자화 등 압축 부호화 과정에서 발생하는 에러에 의한 원본(original) 영상과 복원 영상의 차이를 보상하기 위하여, 상술한 바와 같이 복원 샘플들 또는 복원 픽처에 인루프 필터링 절차가 수행될 수 있다. 상술한 바와 같이 인루프 필터링은 인코딩 장치의 필터부 및 디코딩 장치의 필터부에서 수행될 수 있으며, 디블록킹 필터, SAO 및/또는 적응적 루프 필터(ALF)가 적용될 수 잇다. 예를 들어, ALF 절차는 디블록킹 필터링 절차 및/또는 SAO 절차가 완료된 후 수행될 수 있다. 다만 이 경우에도 디블록킹 필터링 절차 및/또는 SAO 절차가 생략될 수도 있다.
도 7은 ALF 절차의 일 예를 개략적으로 나타내는 흐름도이다. 도 7에 개시된 ALF 절차는 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 수행될 수 있다. 본 문서에서 코딩 장치는 상기 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 코딩 장치는 ALF를 위한 필터를 도출한다(S700). 상기 필터는 필터 계수들을 포함할 수 있다. 코딩 장치는 ALF 적용 여부를 결정할 수 있고, 상기 ALF를 적용하기로 판단한 경우, 상기 ALF를 위한 필터 계수들을 포함하는 필터를 도출할 수 있다. ALF를 위한 필터 (계수들) 또는 ALF를 위한 필터 (계수들)를 도출하기 위한 정보는 ALF 파라미터로 불릴 수 있다. ALF 적용 여부에 관한 정보(ex. ALF 가용 플래그) 및 상기 필터를 도출하기 위한 ALF 데이터가 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. ALF 데이터는 상기 ALF를 위한 필터를 도출하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 일 예로, ALF의 계층적 제어를 위하여, ALF 가용 플래그가 SPS, 픽처 헤더, 슬라이스 헤더 및/또는 CTB 레벨에서 각각 시그널링될 수 있다.
상기 ALF를 위한 필터를 도출하기 위하여, 현재 블록(또는 ALF 대상 블록)의 활동성(activity) 및/또는 방향성(directivity)이 도출되고, 상기 활동성 및/또는 상기 방향성을 기반으로 상기 필터가 도출될 수 있다. 예를 들어, ALF 절차는 4x4 블록(루마 성분 기준) 단위로 적용될 수 있다. 상기 현재 블록 또는 ALF 대상 블록은 예를 들어 CU일 수 있고, 또는 CU 내 4x4 블록일 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 ALF 데이터에 포함된 정보로부터 도출되는 제1 필터들과, 미리 정의된 제2 필터들을 기반으로 ALF를 위한 필터들이 도출될 수 있고, 코딩 장치는 상기 활동성 및/또는 상기 방향성을 기반으로 상기 필터들 중 하나를 선택할 수 있다. 코딩 장치는 상기 선택된 필터에 포함된 필터 계수들을 상기 ALF를 위하여 이용할 수 있다.
코딩 장치는 상기 필터를 기반으로 필터링을 수행한다(S710). 상기 필터링을 기반으로 수정된(modified) 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 필터 내 상기 필터 계수들은 필터 모양에 따라 배치 또는 할당될 수 있고, 현재 블록 내 복원 샘플들에 대하여 상기 필터링이 수행될 수 있다. 여기서 상기 현재 블록 내 복원 샘플들은 디블록킹 필터 절차 및 SAO 절차가 완료된 후의 복원 샘플들일 수 있다. 일 예로, 하나의 필터 모양이 사용되거나, 소정의 복수의 필터 모양 중에서 하나의 필터 모양이 선택되어 사용될 수 있다. 예를 들어, 루마 성분에 대하여 적용되는 필터 모양과 크로마 성분에 대하여 적용되는 필터 모양이 다를 수 있다. 예를 들어, 루마 성분에 대하여 7x7 다이아몬드 필터 모양이 사용될 수 있고, 크로마 성분에 대하여 5x5 다이아몬드 필터 모양이 사용될 수 있다.
도 8은 ALF를 위한 필터 모양의 예를 나타낸다. (a)의 C0~C11 및 (b)의 C0~C5는 각 필터 모양 내 위치들에 의존하는 필터 계수들일 수 있다.
도 8의 (a)는 7x7 다이아몬드 필터 모양을 나타내고, (b)는 5x5 다이아몬드 필터 모양을 나타낸다. 도 8에서 필터 모양 내 Cn은 필터 계수를 나타낸다. 상기 Cn에서 n이 동일한 경우, 이는 동일한 필터 계수가 할당될 수 있음을 나타낸다. 본 문서에서 ALF의 필터 모양에 따라 필터 계수가 할당되는 위치 및/또는 단위는 필터 탭이라 불릴 수 있다. 이 때 각각의 필터 탭에는 하나의 필터 계수가 할당될 수 있고, 필터 탭이 배열된 형태는 필터 모양에 해당될 수 있다. 필터 모양의 센터에 위치한 필터 탭은 센터 필터 탭이라 불릴 수 있다. 센터 필터 탭을 기준으로 서로 대응되는 위치에 존재하는 동일한 n 값의 두 개의 필터 탭에는 동일한 필터 계수가 할당될 수 있다. 예를 들어, 7x7 다이아몬드 필터 모양의 경우, 25개의 필터 탭을 포함하며, C0 내지 C11의 필터 계수들이 중앙 대칭 형태로 할당되므로, 13개의 필터 계수들만으로 상기 25개의 필터 탭에 필터 계수들을 할당할 수 있다. 또한, 예를 들어, 5x5 다이아몬드 필터 모양의 경우, 13개의 필터 탭을 포함하며, C0 내지 C5의 필터 계수들이 중앙 대칭 형태로 할당되므로, 7개의 필터 계수들만으로 상기 13개의 필터 탭에 필터 계수들을 할당할 수 있다. 예를 들어, 시그널링되는 필터 계수에 관한 정보의 데이터량을 줄이기 위하여, 7x7 다이아몬드 필터 모양에 대한 13개의 필터 계수들 중 12개의 필터 계수들은 (명시적으로) 시그널링되고, 1개의 필터 계수는 (묵시적으로) 도출될 수 있다. 또한, 예를 들어, 5x5 다이아몬드 필터 모양에 대한 7개의 필터 계수들 중 6개의 필터 계수들은 (명시적으로) 시그널링되고, 1개의 필터 계수는 (묵시적으로) 도출될 수 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 상기 ALF 절차를 위하여 사용되는 ALF 파라미터가 APS(adaptation parameter set)를 통하여 시그널링될 수 있다. 상기 ALF 파라미터는 상기 ALF를 위한 필터 정보 또는 ALF 데이터로부터 도출될 수 있다.
ALF는 상술한 바와 같이 비디오/영상 코딩에서 적용될 수 있는 인루프 필터링 기술(technique)의 타입이다. ALF는 위너기반(Wiener-based) 적응적 필터를 사용하여 수행될 수 있다. 이는 원본 샘플들과 디코딩된 샘플들(또는 복원 샘플들) 간 MSE(mean square error)를 최소화하기 위함일 수 있다. ALF 툴(tool)을 위한 상위 레벨 디자인(high level design)은 SPS 및/또는 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더)에서 접근할 수 있는 신텍스 요소들을 함유(incorporate)할 수 있다.
도 9는 ALF 데이터의 계층 구조의 일 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, CVS(coded video sequence)는 SPS, 하나 이상의 PPS, 그리고 뒤따르는 하나 이상의 코딩된 픽처를 포함할 수 있다. 각 코딩된 픽처는 사각 리전들로 나눠질 수 있다. 상기 사각 리전들은 타일들이라고 불릴 수 있다. 하나 이상의 타일들은 모여서 슬라이스 또는 타일 그룹을 형성할 수 있다. 이 경우, 슬라이스 헤더(타일 그룹 헤더)가 PPS에 링크되고, 상기 PPS가 SPS에 링크될 수 있다. 기존 방법에 따르면 상기 ALF 데이터(ALF 파라미터)는 슬라이스 헤더(타일 그룹 헤더)에 포함되었다. 하나의 비디오가 다수의 픽처들로 구성되고, 하나의 픽처가 다수의 타일들을 포함하는 것을 고려할 때, ALF 데이터(ALF 파라미터) 시그널링이 슬라이스(타일 그룹) 단위로 빈번하게 이루어지는 것은 코딩 효율을 저하시키는 문제가 있었다.
본 문서에서 제안된 일 실시예에 따르면 상기 ALF 파라미터는 다음과 같이 APS에 포함되어 시그널링될 수 있다.
도 10은 ALF 데이터의 계층 구조의 다른 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, APS가 정의되고, 상기 APS는 필요한 ALF 데이터(ALF 파라미터)를 나를 수 있다. 게다가, APS는 자기 식별 파라미터(self-identification parameter) 및 ALF 데이터를 가질 수 있다. 상기 APS의 자기 식별 파라미터는 APS ID를 포함할 수 있다. 즉, 상기 APS는 ALF 데이터 필드 외에도 상기 APS ID를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더)는 APS 인덱스 정보를 이용하여 APS를 참조할 수 있다. 다시 말하면, 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더)는 APS 인덱스 정보를 포함할 수 있으며, 상기 APS 인덱스 정보가 가리키는 APS ID를 갖는 APS에 포함된 ALF 데이터(ALF 파라미터)를 기반으로 대상 블록에 대한 ALF 절차를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 APS 인덱스 정보는 APS ID 정보라고 불릴 수도 있다.
또한, 상기 SPS는 ALF의 사용을 허용하는 플래그를 포함할 수 있다. 예를 들어, CVS가 시작(begin)할 때, SPS가 체크되고, 상기 SPS 내에 상기 플래그가 체크될 수 있다. 예를 들어, SPS는 아래 표 1의 신택스를 포함할 수 있다. 표 1의 신택스는 SPS의 일부분일 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000001
상기 표 1의 신택스에 포함된 신택스 요소의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000002
즉, 상기 sps_alf_enabled_flag 신택스 요소는 그 값이 0인지 1인지 여부를 기반으로 ALF가 가용한지 여부를 나타낼 수 있다. sps_alf_enabled_flag 신택스 요소는 ALF 가용 플래그(제1 ALF 가용 플래그라고 불릴 수 있다)라고 불릴 수 있고, SPS에 포함될 수 있다. 즉, 상기 ALF 가용 플래그는 SPS(또는 SPS 레벨)에서 시그널링될 수 있다. 상기 SPS에서 시그널링되는 상기 ALF 가용 플래그의 값이 1인 경우, 상기 SPS를 참조하는 CVS 내의 픽처들에 대하여 기본적으로 ALF가 가용하도록 결정될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이 상기 SPS보다 하위 레벨에서 추가적인 가용 플래그를 시그널링하여 개별적으로 ALF를 on/off 처리할 수도 있다.
예를 들어, ALF 툴이 CVS에 대하여 가용한 경우, 타일 그룹 헤더 또는 슬라이스 헤더에서 추가적인 가용 플래그(제2 ALF 가용 플래그라고 불릴 수 있다)가 시그널링될 수 있다. 상기 제2 ALF 가용 플래그는 예를 들어, SPS 레벨에서 ALF가 가용한 경우에 파싱/시그널링될 수 있다. 만약, 제2 ALF 가용 플래그의 값이 1인 경우, 상기 타일 그룹 헤더 또는 상기 슬라이스 헤더를 통하여 ALF 데이터를 파싱할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 ALF 가용 플래그는 루마 및 크로마 성분들에 관한 ALF 가용 조건(condition)을 명시(specify)할 수 있다. 상기 ALF 데이터는 APS ID 정보를 통하여 접근할 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000003
상기 표 3의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000004
상기 제2 ALF 가용 플래그는 slice_alf_enabled_flag 신택스 요소를 포함할 수 있다.
상기 APS ID 정보 (ex. slice_aps_id 신택스 요소)를 기반으로 해당 슬라이스에서 참조하는 APS가 식별될 수 있다. 상기 APS는 ALF 데이터를 포함할 수 있다.
한편, ALF 데이터를 포함하는 APS의 구조는 예를 들어, 다음과 같은 신택스 및 시맨틱스를 기반으로 설명될 수 있다. 표 5의 신택스는 APS의 일부분일 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000005
상기 표 5의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000006
상기와 같이, adaptation_parameter_set_id 신택스 요소는 해당 APS의 식별자를 나타낼 수 있다. 즉, APS는 상기 adaptation_parameter_set_id 신택스 요소를 기반으로 식별될 수 있다. 상기 adaptation_parameter_set_id 신택스 요소는 APS ID 정보라고 불릴 수 있다. 또한, 상기 APS는 ALF 데이터 필드를 포함할 수 있다. 상기 ALF 데이터 필드는 상기 adaptation_parameter_set_id 신택스 요소 이후에 파싱/시그널링될 수 있다.
또한, 예를 들어, APS에서 APS 확장 플래그(ex. aps_extension_flag 신택스 요소)가 파싱/시그널링될 수 있다. 상기 APS 확장 플래그는 APS 확장 데이터 플래그(aps_extension_data_flag) 신택스 요소들이 존재하는지 여부를 지시할 수 있다. 상기 APS 확장 플래그는 예를 들어 VVC 표준의 이후 버전을 위한 확장 포인트들을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
ALF 정보의 핵심 처리/핸들링은 슬라이스 헤더 또는 타일 그룹 헤더에서 수행될 수 있다. 상술한 ALF 데이터 필드는 ALF 필터의 처리에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 ALF 데이터 필드로부터 추출될 수 있는 정보는, 사용되는 필터의 개수 정보, ALF가 루마 성분에만 적용되는지 여부를 나타내는 정보, 컬러 성분에 관한 정보, 지수 골롬(exponential golomb, EG) 파라미터들 및/또는 필터 계수들의 델타값에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
한편, ALF 데이터 필드는 예를 들어 다음과 같이 ALF 데이터 신택스를 포함할 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000007
Figure PCTKR2020006206-appb-I000001
Figure PCTKR2020006206-appb-I000002
상기 표 7의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000008
Figure PCTKR2020006206-appb-I000003
Figure PCTKR2020006206-appb-I000004
Figure PCTKR2020006206-appb-I000005
Figure PCTKR2020006206-appb-I000006
Figure PCTKR2020006206-appb-I000007
Figure PCTKR2020006206-appb-I000008
Figure PCTKR2020006206-appb-I000009
예를 들어, 슬라이스 헤더를 통한 ALF 데이터의 파싱은 먼저 alf_chroma_idc 신택스 요소를 파싱/시그널링함으로써 시작할 수 있다. alf_chroma_idc 신택스 요소는 0 내지 3 범위의 값들을 가질 수 있다. 상기 값들은 ALF 기반 필터링 절차가 루마 성분에만 적용되는지, 또는 루마 및 크로마 성분들의 조합에 적용되는지를 나타낼 수 있다. 일단, 각 성분에 대한 가용 여부(가용 파라미터들)가 결정되면, 루마 (성분) 필터들의 개수에 관한 정보가 파싱될 수 있다. 일 예로, 사용될 수 있는 필터들의 최대 개수는 25로 설정될 수 있다. 만약 시그널링되는 루마 필터들의 개수가 적어도 하나이면, 0부터 최대 필터 개수(ex. 25, which may alternatively be known as class)까지 범위의 각 필터에 대하여, 상기 필터에 대한 인덱스 정보가 파싱/시그널링될 수 있다. 이는 매 클래스(즉, 0부터 최대 필터 개수까지)가 필터 인덱스와 연계됨을 의미(implies)할 수 있다. 상기 필터 인덱스를 기반으로 각 클래스에 대하여 사용될 필터가 라벨링되면, 플래그 (ex. alf_luma_coeff_delta_flag)가 파싱/시그널링될 수 있다. 상기 플래그는 ALF 루마 필터 계수 델타값의 예측에 관한 플래그 정보(ex.alf_luma_coeff_delta_prediction_flag)가 슬라이스 헤더에 존재하는지 여부를 해석하기 위하여 사용될 수 있다.
만약 alf_luma_num_filters_signalled_minus1 신택스 요소에 의하여 시그널링되는 루마 필터의 개수가 0보다 크고, alf_luma_coeff_delta_flag 신택스 요소의 값이 0이면, 이는 alf_luma_coeff_delta_prediction_flag 신택스 요소가 슬라이스 헤더에 존재하고 그 상태(status)가 평가(evaluate)될 있음을 의미할 수 있다. 만약, alf_luma_coeff_delta_prediction_flag 신택스 요소의 상태가 1을 나타내면, 이는 루마 필터 계수들이 이전 루마 (필터) 계수들로부터 예측됨을 의미할 수 있다. 만약 alf_luma_coeff_delta_prediction_flag 신택스 요소의 상태가 0을 나타내면, 이는 루마 필터 계수들이 이전 루마 (필터) 계수들의 델타들로부터 예측되지 않음을 의미할 수 있다.
APS 및 슬라이스 헤더로부터의 계층 정보가 디코딩되면, 코딩 트리 유닛(CTU)이 디코딩된다. 1 개의 NAL(Network Abstraction Layer) 유닛은 슬라이스 헤더 및 슬라이스 데이터를 포함할 수 있다. 슬라이스 데이터는 코딩 트리 유닛의 디코딩을 용이하게 할 수 있다.
아래 표는 상기 코딩 트리 유닛의 신택스를 예시적으로 나타낸다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000009
상기 표 9의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000010
Figure PCTKR2020006206-appb-I000010
델타 필터 계수(ex. alf_luma_coeff_delta_abs)가 지수 골롬 코드를 기반으로 코딩된 경우, 상기 델타 루마 필터 계수(ex. alf_luma_coeff_delta_abs)를 디코딩하기 위하여, 지수 골롬(EG) 코드의 차수 k(order-k)가 결정될 할 수 있다. 예를 들어 차수 k를 이용한 지수 골롬 코딩을 기반으로 필터 계수들이 디코딩될 수 있다. 상기 지수 골롬 코드의 차수는 EG(k)라고 표현될 수 잇다. EG(k)를 정하기 위하여, alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소가 파싱/시그널링될 수 있다. 상기 alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소는 엔트로피 코딩된 신택스 요소일 수 있다. alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소는 상기 델타 루마 필터 계수의 디코딩을 위하여 사용되는 EG의 최소 차수(smallest order)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소의 값은 0부터 6 범위 내의 값일 수 있다. 상기 alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소가 파싱/시그널링된 후, alf_luma_eg_order_increase_flag 신택스 요소가 파싱/시그널링될 수 있다. 만약, 상기 alf_luma_eg_order_increase_flag 신택스 요소의 값이 1이면, 이는 상기 alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소가 나타내는 EG의 차수가 1만큼 증가함을 나타낸다. 만약, 상기 alf_luma_eg_order_increase_flag 신택스 요소의 값이 0이면, 이는 상기 alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소가 나타내는 EG의 차수가 증가하지 않음을 나타낸다. 상기 EG의 차수는 상기 EG의 인덱스로 나타내어질 수 있다. 상기 alf_luma_min_eg_order_minus1 신택스 요소 및 상기 alf_luma_eg_order_increase_flag 신택스 요소에 기반한 (루마 성분에 관한) EG 차수 (또는 EG 인덱스)는 예를 들어 다음과 같이 판단될 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000011
상기 판단 절차를 기반으로 expGoOrderY는 expGoOrderY=KminTab로 도출될 수 있다. 이를 통하여 EG 차수들을 포함하는 어레이가 도출될 수 있으며, 이는 디코딩 장치에 의하여 사용될 수 있다. 상기 expGoOrderY는 상기 EG 차수 (또는 EG 인덱스)를 나타낼 수 있다.
아래 표는 상술된 알고리즘에 기반하여 골롬 차수를 도출하기 위한 방법을 나타낼 수 있다. 즉, 상술된 알고리즘은 아래 표에 기반할 수 있다. 아래 표에서, 골롬 인덱스가 입력일 있 수 있고 그리고 사용될 k차 차수가 대응하는 출력일 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000012
상기 표 12를 참조하면, (최소) 골롬 차수 및/또는 (최소) 골롬 인덱스는 alf_eg_order_increase_flag[i]를 기반으로 증가될 수 있다. 예를 들어, alf_luma_min_eg_order_minus1 = 0이면 Kmin은 = 0 + 1로 설정될 수 있다. 골롬 인덱스가 0의 경우 alf_luma_eg_order_increase_flag [i]가 파싱될 수 있다. 상기 플래그가 인에이블되면(가용하면) 골롬 인덱스 = 0에 해당하는 골롬 차수가 초기 Kmin 값으로부터 1씩 증가할 수 있다. 상기 표 11과 같이 상기 플래그가 골롬 인덱스 = 0 인경우에 디스에이블되면(가용하지 않으면) 골롬 차수는 증가하지 않을 수 있다. Kmin은 골롬 차수로 업데이트될 수 있고 예를 들어 골롬 인덱스는 1로 처리될(업데이트될) 수 있다. 여기서 alf_luma_eg_order_increase_flag[1]의 값은 1일 수 있다. 따라서 Kmin 골롬 차수는 2로 증가할 수 있다. 마찬가지로 alf_luma_eg_order_increase_flag[2]가 인에이블되고(가용하고), 이는 Kmin이 1씩 증가하여 마지막 골롬 차수(final golomb order)가 3이 됨을 지시할 수 있다.
도 11은 필터의 종류에 따라 필터 계수들이 가지는 골롬 인덱스를 예시적으로 나타낸다. 도 11의 (a)는 5x5 필터를 나타낼 수 있고 그리고 도 11의 (b)은 7x7 필터를 나타낼 수 있다. 여기서, 대칭적인 필터의 일부만이 도시될 수 있다. 도 11에서, 각 위치들의 숫자들은 각 위치들에 대응하는 ALF 필터 계수들에 대해 사전에할당된(pre-assigned) 골롬 인덱스들을 나타낼 수 있다.
일 예에서, 주어진 필터 계수에 대한 k차 골롬 차수는 주어진 계수 위치의 골롬 인덱스를 상기 표 11에 인덱싱함으로써 결정될 수 있다. 각 ALF 필터 계수는 상기 k차 차수를 사용하여 디코딩될 수 있다.
일 예에서, 미리정의된(pre-defined) 골롬 차수 인덱스(즉, golombOrderIdxY)가 존재할 수 있다. 상기 미리정의된 골롬 차수는 상기 계수들을 코딩하기 위한 마지막 골롬 차수(final golomb order)를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 미리정의된 골롬 차수는 예를 들어 다음 표와 같이 구성될 수 있다.
golombOrderIdxY[ ] = { 0, 0, 1, 0, 1, 2, 1, 0, 0, 1, 2 }
여기서, 차수 k = expGoOrderY[golombOrderIdxY[j]]이고, j는 j번째 시그널링되는 필터 계수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, j=2이면, 즉 3번째 필터 계수이면, golomborderIdxY[2] = 1이고, 따라서 k = expGoOrderY[1]일 수 있다.
이 경우, 예를 들어, 만약 alf_luma_coeff_delta_flag 신택스 요소의 값이 참(true), 즉 1을 나타내면, 시그널링되는 모든(every) 필터에 대하여, alf_luma_coeff_flag 신택스 요소가 시그널링될 수 있다. 상기 alf_luma_coeff_flag 신택스 요소는 루마 필터 계수가 (명시적으로) 시그널링되는지 여부를 나타낸다.
상기 EG 차수와 상술한 관련 플래그들(ex. alf_luma_coeff_delta_flag, alf_luma_coeff_flag 등)의 상태가 결정되면, 루마 필터 계수들의 차분 정보 및 부호(sign) 정보가 파싱/시그널링될 수 있다(즉, alf_luma_coeff_flag가 참(true)을 나타내는 경우). 12개의 필터 계수들 각각에 대한 델타 절대값 정보 (alf_luma_coeff_delata_abs 신택스 요소)가 파싱/시그널링될 수 있다. 게다가, 만약 상기 alf_luma_coeff_delata_abs 신택스 요소가 값을 갖는 경우, 부호 정보 (alf_luma_coeff_delta_sign 신택스 요소)가 파싱/시그널링될 수 있다. 상기 루마 필터 계수들의 차분 정보 부호 정보를 포함하는 정보는 상기 루마 필터 계수들에 관한 정보라고 불릴 수 있다.
상기 필터 계수들의 델타들은 상기 부호와 함께(along with) 결정되고, 저장될 수 있다. 이 경우 상기 부호를 지닌(signed) 필터 계수들의 델타들은 어레이 형태로 저장될 수 있고, 이는 filterCoefficients로 나타내어질 수 있다. 상기 필터 계수들의 델타들은 델타 루마 계수들이라고 불릴 수 있고, 상기 부호를 지닌 필터 계수들의 델타들은 부호를 지닌 델타 루마 계수들이라고 불릴 수 있다.
상기 부호를 지닌 델타 루마 계수들로부터 최종 필터 계수들을 결정하기 위하여, (루마) 필터 계수들은 다음과 같이 업데이트될 수 있다.
filterCoefficients[sigFiltIdx][j] += filterCoefficients[sigFiltIdx][j]
여기서, j는 필터 계수 인덱스를 나타낼 수 있고, sigFiltIdx는 시그널링되는 필터 인덱스를 나타낼 수 있다. j={0, ...,11} 그리고 sigFiltIdx = {0, ...,alf_luma_filters_signaled_minus1}일 수 있다.
상기 계수들은 최종 AlfCoeffL[filtIdx][j]로 복사(copy)될 수 있다. 여기서, filtidx = 0, ...,24 및 j = 0, ...,11일 수 있다.
주어진 필터 인덱스에 대한 상기 부호를 지닌 델타 루마 계수들은 처음 12개의 필터 계수들을 결정하기 위하여 사용될 수 있다. 7x7 필터의 13번째 필터 계수는 예를 들어 다음 수학식을 기반으로 결정될 수 있다. 상기 13번째 필터 계수는 상술한 센터 탭의 필터 계수를 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-M000001
여기서, 상기 필터 계수 인덱스 12는 13번째 필터 계수를 나타낼 수 있다. 참고로, 상기 필터 계수 인덱스는 0부터 시작하므로 값 12는 13번째 필터 계수를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 비트스트림 부합(conformance)을 보장하기 위하여, 상기 최종 필터 계수들 AlfCoeffL[filtIdx][k] 값의 범위는 k가 0, ...,11까지인 경우 -27부터 27-1까지일 수 있고, k가 12인 경우 0부터 28-1까지일 수 있다. 여기서, 상기 k는 j로 대체될 수 있다.
루마 성분에 대한 처리가 수행되면, alf_chroma_idc 신택스 요소를 기반으로 크로마 성분에 대한 처리가 수행될 수 있다. 만약 alf_chroma_idc 신택스 요소의 값이 0보다 큰 경우, 상기 크로마 성분에 대한 최소 EG 차수 정보(ex. alf_chroma_min_eg_order_minus1 신택스 요소)가 파싱/시그널링될 수 있다. 상술한 본 문서의 실시예에 따르면 크로마 성분에 대하여 5x5 다이아몬드 필터 모양이 사용될 수 있으므로, 이 경우 최대 골롬 인덱스는 2일 수 있다. 이 경우 크로마 성분에 대한 EG 차수 (또는 EG 인덱스)는 예를 들어 다음과 같이 판단될 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000013
상기 판단 절차를 기반으로 expGoOrderC는 expGoOrderC=KminTab로 도출될 수 있다. 이를 통하여 EG 차수들을 포함하는 어레이가 도출될 수 있으며, 이는 디코딩 장치에 의하여 사용될 수 있다. 상기 expGoOrderC 크로마 성분에 관한 상기 EG 차수 (또는 EG 인덱스)를 나타낼 수 있다.
alf_luma_clip_flag가 인에이블되면(가용하다면), 클리핑을 위한 최소 지수 골롬 차수가 파싱될 수 있다. ALF 계수 시그널링과 유사하게, alf_luma_clip_eg_order_increase_flag가 파싱될 수 있다. 그러고나서 각 필터 인덱스에 대해, alf_luma_doeff_flag가 인에이블되고(가용하고), 그리고 필터 계수(i.e., j = 0 .. 1)가 존재하면, 클리핑 인덱스가 파싱될 수 있다.
일단 루마 필터 계수들이 복원되면(reconstructed), 크로마 계수들도 파싱될 수 있다. 또한, 미리정의된(pre-defined) 골롬 차수 인덱스(golombOrderIdxC)가 있을 수 있다. 상기 미리정의된 골롬 차수는 상기 계수들을 코딩하기 위한 마지막 골롬 차수(final golomb order)를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
예를 들어, 상기 미리정의된 골롬 차수는 예를 들어 다음 표와 같이 구성될 수 있다.
golombOrderIdxC[ ] = { 0, 0, 1, 0, 0, 1 }
여기서, 차수 k = expGoOrderC[golombOrderIdxC[j]]이고, j는 j번째 시그널링되는 필터 계수를 나타낼 수 있다. 예를 들어, j=2이면, 즉 3번째 필터 계수이면, golomborderIdxY[2] = 1이고, 따라서 k = expGoOrderC[1]일 수 있다.
이를 기반으로, 크로마 필터 계수들의 절대값 정보 및 부호(sign) 정보가 파싱/시그널링될 수 있다. 상기 크로마 필터 계수들의 절대값 정보 및 부호 정보를 포함하는 정보는 크로마 필터 계수들에 관한 정보라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 크로마 성분에 대하여 5x5 다이아몬드 필터 모양이 적용될 수 있으며, 이 경우 6개의 (크로마 성분) 필터 계수들 각각에 대한 델타 절대값 정보 (alf_chroma_coeff_abs 신택스 요소)가 파싱/시그널링될 수 있다. 게다가, 만약 상기 alf_chroma_coeff_abs 신택스 요소의 값이 0보다 큰 경우, 부호 정보 (alf_chroma_coeff_sign 신택스 요소)가 파싱/시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 6개 크로마 필터 계수들은 상기 크로마 필터 계수들에 관한 정보를 기반으로 도출될 수 있다. 이 경우, 7번째 크로마 필터 계수는 예를 들어 다음 수학식을 기반으로 결정될 수 있다. 상기 7번째 필터 계수는 상술한 센터 탭의 필터 계수를 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-M000002
여기서, 상기 필터 계수 인덱스 6는 7번째 필터 계수를 나타낼 수 있다. 참고로, 상기 필터 계수 인덱스는 0부터 시작하므로 값 6은 7번째 필터 계수를 나타낼 수 있다.
예를 들어, 비트스트림 부합(conformance)을 보장하기 위하여, 상기 최종 필터 계수들 AlfCoeffC[filtIdx][k] 값의 범위는 k가 0부터 5까지인 경우 -27부터 27-1까지일 수 있고, k가 6인 경우 0부터 28-1까지일 수 있다. 여기서, 상기 k는 j로 대체될 수 있다.
그러고나서, 루마의 경우와 유사하게, 크로마를 위한 클리핑 인덱스가 결정되면 alf_luma_clip_flag가 검사될(checked) 수 있다. 만일 상기 플래그가 인에이블된다면(가용하다면), 클리핑을 위한 최소 골롬 차수가 파싱될 수 있다. 그러고나서 필터 계수들이 존재한다면 alf_chroma_clip_index가 파싱될 수 있다.
상술한 바와 같이, (루마/크로마) 필터 계수들이 도출되면, 상기 필터 계수들 또는 상기 필터 계수들을 포함하는 필터를 기반으로 ALF 기반 필터링을 수행할 수 있다. 이를 통하여 수정된 복원 샘플들이 도출될 수 있음은 상술한 바와 같다. 또한, 다수의 필터들이 도출될 수 있고, 상기 다수의 필터들 중 하나의 필터의 필터 계수들이 상기 ALF 절차를 위하여 사용될 수도 있다. 일 예로, 시그널링된 필터 선택 정보를 기반으로 상기 다수의 필터들 중 하나가 지시될 수 있다. 또는 예를 들어, 현재 블록 또는 ALF 대상 블록의 활동성 및/또는 방향성을 기반으로 상기 다수의 필터들 중 하나의 필터가 선택되고, 상기 선택된 필터의 필터 계수들이 상기 ALF 절차를 위하여 사용될 수도 있다.
본 문서의 일 실시예에서는 상술한 ALF를 효율적으로 적용하기 위한 코딩 절차가 제안한다. 본 문서의 일 실시예에 따르면, 상술된 표 9 및 10 내의 신택스 요소 alf_luma_fixed_filter_idx를 위한 이진화 절차의 예가 제안된다. 여기서, alf_luma_fixed_filter_idx는 (루마) CTB(복원 샘플들)에 적용되는 고정된 필터(fixed filter)를 명시(specify)할 수 있다.
일 예에서, alf_use_aps_flag가 참(1의 값)인 경우, APS로부터의 필터 세트가 (루마) CTB(복원 샘플들)에 적용될 수 있고 그리고 이전 필터에 관한 정보(ex. alf_luma_prev_filter_idx_minus1 또는 alf_prev_filter_idx)를 기반으로 필터 계수가 도출될 수 있다. alf_use_aps_flag가 거짓(0의 값)인 경우 고정된 필터가 (루마) CTB(복원 샘플들)에 적용될 수 있다. 예를 들어, alf_luma_fixed_filter_idx의 값은 0에서 15까지의 범위 내에 있을 수 있다.
아래 표는 ALF에 관련된 신택스 요소들의 이진화 절차의 일 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000014
표 14에서, 신택스 요소 alf_luma_fixed_filter_idx는 트렁케이티드 바이너리(truncated binary, TB) 이진화 절차에 기반하여 코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 신택스 요소에 관련된 최대 값(ex. cMax)은 15일 수 있다. TB 이진화 절차에 따르면, 어떠한 추가적인 이점 없이 복잡도만 불필요하게 증가될 수 있다. 이를 위해, 고정 길이(fixed length, FL) 이진화 절차에 기반한 다음과 같은 예가 제안된다.
아래 표는 ALF 절차에 관련된 신택스 요소들의 이진화를 위한 정보의 다른 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000015
표 15는 표 14와의 차이를 중심으로 설명될 것이다. 표 15에서, 신택스 요소 alf_luma_fixed_filter_idx는 FL 이진화 절차에 기반하여 코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 신택스 요소에 관련된 최대 값(ex. cMax)은 4비트들을 사용하여 표현될 수 있다.
아래 표는 상술된 표 15에 따라 컨텍스트 코딩된 빈들로 ctxInc를 신택스 요소들에 할당(assigning ctxInc to syntax elements with context coded bins)하는 예시를 나타낸다. 표 15에서는, 예를 들면 5보다 크거나 같은 binIdx를 갖는 빈은 신택스 요소 alf_luma_fixed_filter_idx에 대해 존재하지 않을 수 있다(또는 이용 가능하지 않을 수 있다(may not available)).
Figure PCTKR2020006206-appb-T000016
본 문서의 일 실시예에서는 골롬 차수들의 시그널링 도출 절차를 단순화시키기 위한 ALF 계수들과 관련된 시그널링 방법이 제안된다. 예를 들면, 본 문서의 일 실시예에서는 고정된 시그널링을 통해 상기 제안되는 방법이 달성될 수 있다. 일 예에서, 지수 골롬 코드의 k차 차수는 루마에서 대해 2, 크로마에 대해 3으로 고정될 수 있다. 다만 본 문서의 일 실시예에는 반드시 이와 같은 예시에 의해 제한되는 것은 아니고 상기 k차 차수는 다른 적절한 값으로 고정될 수도 있다.
아래 표는 상술된 단순화가 적용된 ALF 데이터 필드의 신택스를 나타낸다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000017
Figure PCTKR2020006206-appb-I000011
상기 표 17의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000018
Figure PCTKR2020006206-appb-I000012
본 문서의 일 실시예에서는 각 ALF 필터 계수를 위해 사전에-결정된(pre-determined) 골롬 차수들을 사용하는 방법이 제안된다.
아래 표는 ALF 루마 계수들을 디코딩하기 위해 사용되는 골롬 차수(kth order)를 예시적으로 나타낸다. C0 내지 C11은 ALF 루마 계수 인덱스들(또는 예를 들어 도 6에 따른 ALF를 위한 필터 모양 내 위치들에 의존하는 필터 계수들)을 나타내고, 여기서 k차 차수(kth order)는 예를 들어 2 또는 3일 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000019
아래 표는 본 실시예에 따른 코딩에 기반한 시맨틱스를 예시적으로 나타낸다. 예를 들어, 아래 표는 크로마 계수들에 대한 골롬 차수를 고정하도록 수정된 시맨틱스일 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000020
Figure PCTKR2020006206-appb-I000013
Figure PCTKR2020006206-appb-I000014
본 문서의 일 실시예에서는 고정된 골롬 차수를 오직 크로마 성분들을 위해서만 시그널링하는 방법이 제안된다. 즉, 크로마 성분들을 위해 골롬 차수를 고정하는 시그널링의 예시가 본 실시예에 따라 구현된다.
아래 표는 본 문서의 일 실시예에 따른 코딩에 기반한 ALF 데이터 필드의 신택스를 예시적으로 나타낸다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000021
Figure PCTKR2020006206-appb-I000015
Figure PCTKR2020006206-appb-I000016
상기 표 21의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000022
본 문서의 일 실시예에서는 ALF 클리핑에 관한 정보(예컨대, alf_luma_clip_idx[sfIdx][j], alf_chroma_clip_idx[j] etc.)의 코딩을 위한 고정 시그널링(fixed sifnaling)이 제안된다. 예를 들어, k차 차수 골롬은 상술된 실시예들과 같이 사전에-결정되거나(pre-determined) 또는 사전에-고정될(pre-fixed) 수 있고 그리고 사용될 수 있다.
아래 표는 본 실시예에 따른 코딩에 기반한 ALF 데이터 필드의 신택스를 예시적으로 나타낸다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000023
Figure PCTKR2020006206-appb-I000017
Figure PCTKR2020006206-appb-I000018
상기 표 23의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000024
Figure PCTKR2020006206-appb-I000019
본 문서의 일 실시예에서는 지수 골롬 코딩(exponential golomb coding)에 기반하는(또는 의존하는(rely on)) ALF 데이터 필드에 대한 다양한 관점에서의 시그널링 조합이 제안된다. 즉, 상술된 실시예들 중 적어도 하나를 조합하는 시그널링의 예시가 본 실시예를 통해 구현될 수 있다.
아래 표는 본 실시예에 따른 코딩에 기반한 ALF 데이터 필드의 신택스를 예시적으로 나타낸다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000025
Figure PCTKR2020006206-appb-I000020
상기 표 25의 신택스에 포함된 신택스 요소들의 시맨틱스는 예를 들어, 다음 표와 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2020006206-appb-T000026
Figure PCTKR2020006206-appb-I000021
이하의 도면은 본 명세서의 구체적인 일례를 설명하기 위해 작성되었다. 도면에 기재된 구체적인 장치의 명칭이나 구체적인 신호/메시지/필드의 명칭은 예시적으로 제시된 것이므로, 본 명세서의 기술적 특징이 이하의 도면에 사용된 구체적인 명칭에 제한되지 않는다.
도 12 및 13은 본 문서의 실시예(들)에 따른 비디오/영상 인코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 12에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, S1200은 상기 인코딩 장치의 가산부(250)에 의하여 수행될 수 있고, S1210 내지 S1230은 상기 인코딩 장치의 필터링부(260)에 의하여 수행될 수 있고, S1240은 상기 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부(230)에 의하여 수행될 수 있고, S1250은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 도 12에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 12를 참조하면, 인코딩 장치는 현재 픽처 내 현재 블록의 예측 샘플들을 도출한다(S1200). 인코딩 장치는 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 인터 예측 또는 인트라 예측 등 본 문서에서 개시된 다양한 예측 방법이 적용될 수 있다.
인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들을 도출한다(S1210). 인코딩 장치는 상기 예측 샘플들과 원본 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 원본 샘플들과 상기 수정된 복원 샘플들 간의 비교를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 레지듀얼 정보를 도출한다(S1220). 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출될 수 있다. 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들이 생성될 수 있다. 상기 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록 및 복원 픽처가 도출될 수 있다.
인코딩 장치는 복원 샘플들을 생성한다(S1230). 인코딩 장치는 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 예측 샘플들과 레지듀얼 샘플들의 합을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 복원 샘플들을 기반으로 인트라 예측을 수행할 수 있다.
인코딩 장치는 복원 샘플들에 대한 ALF를 위한 필터 계수들을 도출한다(S1240). 인코딩 장치는 ALF 관련 정보를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 복원 샘플들에 대한 필터링을 위하여 적용될 수 있는, ALF에 관련된 파라미터를 도출하고, ALF 관련 정보를 생성한다. 예를 들어, ALF 관련 정보는 본 문서에서 상술한 ALF 관련된 정보(ex. 계수 정보, 고정된 필터에 관한 정보, 클리핑에 관한 정보 etc)를 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 ALF를 위한 계수 정보를 생성할 수 있다(S1250). 예를 들면, ALF를 위한 계수 정보는 필터 계수들을 포함할 수 있다. 또는, 계수 정보는 필터 계수들을 디코딩하기 위해 사용될 수 있다.
인코딩 장치는 영상/비디오 정보를 인코딩한다(S1260). 상기 영상/비디오 정보는 상기 복원 샘플들 생성을 위한 정보 및/또는 상기 ALF 관련 정보(ex. 계수 정보, 고정된 필터에 관한 정보, 클리핑에 관한 정보 etc)를 포함할 수 있다. 상기 복원 샘플들 생성을 위한 정보는 예를 들어 예측 관련 정보, 레지듀얼 정보 및/또는 양자화/변환 관련 정보를 포함할 수 있다. 상기 예측 관련 정보는 다양한 예측 모드(ex. 머지 모드, MVP 모드 등)에 대한 정보, MVD 정보 등을 포함할 수 있다.
인코딩된 영상/비디오 정보는 비트스트림 형태로 출력될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.
상기 영상/비디오 정보는 본 문서의 실시예에 따른 다양한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상/비디오 정보는 상술한 표 1, 3, 5, 7, 9, 17, 21, 23, 25 중 적어도 하나에 개시된 정보를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 인코딩 장치는 지수 골롬 코딩을 기반으로 상기 계수 정보(ex. alf_luma_coeff_delta_abs, alf_chroma_coeff_abs)를 인코딩할 수 있다. 예를 들면, 상기 지수 골롬 코딩은 고정된 차수에 기반할 수 있다. 즉, 고정된 차수를 사용하는 지수 골롬 코딩을 기반으로 상기 계수 정보가 인코딩될 수 있다. 고정된 차수를 사용하는 지수 골롬 코딩은 상술된 표 17 내지 26의 설명을 따를 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정된 차수는 0, 2 또는 3 중 하나일 수 있다. 일 예에서, 상기 복원 샘플들이 루마 샘플들인 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 2일 수 있다. 다른 예에서, 상기 복원 샘플들이 크로마 복원 샘플들인 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 3일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정된 차수는 상기 ALF를 위한 필터 모양 내 상기 필터 계수들의 위치들을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정된 차수는 상술된 표 19를 기반으로 결정(도출)될 수 있다.
일 실시예에서, 인코딩 장치는 ALF를 위한 고정된 필터들 중 하나를 지시하는 고정된 필터 인덱스에 관한 정보를 도출할 수 있고, 상기 영상 정보는 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 필터 계수들의 도출은 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보에 기반할 수 있다. 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보는 이진화 절차를 기반으로 획득되고, 그리고 상기 이진화 절차는 고정 길이(fixed length, FL) 이진화를 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 고정된 필터 인덱스에 관한 정보는 상술된 표 15 및 16의 alf_luma_fixed_filter_idx를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보의 빈 스트링은 5개의 빈들을 포함할 수 있다. 상기 5개의 빈들 각각은 바이패스 기반 디코딩될 수 있다.
일 실시예에서, 인코딩 장치는 ALF 클리핑에 관한 정보(ex. alf_luma_clip_idx, alf_chroma_clip_idx)를 도출할 수 있고, 상기 영상 정보는 상기 ALF 클리핑에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 ALF 클리핑에 관한 정보는 상기 고정된 차수를 이용하는 상기 지수 골롬 코딩을 기반으로 인코딩될 수 있다.
도 14 및 15는 본 문서의 실시예에 따른 영상/비디오 디코딩 방법 및 관련 컴포넌트의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 14에서 개시된 방법은 도 3에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, S1400은 상기 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)에 의하여 수행될 수 있고, S1410은 상기 디코딩 장치의 가산부(340)에 의하여 수행될 수 있고, S1420 및 S1430은 상기 디코딩 장치의 필터링부(350)에 의하여 수행될 수 있다. 도 14에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다.
도 14를 참조하면 디코딩 장치는 영상/비디오 정보를 수신/획득한다(S1400). 일 예에서, 영상/비디오 정보는 ALF를 위한 계수 정보 및 레지듀얼 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, ALF를 위한 계수 정보는 필터 계수들을 포함할 수 있다. 또는, 계수 정보는 필터 계수들을 디코딩하기 위해 사용될 수 있다. 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 영상/비디오 정보를 수신/획득할 수 있다.
상기 영상/비디오 정보는 본 문서의 실시예에 따른 다양한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 영상/비디오 정보는 상술한 표 1, 3, 5, 7, 9, 17, 21, 23, 25 중 적어도 하나에 개시된 정보를 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 복원 샘플들을 생성한다(S1410). 디코딩 장치는 영상/비디오 정보에 포함된 예측 관련 정보를 기반으로 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 영상/비디오 정보에 포함된 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다. 상기 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록 및 복원 픽처가 도출될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 계수 정보를 기반으로 상기 ALF를 위한 필터 계수들을 도출한다(S1420). 디코딩 장치는 상기 ALF를 위한 필터 계수들을 도출하고, 상기 복원 샘플들 및 상기 필터 계수들을 기반으로 수정된 복원 샘플들을 생성할 수 있다. 하나의 필터는 필터 계수들의 집합을 포함할 수 있다. 상기 ALF 데이터를 기반으로 상기 필터 또는 상기 필터 계수들이 도출될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 복원 샘플들 및 상기 필터 계수들을 기반으로 수정된 복원 샘플들을 생성한다(S1430). 예를 들어, 디코딩 장치는 복원 샘플들을 필터링하여 수정된 복원 샘플들을 생성할 수 있고, 복원 샘플들의 필터링 절차는 필터 계수들 기반 필터를 사용하여 수행될 수 있다. 디코딩 장치에 의해 복원된 픽처는 수정된 복원 샘플들을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 디코딩 장치는 지수 골롬 코딩을 기반으로 상기 계수 정보(ex. alf_luma_coeff_delta_abs, alf_chroma_coeff_abs)를 디코딩하여 획득할 수 있다. 예를 들면, 상기 지수 골롬 코딩은 고정된 차수에 기반할 수 있다. 즉, 고정된 차수를 사용하는 지수 골롬 코딩을 기반으로 상기 계수 정보가 디코딩될 수 있다. 고정된 차수를 사용하는 지수 골롬 코딩은 상술된 표 17 내지 26의 설명을 따를 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정된 차수는 상기 고정된 차수에 관한 정보의 시그널링 없이 사전에 결정(pre-determined)될 수 있다.
예를 들어, 상기 고정된 차수는 0, 2 또는 3 중 하나일 수 있다. 일 예에서, 상기 복원 샘플들이 루마 샘플들인 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 2일 수 있다. 다른 예에서, 상기 복원 샘플들이 크로마 복원 샘플들인 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 3일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정된 차수는 상기 ALF를 위한 필터 모양 내 상기 필터 계수들의 위치들을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 고정된 차수는 상술된 표 19를 기반으로 결정(도출)될 수 있다.
일 실시예에서, 디코딩 장치는 ALF를 위한 고정된 필터들 중 하나를 지시하는 고정된 필터 인덱스에 관한 정보를 도출할 수 있고, 상기 영상 정보는 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보를 포함할 수 있다. 일 예에서, 상기 필터 계수들의 도출은 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보에 기반할 수 있다. 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보는 이진화 절차를 기반으로 획득되고, 그리고 상기 이진화 절차는 고정 길이(fixed length, FL) 이진화를 기반으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 고정된 필터 인덱스에 관한 정보는 상술된 표 15 및 16의 alf_luma_fixed_filter_idx를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보의 빈 스트링은 5개의 빈들을 포함할 수 있다. 상기 5개의 빈들 각각은 바이패스 기반 디코딩될 수 있다.
일 실시예에서, 디코딩 장치는 ALF 클리핑에 관한 정보(ex. alf_luma_clip_idx, alf_chroma_clip_idx)를 도출할 수 있고, 상기 영상 정보는 상기 ALF 클리핑에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 ALF 클리핑에 관한 정보는 상기 고정된 차수를 이용하는 상기 지수 골롬 코딩을 기반으로 디코딩될 수 있다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 해당 실시예는 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 실시예들의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 문서의 실시예들에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 문서에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 문서에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)이 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, VR(virtual reality) 장치, AR(argumente reality) 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량(자율주행차량 포함) 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 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 Recorder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서의 실시예(들)에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예(들)는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예(들)에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 16은 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 본 문서의 실시예들이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 문서의 실시예들이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 명세서에 기재된 청구항들은 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 장치로 구현될 수 있고, 본 명세서의 방법 청구항의 기술적 특징과 장치 청구항의 기술적 특징이 조합되어 방법으로 구현될 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 ALF(adaptive loop filter)를 위한 계수 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 복원 샘플들을 생성하는 단계;
    상기 계수 정보를 기반으로 상기 ALF를 위한 필터 계수들을 도출하는 단계; 및
    상기 복원 샘플들 및 상기 필터 계수들을 기반으로 수정된 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 계수 정보는 지수 골롬 코딩을 기반으로 디코딩되어 획득되고,
    상기 지수 골롬 코딩은 고정된 차수에 기반하는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고정된 차수는 상기 고정된 차수에 관한 정보의 시그널링 없이 사전에 결정(pre-determined)되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고정된 차수는 0, 2, 또는 3 중 하나인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 복원 샘플들이 루마 샘플들인 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 2인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 복원 샘플들이 크로마 복원 샘플들인 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 3인 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 고정된 차수는 상기 ALF를 위한 필터 모양 내 상기 필터 계수들의 위치들을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고정된 차수는 다음 표를 기반으로 결정되고,
    Figure PCTKR2020006206-appb-I000022
    상기 표에서, C0 내지 C11은 상기 필터 모양 내 위치들에 의존하는 필터 계수들을 나타내고, 2 또는 3은 각각의 필터 계수에 대응하는 고정된 차수를 나타내는 것을 특징을 하는, 영상 디코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 영상 정보는 상기 ALF를 위한 고정된 필터들 중 하나를 지시하는 고정된 필터 인덱스에 관한 정보를 포함하고,
    상기 필터 계수들을 도출하는 단계는 상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보에 기반하되,
    상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보는 이진화 절차를 기반으로 획득되고,
    상기 이진화 절차는 고정 길이(fixed length, FL) 이진화를 기반으로 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 고정된 필터 인덱스에 관한 정보의 빈 스트링은 5개의 빈들을 포함하고,
    상기 5개의 빈들 각각은 바이패스 기반 디코딩되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 영상 정보는 ALF 클리핑에 관한 정보를 포함하고,
    상기 ALF 클리핑에 관한 정보는 상기 고정된 차수를 이용하는 상기 지수 골롬 코딩을 기반으로 디코딩되어 획득되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법.
  11. 인코딩 장치에 의해 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    현재 픽처 내 현재 블록의 예측 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 생성하는 단계;
    상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하는 단계;
    상기 복원 샘플들에 대한 ALF(adaptive loop filter)를 위한 필터 계수들을 도출하는 단계;
    상기 필터 계수들을 기반으로 상기 ALF를 위한 계수 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 계수 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 계수 정보는 지수 골롬 코딩을 기반으로 인코딩되고,
    상기 지수 골롬 코딩은 고정된 차수에 기반하는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고정된 차수는 0, 2 또는 3인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복원 샘플들이 루마 샘플들이 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 2인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복원 샘플들이 크로마 샘플들이 경우, 상기 고정된 차수는 0 또는 3인 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법.
  15. 디코딩 장치가 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 정보를 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 있어서, 상기 영상 디코딩 방법은:
    비트스트림으로부터 ALF(adaptive loop filter)를 위한 계수 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 레지듀얼 정보를 기반으로 복원 샘플들을 생성하는 단계;
    상기 계수 정보를 기반으로 상기 ALF를 위한 필터 계수들을 도출하는 단계; 및
    상기 복원 샘플들 및 상기 필터 계수들을 기반으로 수정된 복원 샘플들을 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 계수 정보는 지수 골롬 코딩을 기반으로 디코딩되어 획득되고,
    상기 지수 골롬 코딩은 고정된 차수에 기반하는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
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