KR102648032B1 - 비디오 코딩의 서브 픽처 레벨 지표 시그널링 - Google Patents
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Abstract
비디오 코딩 메커니즘이 개시된다. 이 메커니즘은, 픽처로부터 분할된 하나 이상의 서브 픽처와 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위한 자원 요구사항을 나타내는 서브 픽처 레벨 지표를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계를 포함한다. 비트스트림이 파싱되어 서브 픽처 레벨 지표와 현재의 서브 픽처를 획득한다. 서브 픽처 레벨 지표에 기초하여 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위해 자원이 할당된다. 현재의 서브 픽처는, 할당된 자원을 채용함으로써, 비디오 시퀀스를 생성하기 위해 디코딩된다. 비디오 시퀀스는 디스플레이를 위해 전달된다.
Description
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본 명세서는 일반적으로 비디오 코딩에 관한 것으로, 구체적으로는 비디오 코딩의 서브 픽처 관리에 관한 것이다.
비교적 짧은 비디오라도 묘사하는 데 필요한 비디오 데이터의 양은 상당할 수 있으며, 이는 데이터가 스트리밍되거나 제한된 대역폭 용량을 가진 통신 네트워크를 통해 통신될 때 어려움을 초래할 수 있다. 따라서, 비디오 데이터는 일반적으로 현대의 통신 네트워크를 통해 통신되기 전에 압축된다. 메모리 자원이 제한될 수 있기 때문에 비디오가 저장 장치에 저장될 때 비디오의 크기도 문제가 될 수 있다. 비디오 압축 장치는 종종 소스에서 소프트웨어 및/또는 하드웨어를 사용하여 전송 또는 저장 전에 비디오 데이터를 코딩함으로써, 디지털 비디오 이미지를 표현하는 데 필요한 데이터 양을 줄일 수 있다. 압축된 데이터는 비디오 데이터를 디코딩하는 비디오 압축 해제 장치에 의해 목적지에서 수신된다. 제한된 네트워크 자원과 더 높은 비디오 품질에 대한 요구가 계속 증가함에 따라, 이미지 품질을 거의 또는 전혀 희생하지 않으면서 압축 비율을 개선하는 개선된 압축 및 압축 해제 기술이 바람직하다.
일 실시예에서, 본 명세서는 디코더에서 구현되는 방법을 포함하고, 이 방법은: 디코더의 수신기에 의해, 픽처로부터 분할된 하나 이상의 서브-픽처 및 현재 서브-픽처를 디코딩하기 위한 리소스 요구사항을 나타내는 서브-픽처 레벨 지표를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계; 디코더의 프로세서에 의해, 비트스트림을 파싱하여 서브-픽처 레벨 지표 및 현재 서브-픽처를 획득하는 단계; 프로세서에 의해, 서브-픽처 레벨 지표에 기초하여 현재 서브-픽처를 디코딩하기 위해 리소스를 할당하는 단계; 프로세서에 의해, 할당된 리소스를 채용함으로써 비디오 시퀀스를 생성하기 위해 현재 서브-픽처를 디코딩하는 단계; 및 프로세서에 의해, 디스플레이를 위해 비디오 시퀀스를 포워딩하는 단계를 포함한다. 일부 비디오 코딩 시스템에서는 픽처에 대한 레벨이 시그널링된다. 레벨은 픽처를 디코딩하는 데 필요한 하드웨어 리소스를 나타낸다. 몇몇 경우에서, 상이한 서브-픽처는 몇몇 경우에서 상이한 기능을 가질 수 있고, 따라서 코딩 프로세스 동안 상이하게 취급될 수 있다. 이와 같이, 픽처 기반 레벨은 일부 서브-픽처를 디코딩하는 데 유용하지 않을 수 있다. 현재 예시는 각각의 서브-픽처에 대한 레벨을 시그널링한다. 이러한 방식으로, 덜 복잡한 메커니즘에 따라 코딩된 서브-픽처에 대해 디코딩 요구사항을 너무 높게 설정함으로써 디코더에 불필요하게 과도한 부담을 주지 않고 각각의 서브-픽처가 다른 서브-픽처와 독립적으로 코딩될 수 있다. 시그널링된 서브-픽처 레벨 정보는 인코더 및 디코더에서 네트워크 리소스, 메모리 리소스, 및/또는 프로세싱 리소스의 사용을 감소시키는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율성을 지원한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 서브-픽처 레벨 지표는 비트스트림의 SEI 메시지에 포함된다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 서브-픽처 레벨 지표는 비트스트림의 SPS에 포함된다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 서브-픽처 레벨 지표가 서브-픽처 크기, 서브-픽처 픽셀 카운트, 서브-픽처 비트레이트, 또는 이들의 조합을 나타낸다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 비트스트림은 각각의 서브-픽처에 대한 서브-픽처 ID를 포함하는 SPS를 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 SPS는 각각의 서브-픽처에 대한 서브-픽처 위치를 더 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 SPS는 각각의 서브-픽처에 대한 서브-픽처 크기를 더 포함한다.
일 실시예에서, 본 명세서는 인코더에서 구현되는 방법을 포함하고, 이 방법은: 인코더의 프로세서에 의해 픽처를 복수의 서브-픽처로 분할하는 단계; 프로세서에 의해, 복수의 서브-픽처 중 하나 이상을 비트스트림으로 인코딩하는 단계; 프로세서에 의해, 하나 이상의 서브-픽처 각각을 디코딩하기 위한 리소스 요구사항을 결정하는 단계; 프로세서에 의해, 하나 이상의 서브-픽처를 디코딩하기 위한 리소스 요구사항을 나타내는 서브-픽처 레벨 지표를 비트스트림으로 인코딩하는 단계; 및 디코더를 향한 통신을 위한 비트스트림을 인코더의 메모리에 저장하는 단계를 포함한다. 일부 비디오 코딩 시스템에서는, 픽처에 대한 레벨이 시그널링된다. 레벨은 픽처를 디코딩하는 데 필요한 하드웨어 리소스를 나타낸다. 몇몇 경우에는, 상이한 서브-픽처는 몇몇 경우에서 상이한 기능을 가질 수 있고 따라서 코딩 프로세스 동안 상이하게 취급될 수 있다. 이와 같이, 픽처 기반 레벨은 일부 서브-픽처를 디코딩하는 데 유용하지 않을 수 있다. 현재 예시는 각각의 서브-픽처에 대해 레벨을 시그널링한다. 이러한 방식으로, 덜 복잡한 메커니즘에 따라 코딩된 서브-픽처에 대해 디코딩 요구사항을 너무 높게 설정함으로써 디코더에 불필요하게 과도한 부담을 주지 않고 각각의 서브-픽처가 다른 서브-픽처와 독립적으로 코딩될 수 있다. 시그널링된 서브-픽처 레벨 정보는 인코더 및 디코더에서 네트워크 리소스, 메모리 리소스, 및/또는 프로세싱 리소스의 사용을 감소시키는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율성을 지원한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 서브-픽처 레벨 지표는 비트스트림에서 하나 이상의 SEI 메시지로 인코딩된다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 서브-픽처 레벨 지표는 비트스트림에서 SPS로 인코딩된다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 서브-픽처 레벨 지표가 서브-픽처 크기, 서브-픽처 픽셀 카운트, 서브-픽처 비트레이트, 또는 이들의 조합을 나타낸다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 프로세서에 의해, 서브-픽처 각각에 대한 서브-픽처 식별자(ID)를 포함하는 SPS를 비트스트림으로 인코딩하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 프로세서에 의해, 각각의 서브-픽처에 대한 서브-픽처 위치를 포함하는 SPS를 비트스트림으로 인코딩하는 단계를 더 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 각각의 서브-픽처에 대한 서브-픽처 크기를 포함하는 SPS를 프로세서에 의해 비트스트림으로 인코딩하는 단계를 더 포함한다.
일 실시예에서, 본 명세서는 프로세서, 메모리, 프로세서에 결합된 수신기, 및 프로세서에 결합된 송신기를 포함하는 비디오 코딩 디바이스를 포함하여, 여기서 프로세서, 메모리, 수신기, 및 송신기는 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서의 방법을 수행하도록 구성된다.
일 실시예에서, 본 명세서는 비디오 코딩 디바이스에 의해 사용하기 위한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하고, 컴퓨터 프로그램 제품은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 컴퓨터 실행가능 명령어를 포함하여, 프로세서는 비디오 코딩 디바이스로 하여금 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서의 방법을 수행하게 한다.
일 실시예에서, 본 명세서는 디코더를 포함하며, 이 디코더는: 픽처로부터 분할된 하나 이상의 서브-픽처 및 현재 서브-픽처를 디코딩하기 위한 리소스 요구사항을 나타내는 서브-픽처 레벨 지표를 포함하는 비트스트림을 수신하기 위한 수신 수단; 서브-픽처 레벨 지표 및 현재 서브-픽처를 획득하기 위해 비트스트림을 파싱하기 위한 파싱 수단; 서브-픽처 레벨 지표에 기초하여 현재 서브-픽처를 디코딩하기 위한 리소스를 할당하기 위한 할당 수단; 할당된 리소스를 사용하여 비디오 시퀀스를 생성하기 위해 현재 서브-픽처를 디코딩하는 디코딩 수단; 및 디스플레이를 위해 비디오 시퀀스를 전송하기 위한 전송 수단을 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 디코더는 선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면의 방법을 수행하도록 추가로 구성된다.
일 실시예에서, 본 명세서는 픽처를 복수의 서브-픽처로 분할하기 위한 분할 수단; 하나 이상의 서브-픽처 각각을 디코딩하기 위한 리소스 요구사항을 결정하기 위한 결정 수단; 하나 이상의 서브-픽처를 디코딩하기 위한 리소스 요구사항을 나타내는 서브-픽처 레벨 지표를 비트스트림으로 인코딩하는 인코딩하고; 복수의 서브-픽처 중 하나 이상을 비트스트림으로 인코딩하기 위한 인코딩 수단; 및 디코더를 향한 통신을 위한 비트스트림을 저장하기 위한 저장 수단을 포함한다.
선택적으로, 선행하는 측면들 중 임의의 측면에서, 그 측면의 다른 구현이 제공되며, 여기서 인코더는 선행하는 측면들 중 임의의 측면의 방법을 수행하도록 추가로 구성된다.
명료함을 위해, 전술한 실시예 중 임의의 하나는 본 명세서의 범위 내에서 새로운 실시예를 생성하기 위해 임의의 하나 이상의 다른 전술한 실시예와 조합될 수 있다.
이들 특징 및 다른 특징은 첨부된 도면 및 청구범위와 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더 명확하게 이해될 것이다.
본 개시의 보다 완전한 이해를 위해, 유사한 참조 번호가 유사한 부분을 나타내는 첨부 도면 및 상세한 설명과 관련하여 취해진 다음의 간략한 설명을 이제 참조한다.
도 1은 비디오 신호를 코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2는 비디오 코딩을 위한 예시적인 코딩 및 디코딩(코덱) 시스템의 개략도이다.
도 3은 예시적인 비디오 인코더를 도시한 개략도이다.
도 4는 예시적인 비디오 디코더를 도시한 개략도이다.
도 5는 비트스트림으로부터 추출된 예시적인 비트스트림 및 서브 비트스트림을 도시한 개략도이다.
도 6은 서브 픽처로 분할된 예시적인 픽처를 도시한 개략도이다.
도 7은 슬라이스를 서브 픽처 레이아웃에 관련시키기 위한 예시적인 메커니즘을 도시한 개략도이다.
도 8은 서브 픽처로 분할된 다른 예시적인 픽처를 도시한 개략도이다.
도 9는 예시적인 비디오 코딩 장치의 개략도이다.
도 10은 서브 픽처의 디코딩을 지원하기 위해 비트스트림에서 서브 픽처 레벨 지표를 인코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 11은 서브 픽처 레벨 지표에 기초하여 서브 픽처의 비트스트림을 디코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 12는 비트스트림을 통해 서브 픽처 레벨 지표를 시그널링하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다.
도 1은 비디오 신호를 코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 2는 비디오 코딩을 위한 예시적인 코딩 및 디코딩(코덱) 시스템의 개략도이다.
도 3은 예시적인 비디오 인코더를 도시한 개략도이다.
도 4는 예시적인 비디오 디코더를 도시한 개략도이다.
도 5는 비트스트림으로부터 추출된 예시적인 비트스트림 및 서브 비트스트림을 도시한 개략도이다.
도 6은 서브 픽처로 분할된 예시적인 픽처를 도시한 개략도이다.
도 7은 슬라이스를 서브 픽처 레이아웃에 관련시키기 위한 예시적인 메커니즘을 도시한 개략도이다.
도 8은 서브 픽처로 분할된 다른 예시적인 픽처를 도시한 개략도이다.
도 9는 예시적인 비디오 코딩 장치의 개략도이다.
도 10은 서브 픽처의 디코딩을 지원하기 위해 비트스트림에서 서브 픽처 레벨 지표를 인코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 11은 서브 픽처 레벨 지표에 기초하여 서브 픽처의 비트스트림을 디코딩하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 12는 비트스트림을 통해 서브 픽처 레벨 지표를 시그널링하기 위한 예시적인 시스템의 개략도이다.
하나 이상의 실시예의 예시적인 구현이 아래에서 제공되지만, 개시된 시스템 및/또는 방법은 현재 알려져 있거나 또는 존재하는지의 여부에 관계없이 임의의 수량의 기술을 사용하여 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 본 개시는 여기에서 예시되고 설명된 예시적인 설계 및 구현을 포함하여 아래에서 도시된 예시적인 구현, 도면 및 기술로 제한되지 않아야 하며, 등가물의 전체 범위와 함께 첨부된 청구항의 범위 내에서 수정될 수 있다.
코딩 트리 블록(coding tree block, CTB), 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU), 코딩 유닛(coding unit, CU), 코딩된 비디오 시퀀스(coded video sequence, CVS), JVET(Joint Video Experts Team), 모션 제한된 타일 세트(motion constrained tile set, MCTS), 최대 전송 유닛(maximum transfer unit, MTU), 네트워크 추상화 계층(network abstraction layer, NAL), 픽처 순서 카운트(picture order count, POC), 원시 바이트 시퀀스 페이로드(raw byte sequence payload, RBSP), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set, SPS), VVC(versatile video coding) 및 작업 드래프트(working draft, WD)와 같은 다양한 약어가 여기에서 사용된다.
데이터 손실을 최소화하면서 비디오 파일의 크기를 줄이기 위해 많은 비디오 압축 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 비디오 압축 기술은 비디오 시퀀스에서 데이터 중복성을 감소시키거나 또는 제거하기 위해 공간적(예를 들어, 픽처 내) 예측 및/또는 시간적(예를 들어, 픽처 간) 예측을 수행하는 것을 포함할 수 있다. 블록 기반 비디오 코딩의 경우, 비디오 슬라이스(예를 들어, 비디오 픽처 또는 비디오 픽처의 일부)는 비디오 블록으로 분할될 수 있으며, 이는 트리 블록, 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 트리 유닛(CYU), 코딩 유닛(CU) 및/또는 코딩 노드로서 지칭될 수도 있다. 픽처의 인트라 코딩된(intra-coded, I) 슬라이스의 비디오 블록은 동일한 픽처의 이웃 블록에 있는 참조 샘플에 대한 공간적 예측을 사용하여 코딩된다. 픽처의 인터 코딩된 단방향 예측(P) 또는 양방향 예측(B) 슬라이스의 비디오 블록은 동일한 픽처의 이웃 블록에 있는 참조 샘플에 대한 공간적 예측 또는 다른 참조 픽처의 참조 샘플에 대한 시간적 예측을 사용하여 코딩될 수 있다. 픽처는 프레임 및/또는 이미지로 지칭될 수 있고, 참조 픽처는 참조 프레임 및/또는 참조 이미지로 지칭될 수 있다. 공간적 또는 시간적 예측은 이미지 블록을 나타내는 예측 블록을 생성한다. 잔여 데이터는 원본 이미지 블록과 예측 블록 사이의 픽셀 차이를 나타낸다. 따라서, 인터 코딩된 블록은 예측 블록을 형성하는 참조 샘플의 블록을 가리키는 모션 벡터 및 코딩된 블록과 예측 블록 사이의 차이를 지시하는 잔여 데이터에 따라 인코딩된다. 인트라 코딩된 블록은 인트라 코딩 모드 및 잔여 데이터에 따라 인코딩된다. 추가 압축을 위해, 잔여 데이터는 픽셀 도메인에서 변환 도메인으로 변환될 수 있다. 이로 인해 양자화될 수 있는 잔여 변환 계수가 생성된다. 양자화된 변환 계수는 초기에 2차원 어레이로 배열될 수 있다. 양자화된 변환 계수는 변환 계수의 1차원 벡터를 생성하기 위해 스캔될 수 있다. 더 많은 압축을 달성하기 위해 엔트로피 코딩이 적용될 수 있다. 이러한 비디오 압축 기술은 아래에서 자세히 설명된다.
인코딩된 비디오가 정확하게 디코딩될 수 있음을 보장하기 위해, 비디오는 대응하는 비디오 코딩 표준에 따라 인코딩되고 디코딩된다. 비디오 코딩 표준에는 ITU(International Telecommunication Union) Standardization Sector(ITU-T) H.261, ISO/IEC(International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission) MPEG(Motion Picture Experts Group)-1 Part 2, ITU-T H.262 또는 ISO/IEC MPEG-2 Part 2, ITU-T H.263, ISO/IEC MPEG-4 Part 2, AVC(Advanced Video Coding)(또한 ITU-T H.264 또는 ISO/IEC MPEG-4 Part 10으로 알려짐) 및 HEVC(High Efficiency Video Coding)(ITU-T H.265 또는 MPEG-H Part 2로 알려짐)이 포함된다. AVC는 SVC(Scalable Video Coding), MVC(Multiview Video Coding) 및 MVC+D(Multiview Video Coding plus Depth), 및 3차원(three dimensional, 3D) AVC(3D-AVC)와 같은 확장을 포함한다. HEVC는 SHVC(Scalable HEVC), MV-HEVC(Multiview HEVC) 및 3D HEVC와 같은 확장을 포함한다. ITU-T와 ISO/IEC의 JVET(joint video experts team)는 VVC(Versatile Video Coding)로 지칭되는 비디오 코딩 표준을 개발하기 시작했다. VVC는 JVET-L1001-v9를 포함하는 작업 드래프트(WD)에 포함된다.
비디오 이미지를 코딩하기 위해, 이미지가 먼저 분할되고, 분할은 비트스트림으로 코딩된다. 다양한 픽처 분할 방식이 사용될 수 있다. 예를 들어, 이미지는 정규 슬라이스, 종속 슬라이스, 타일 및/또는 WPP(Wavefront Parallel Processing)에 따라 분할될 수 있다. 단순성을 위해, HEVC는 인코더를 제한하여 비디오 코딩을 위해 슬라이스를 CTB 그룹으로 분할할 때 정규 슬라이스, 종속 슬라이스, 타일, WPP 및 이들의 조합만이 사용될 수 있도록 한다. 이러한 분할은 MTU(Maximum Transfer Unit) 크기 매칭, 병렬 처리 및 종단 간 지연 감소를 지원하기 위해 적용될 수 있다. MTU는 단일 패킷으로 전송될 수 있는 최대 데이터 양을 나타낸다. 패킷 페이로드가 MTU를 초과하는 경우, 해당 페이로드는 단편화(fragmentation)로 불리는 프로세스를 통해 두 개의 패킷으로 분할된다.
간단히 슬라이스로도 지칭되는 정규 슬라이스는 루프 필터링 작동으로 인한 일부 상호 의존성에도 불구하고 동일한 픽처 내의 다른 정규 슬라이스와 독립적으로 재구성될 수 있는 이미지의 분할된 부분이다. 각각의 정규 슬라이스는 전송을 위해 자체 네트워크 추상화 계층(Network Abstraction Layer, NAL) 유닛으로 캡슐화된다. 또한, 픽처 내 예측(인트라 샘플 예측, 모션 정보 예측, 코딩 모드 예측) 및 슬라이스 경계를 통한 엔트로피 코딩 종속성은 독립적인 재구성을 지원하기 위해 비활성화될 수 있다. 이러한 독립적 재구성은 병렬화를 지원한다. 예를 들어, 정규 슬라이스 기반 병렬화는 최소한의 프로세서 간 또는 코어 간 통신을 사용한다. 그러나, 각각의 정규 슬라이스가 독립적이므로, 각각의 슬라이스는 별도의 슬라이스 헤더와 연관된다. 정규 슬라이스를 사용하면 각각의 슬라이스에 대한 슬라이스 헤더의 비트 비용과 슬라이스 경계에 걸친 예측 부족으로 인해 상당한 코딩 오버헤드가 발생할 수 있다. 또한, MTU 크기 요구사항에 대한 매칭을 지원하기 위해 정규 슬라이스가 사용될 수 있다. 특히, 정규 슬라이스는 별도의 NAL 유닛으로 캡슐화되고 독립적으로 코딩될 수 있으므로, 각각의 정규 슬라이스는 슬라이스가 여러 패킷으로 분할되는 것을 방지하기 위해 MTU 방식에서의 MTU보다 작아야 한다. 따라서, 병렬화의 목표와 MTU 크기 매칭의 목표는 픽처의 슬라이스 레이아웃에 모순되는 요구를 둘 수 있다.
종속 슬라이스는 정규 슬라이스와 유사하지만, 단축된 슬라이스 헤더를 가지며 픽처 내 예측을 깨지 않고 이미지 트리 블록 경계의 분할을 허용한다. 따라서, 종속 슬라이스는 전체 정규 슬라이스의 인코딩이 완료되기 전에 정규 슬라이스의 일부가 전송되도록 허용함으로써 감소된 종단 간 지연을 제공하도록 정규 슬라이스가 다수의 NAL 유닛으로 단편화될 수 있게 한다.
타일은 타일의 열과 행을 생성하는 수평 및 수직 경계에 의해 생성된 이미지의 분할된 부분이다. 타일은 래스터 스캔(raster scan) 순서(오른쪽에서 왼쪽 및 위에서 아래)로 코딩될 수 있다. CTB의 스캔 순서는 타일 내에서 국부적이다. 따라서, 제1 타일의 CTB는 다음 타일의 CTB로 진행하기 전에 래스터 스캔 순서로 코딩된다. 정규 슬라이스와 마찬가지로, 타일은 엔트로피 디코딩 종속성뿐만 아니라 픽처 내 예측 종속성을 깨뜨린다. 그러나, 타일은 개별 NAL 유닛에 포함되지 않을 수 있으므로, 타일은 MTU 크기 매칭을 위해 사용될 수 없을 수 있다. 각각의 타일은 하나의 프로세서/코어에 의해 처리될 수 있으며, 이웃 타일을 디코딩하는 처리 유닛 사이의 픽처 내 예측에 사용되는 프로세서 간/코어 간 통신은 공유된 슬라이스 헤더를 전달하고(인접 타일이 동일한 슬라이스에 있는 경우) 재구성된 샘플 및 메타 데이터의 공유와 관련된 루프 필터링을 수행하는 것으로 제한될 수 있다. 하나 이상의 타일이 슬라이스에 포함되는 경우, 슬라이스의 제1 엔트리 포인트 오프셋을 제외한 각각의 타일에 대한 엔트리 포인트 바이트 오프셋은 슬라이스 헤더에서 시그널링될 수 있다. 각각의 슬라이스 및 타일에 대해, 다음의 조건 중 적어도 하나가 충족되어야 한다. 1) 슬라이스의 모든 코딩된 트리 블록이 동일한 타일에 속하고, 2) 타일의 모든 코딩된 트리 블록이 동일한 슬라이스에 속한다.
WPP에서, 이미지는 CTB의 단일 행으로 분할된다. 엔트로피 디코딩 및 예측 메커니즘은 다른 행에 있는 CTB의 데이터를 사용할 수 있다. 병렬 처리는 CTB 행의 병렬 디코딩을 통해 가능해진다. 예를 들어, 현재 행은 이전 행과 병렬로 디코딩될 수 있다. 그러나, 현재 행의 디코딩은 이전 행의 디코딩 프로세스에서 2개의 CTB만큼 지연된다. 이러한 지연은 현재 CTB가 코딩되기 전에 위의 CTB와 현재 행에서 현재 CTB의 위와 오른쪽에 있는 CTB와 관련된 데이터가 사용될 수 있는 것을 보장한다. 이러한 접근 방식은 그래픽으로 나타낼 때 파면(wavefront)으로 나타난다. 이러한 시차를 둔 시작은 이미지가 CTB 행을 포함하는 만큼의 프로세서/코어까지 병렬화할 수 있다. 픽처 내에서 이웃 트리 블록 행 사이의 픽처 내 예측이 허용되기 때문에, 픽처 내 예측을 가능하게 하는 프로세서 간/코어 간 통신이 상당할 수 있다. WPP 분할은 NAL 유닛 크기를 고려한다. 따라서, WPP는 MTU 크기 매칭을 지원하지 않는다. 그러나, MTU 크기 매칭을 원하는대로 구현하기 위해 특정 코딩 오버헤드가 있는 WPP와 함께 정규 슬라이스가 사용될 수 있다.
타일은 또한 모션 제한된 타일 세트를 포함할 수 있다. 모션 제한된 타일 세트(motion constrained tile set, MCTS)는 연관된 모션 벡터가 MCTS 내부의 전체 샘플 위치 및 보간을 위해 MCTS 내부의 전체 샘플 위치만을 필요로 하는 부분 샘플 위치를 가리키기 위해 제한되도록 설계된 타일 세트이다. 또한, MCTS 외부의 블록에서 도출된 시간적 모션 벡터 예측을 위한 모션 벡터 후보의 사용은 허용되지 않는다. 이렇게 하면, 각각의 MCTS는 MCTS에 포함되지 않은 타일의 존재없이 독립적으로 디코딩될 수 있다. 시간적 MCTS 보충 향상 정보(supplemental enhancement information, SEI) 메시지는 비트스트림에서 MCTS의 존재를 지시하고 MCTS를 시그널링하는 데 사용될 수 있다. MCTS SEI 메시지는 MCTS 세트에 대한 적합한 비트스트림을 생성하기 위해 MCTS 서브 비트스트림 추출(SEI 메시지의 시맨틱스의 일부로 지정됨)에서 사용될 수 있는 보충 정보를 제공한다. 이 정보에는 다수의 추출 정보 세트가 포함되며, 각각은 MCTS 세트의 개수를 정의하고 MCTS 서브 비트스트림 추출 프로세스 중에 사용될 대체 비디오 파라미터 세트(video parameter set, VPS), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set, SPS) 및 픽처 파라미터 세트(picture parameter set, PPS)의 원시 바이트 시퀀스 페이로드(raw bytes sequence payload, RBSP) 바이트를 포함한다. MCTS 서브 비트스트림 추출 프로세스에 따라 서브 비트스트림을 추출하는 경우, 파라미터 세트(VPS, SPS, PPS)는 재작성되거나 대체될 수 있으며, 슬라이스 주소 관련 신택스 요소(first_slice_segment_in_pic_flag 및 slice_segment_address를 포함함) 중 하나 또는 전부가 추출된 서브 비트스트림에서 상이한 값을 사용할 수 있기 때문에 있기 때문에 슬라이스 헤더가 업데이트될 수 있다.
픽처는 또한 하나 이상의 서브 픽처로 분할될 수 있다. 서브 픽처는 tile_group_address가 0인 타일 그룹으로 시작하는 직사각형 타일 그룹/슬라이스 세트이다. 각각의 서브 픽처는 별도의 PPS를 참조할 수 있으며 따라서 별도의 타일 분할을 가질 수 있다. 서브 픽처는 디코딩 프로세스에서 픽처와 같이 취급될 수 있다. 현재 서브 픽처를 디코딩하기 위한 참조 서브 픽처는 디코딩된 픽처 버퍼에 있는 참조 픽처로부터 현재 서브 픽처와 병치된 영역을 추출함으로써 생성된다. 추출된 영역은 디코딩된 서브 픽처로서 취급된다. 인터 예측은 픽처 내의 동일한 크기 및 동일한 위치의 서브 픽처 사이에 일어날 수 있다. 슬라이스라고도 하는 타일 그룹은 픽처 또는 서브 픽처의 관련 타일의 시퀀스이다. 픽처 내 서브 픽처의 위치를 결정하기 위해 여러 아이템이 도출될 수 있다. 예를 들어, 각각의 현재 서브 픽처는 픽처 경계 내에 현재 서브 픽처를 포함하기에 충분히 큰 픽처 내의 CTU 래스터 스캔 순서에서 다음의 비점유 위치에 위치될 수도 있다.
또한, 픽처 분할은 픽처 레벨 타일 및 시퀀스 레벨 타일에 기초할 수 있다. 시퀀스 레벨 타일은 MCTS의 기능을 포함할 수 있으며, 서브 픽처로 구현될 수 있다. 예를 들어, 픽처 레벨 타일은 픽처의 특정 타일 열 및 특정 타일 행 내의 코딩 트리 블록의 직사각형 영역으로 정의될 수 있다. 시퀀스 레벨 타일은 각각의 직사각형 영역이 하나 이상의 픽처 레벨 타일을 더 포함하고 코딩 트리 블록의 직사각형 영역 세트가 임의의 다른 유사한 직사각형 영역 세트와 독립적으로 디코딩 가능한 상이한 프레임에 포함된 코딩 트리 블록의 직사각형 영역 세트로 정의될 수 있다. 시퀀스 레벨 타일 그룹 세트(sequence level tile group set, STGPS)는 이러한 시퀀스 레벨 타일의 그룹이다. STGPS는 NAL 유닛 헤더의 연관된 식별자(ID)를 갖는 비 비디오 코딩 계층(video coding layer, VCL) NAL 유닛에서 시그널링될 수 있다.
선행하는 서브 픽처 기반 분할 방식은 특정 문제와 연관될 수 있다. 예를 들어, 서브 픽처가 활성화되는 경우 서브 픽처 내 타일링(서브 픽처를 타일로 분할함)은 병렬 처리를 지원하는 데 사용될 수 있다. 병렬 처리 목적을 위한 서브 픽처의 타일 분할은 픽처에서 픽처로 변경될 수 있고(예를 들어, 병렬 처리 로드 밸런싱 목적을 위함), 따라서, 픽처 레벨에서(예를 들어, PPS에서) 관리될 수 있다. 그러나, 서브 픽처 분할(픽처를 서브 픽처로 분할함)은 관심 영역(region of interest, ROI) 및 서브 픽처 기반 픽처 액세스를 지원하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우, PPS에서 서브 픽처 또는 MCTS의 시그널링은 효율적이지 않다.
다른 예에서, 픽처 내 임의의 서브 픽처가 시간적 모션 제한된 서브 픽처로서 코딩되는 경우, 픽처 내의 모든 서브 픽처는 시간적 모션 제한된 서브 픽처로서 코딩될 수 있다. 이러한 픽처 분할은 제한적일 수 있다. 예를 들어, 서브 픽처를 시간적 모션 제한된 서브 픽처로서 코딩하는 것은 추가 기능에 대한 대가로 코딩 효율을 감소시킬 수도 있다. 그러나, 관심 기반 애플리케이션 영역에서, 일반적으로 하나 또는 몇 개의 서브 픽처만이 시간적 모션이 제한 서브 픽처 기반 기능을 사용한다. 따라서, 나머지 서브 픽처는 실질적인 이점을 제공하지 않고 코딩 효율성이 저하된다.
다른 예에서, 서브 픽처의 크기를 지정하기 위한 신택스 요소는 루마(luma) CTU 크기의 단위로 지정될 수 있다. 따라서, 서브 픽처의 폭 및 높이는 CtbSizeY의 정수배여야 한다. 서브 픽처 폭 및 높이를 지정하는 이러한 메커니즘은 다양한 문제를 일으킬 수 있다. 예를 들어, 서브 픽처 분할은 CtbSizeY의 정수배인 픽처 폭 및/또는 픽처 높이를 갖는 픽처에만 적용될 수 있다. 이것은 CTbSizeY의 정수배가 아닌 차원을 포함하는 픽처에 대해 서브 픽처 분할을 사용할 수 없도록 렌더링한다. 픽처 차원이 CtbSizeY의 정수배가 아닌 경우 픽처 폭 및/또는 높이에 서브 픽처 분할이 적용되면, 가장 오른쪽 서브 픽처 및 가장 하단의 서브 픽처에 대한 루마 샘플의 서브 폭 및/또는 서브 픽처 높이의 도출은 정확하지 않을 수 있다. 이러한 잘못된 도출로 인해 일부 코딩 도구에서 잘못된 결과가 초래될 수 있다.
다른 예에서, 픽처에서 서브 픽처의 위치는 시그널링되지 않을 수 있다. 위치는 대신에 다음의 규칙을 사용하여 도출된다. 현재의 서브 픽처는 픽처 경계 내에 서브 픽처를 포함하기에 충분히 큰 픽처 내의 CTU 래스터 스캔 순서에서 다음의 비점유 위치에 위치된다. 이러한 방식으로 서브 픽처 위치를 도출하면 경우에 따라 오류가 발생할 수 있다. 예를 들어, 서브 픽처가 전송 중에 손실되면, 다른 서브 픽처의 위치가 잘못 도출되고 디코딩된 샘플이 잘못된 위치에 배치된다. 서브 픽처가 잘못된 순서로 도착하는 경우에도 동일한 문제가 적용된다.
다른 예에서, 서브 픽처를 디코딩하는 것은 참조 픽처에서 공존하는 서브 픽처의 추출을 요구할 수 있다. 이는 프로세서 및 메모리 자원 사용 측면에서 추가적인 복잡성과 결과적인 부담을 부과할 수 있다.
다른 예에서, 서브 픽처가 시간적 모션 제한된 서브 픽처로 지정되는 경우, 서브 픽처 경계를 횡단하는 루프 필터는 비활성화된다. 이는 타일 경계를 횡단하는 루프 필터가 활성화되었는지 여부에 관계없이 발생한다. 그러한 제약은 너무 제한적일 수 있고 다수의 서브 픽처를 사용하는 비디오 픽처에 대한 시각적 아티팩트를 초래할 수 있다.
다른 예에서, SPS, STGPS, PPS 및 타일 그룹 헤더 사이의 관계는 다음과 같다. STGPS는 SPS를 참조하고, PPS는 STGPS를 참조하며, 타일 그룹 헤더/슬라이스 헤더는 PPS를 참조한다. 그러나, STGPS와 PPS는 STGPS를 참조하는 PPS가 아니라 직교해야 한다. 이전의 배열은 또한 동일한 픽처의 모든 타일 그룹이 동일한 PPS를 참조하는 것을 허용하지 않을 수 있다.
다른 예에서, 각각의 STGPS는 서브 픽처의 4개의 측면에 대한 ID를 포함할 수 있다. 이러한 ID는 상대적 공간 관계가 정의될 수 있도록 동일한 경계를 공유하는 서브 픽처을 식별하는 데 사용된다. 그러나, 이러한 정보는 경우에 따라 시퀀스 레벨 타일 그룹 세트에 대한 위치 및 크기 정보를 도출하기에 충분하지 않을 수 있다. 다른 경우에, 위치 및 크기 정보를 시그널링하는 것이 중복될 수 있다.
다른 예에서, STGPS ID는 8비트를 사용하여 VCL NAL 유닛의 NAL 유닛 헤더에서 시그널링될 수 있다. 이것은 서브 픽처 추출에 도움이 될 수 있다. 이러한 시그널링은 NAL 유닛 헤더의 길이를 불필요하게 증가시킬 수 있다. 또 다른 문제는 시퀀스 레벨 타일 그룹 세트가 중첩을 방지하도록 제한되지 않는 한, 하나의 타일 그룹이 여러 시퀀스 레벨 타일 그룹 세트와 연관될 수 있다는 것이다.
전술한 문제 중 하나 이상을 해결하기 위한 다양한 메커니즘이 여기에서 개시된다. 제1 예에서, 서브 픽처에 대한 레이아웃 정보는 PPS 대신에 SPS에 포함된다. 서브 픽처 레이아웃 정보는 서브 픽처 위치 및 서브 픽처 크기를 포함한다. 서브 픽처 위치는 서브 픽처의 좌측 상단 샘플과 픽처의 좌측 상단 샘플 사이의 오프셋이다. 서브 픽처 크기는 루마 샘플로 측정된 서브 픽처의 높이와 폭이다. 상기한 바와 같이, 일부 시스템은 타일이 픽처에서 픽처로 변경될 수 있으므로 PPS에 타일링 정보를 포함한다. 그러나, 서브 픽처는 ROI 애플리케이션 및 서브 픽처 기반 액세스를 지원하는 데 사용될 수 있다. 이러한 기능은 픽처별로 변경되지 않는다. 또한, 비디오 시퀀스는 단일 SPS(또는 비디오 세그먼트당 하나)를 포함할 수 있고, 픽처당 하나의 PPS만큼 많이 포함할 수 있다. SPS에 서브 픽처에 대한 레이아웃 정보를 배치하면 레이아웃이 각각의 PPS에 대해 중복으로 시그널링되는 것이 아닌 시퀀스/세그먼트에 대해 한 번만 시그널링되는 것을 보장한다. 따라서, SPS에서 서브 픽처 레이아웃을 시그널링함으로써 코딩 효율이 증가되고 따라서 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원, 및/또는 처리 자원의 사용이 감소된다. 또한, 일부 시스템은 디코더에 의해 도출된 서브 픽처 정보를 가지고 있다. 서브 픽처 정보를 시그널링하는 것은 패킷 손실시 오류 가능성을 줄이고 서브 픽처 추출 측면에서 추가 기능을 지원한다. 따라서, SPS에서 서브 픽처 레이아웃을 시그널링하면 인코더 및/또는 디코더의 기능이 향상될 수 있다.
제2 예에서, 서브 픽처 폭 및 서브 픽처 높이는 CTU 크기의 배수로 제한된다. 그러나, 이러한 제한은 서브 픽처가 각각 픽처의 오른쪽 가장자리 또는 픽처의 하단 가장자리에 위치할 때 제거된다. 상기한 바와 같이, 일부 비디오 시스템은 CTU 크기의 배수인 높이 및 폭을 포함하도록 서브 픽처를 제한할 수 있다. 이것은 많은 픽처 레이아웃에서 서브 픽처가 올바르게 작동하는 것을 방지한다. CTU 크기의 배수가 아닌 높이 및 폭을 각각 포함하는 하단 및 오른쪽 서브 픽처를 허용함으로써, 서브 픽처는 디코딩 오류를 일으키지 않고 임의의 픽처와 함께 사용될 수 있다. 이로 인해 인코더 및 디코더 기능이 증가된다. 또한, 증가된 기능은 인코더가 픽처를 보다 효율적으로 코딩할 수 있게 하여 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원 및/또는 처리 자원의 사용을 줄일 수 있다.
제3 예에서, 서브 픽처는 갭 또는 오버랩 없이 픽처를 커버하도록 제한된다. 상기한 바와 같이, 일부 비디오 코딩 시스템은 서브 픽처가 갭 및 오버랩을 포함하도록 허용한다. 이것은 타일 그룹/슬라이스가 여러 서브 픽처와 연관될 가능성을 만든다. 인코더에서 이것이 허용되면, 디코딩 방식이 거의 사용되지 않는 경우에도 이러한 코딩 방식을 지원하도록 디코더가 구축되어야 한다. 서브 픽처 갭 및 오버랩을 허용하지 않음으로써, 디코더가 서브 픽처 크기 및 위치를 결정할 때 잠재적인 갭 및 오버랩을 설명할 필요가 없기 때문에 디코더의 복잡성이 감소될 수 있다. 또한, 비디오 시퀀스에 대한 인코딩을 선택할 때 인코더가 갭 및 오버랩 경우를 고려하는 것을 생략할 수 있기 때문에, 서브 픽처 갭 및 오버랩을 허용하지 않는 것은 인코더에서 레이트 왜곡 최적화(rate distortion optimization, RDO) 프로세스의 복잡성을 감소시킨다. 따라서, 갭 및 오버랩을 피하는 것은 인코더 및 디코더에서 메모리 자원 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시킬 수 있다.
제4 예에서, 플래그는 서브 픽처가 시간적 모션이 제한 서브 픽처인 경우를 지시하기 위해 SPS에서 시그널링될 수 있다. 상기한 바와 같이, 일부 시스템은 모든 서브 픽처를 시간적 모션 제한된 서브 픽처로 집합적으로 설정하거나 시간적 모션 제한된 서브 픽처의 사용을 완전히 허용하지 않을 수 있다. 그러한 시간적 모션 제한된 서브 픽처는 감소된 코딩 효율을 희생시키면서 독립적인 추출 기능을 제공한다. 그러나, 관심 기반 애플리케이션의 영역에서, 관심 영역은 독립적인 추출을 위해 코딩되어야 하는 반면 관심 영역 외부의 영역은 이러한 기능을 필요로 하지 않는다. 따라서, 나머지 서브 픽처는 실질적인 이점을 제공하지 않고 코딩 효율성이 저하된다. 따라서, 플래그는 독립적인 추출이 바람직하지 않을 때 증가된 코딩 효율을 위해 독립적인 추출 기능을 제공하는 시간적 모션 제한된 서브 픽처와 비 모션 제한된 서브 픽처의 혼합을 허용한다. 따라서, 플래그는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율성을 허용하여, 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원, 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시킨다.
제5 예에서, 서브 픽처 ID의 완전한 세트는 SPS에서 시그널링되고, 슬라이스 헤더는 대응하는 슬라이스를 포함하는 서브 픽처를 지시하는 서브 픽처 ID를 포함한다. 상기한 바와 같이, 일부 시스템은 다른 서브 픽처에 대한 서브 픽처 위치를 시그널링한다. 이는 서브 픽처가 유실되거나 별도로 추출되는 경우 문제가 된다. 각각의 서브 픽처를 ID로 지정함으로써, 다른 서브 픽처를 참조하지 않고 서브 픽처의 위치 및 크기가 조절될 수 있다. 이것은 차례로 오류 수정뿐만 아니라 일부 서브 픽처만을 추출하고 다른 서브 픽처 전송을 피하는 애플리케이션을 지원한다. 모든 서브 픽처 ID의 완전한 리스트는 관련 크기 정보와 함께 SPS로 전송될 수 있다. 각각의 슬라이스 헤더는 대응하는 슬라이스를 포함하는 서브 픽처를 지시하는 서브 픽처 ID를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 서브 픽처 및 대응하는 슬라이스는 다른 서브 픽처를 참조하지 않고 추출되고 위치될 수 있다. 따라서, 서브 픽처 ID는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율성을 지원하며, 이는 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시킨다.
제6 예에서, 레벨은 각각의 서브 픽처에 대해 시그널링된다. 일부 비디오 코딩 시스템에서, 레벨은 픽처에 대해 시그널링된다. 레벨은 픽처를 디코딩하는 데 필요한 하드웨어 자원을 지시한다. 상기한 바와 같이, 상이한 서브 픽처는 일부 경우에 상이한 기능을 가질 수 있고, 따라서, 코딩 프로세스 동안 다르게 취급될 수 있다. 이와 같이, 픽처 기반 레벨은 일부 서브 픽처를 디코딩하는 데 유용하지 않을 수 있다. 따라서, 본 개시는 각각의 서브 픽처에 대한 레벨을 포함한다. 이러한 방식으로, 덜 복잡한 메커니즘에 따라 코딩된 서브 픽처에 대해 디코딩 요구사항을 너무 높게 설정함으로써 디코더를 불필요하게 과도하게 사용하지 않고 각각의 서브 픽처가 다른 서브 픽처와 독립적으로 코딩될 수 있다. 시그널링된 서브 픽처 레벨 정보는 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원, 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시키는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율성을 지원한다.
도 1은 비디오 신호를 코딩하는 예시적인 작동 방법(100)의 흐름도이다. 구체적으로, 비디오 신호는 인코더에서 인코딩된다. 인코딩 프로세스는 비디오 파일 크기를 줄이기 위해 다양한 메커니즘을 사용하여 비디오 신호를 압축한다. 파일 크기가 작을수록 압축된 비디오 파일이 사용자에게 전송되는 동시에 연관된 대역폭 오버헤드가 줄어든다. 그런 다음, 디코더는 압축된 비디오 파일을 디코딩하여 최종 사용자에게 디스플레이할 원본 비디오 신호를 재구성한다. 디코딩 프로세스는 일반적으로 디코더가 비디오 신호를 일관되게 재구성할 수 있도록 인코딩 프로세스를 미러링한다.
단계 101에서, 비디오 신호는 인코더에 입력된다. 예를 들어, 비디오 신호는 메모리에 저장된 비압축 비디오 파일일 수 있다. 다른 예로서, 비디오 파일은 비디오 카메라와 같은 비디오 캡처 장치에 의해 캡처되고, 비디오의 라이브 스트리밍을 지원하도록 인코딩될 수 있다. 비디오 파일은 오디오 컴포넌트와 비디오 컴포넌트를 모두 포함할 수 있다. 비디오 컴포넌트는 시퀀스로 보여지는 경우 모션에 대한 시각적 인상을 주는 일련의 이미지 프레임을 포함한다. 프레임은 여기에서 루마 컴포넌트(또는 루마 샘플)로 지칭되는 광(light)과 크로마 컴포넌트(또는컬러 샘플)로 지칭되는 컬러로 표현되는 픽셀을 포함한다. 일부 예에서, 프레임은 또한 3차원 보기를 지원하는 깊이 값을 포함할 수 있다.
단계 103에서, 비디오는 블록으로 분할된다. 분할에는 압축을 위해 각각의 프레임의 픽셀을 정사각형 및/또는 직사각형 블록으로 세분화하는 것이 포함된다. 예를 들어, 고효율 비디오 코딩(HEVC)(H.265 및 MPEG-H 파트 2라고도 함)에서, 프레임은 먼저 미리 정의된 크기(예를 들어, 64 픽셀 × 64 픽셀)의 블록인 코딩 트리 유닛(CTU)으로 분할될 수 있다. CTU에는 루마 및 크로마 샘플이 모두 포함된다. 코딩 트리는 CTU를 블록으로 분할한 다음 추가 인코딩을 지원하는 구성이 달성될 때까지 블록을 재귀적으로 세분화하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 프레임의 루마 컴포넌트는 개별 블록이 상대적으로 균일한 조명 값을 포함할 때까지 세분화될 수 있다. 또한, 프레임의 크로마 컴포넌트는 개별 블록이 상대적으로 균일한 컬러 값을 포함할 때까지 세분화될 수 있다. 따라서, 비디오 프레임의 컨텐츠에 따라 분할 메커니즘이 달라진다.
단계 105에서, 단계 103에서 분할된 이미지 블록을 압축하기 위해 다양한 압축 메커니즘이 사용된다. 예를 들어, 인터 예측 및/또는 인트라 예측이 사용될 수 있다. 인터 예측은 공통 장면의 객체가 연속 프레임에 나타나는 경향이 있다는 사실을 활용하도록 설계된다. 따라서, 참조 프레임에서 객체를 나타내는 블록은 인접 프레임에서 반복적으로 기술될 필요가 없다. 특히, 테이블과 같은 객체는 여러 프레임에 걸쳐 일정한 위치에 남아 있을 수 있다. 따라서, 테이블은 한 번 설명되고 인접 프레임은 참조 프레임을 다시 참조할 수 있다. 패턴 매칭 메커니즘은 여러 프레임에 걸쳐 개체를 매칭하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 움직이는 객체는 예를 들어 객체 움직임이나 카메라의 움직임으로 인해 여러 프레임에 걸쳐 표현될 수 있다. 특정 예로서, 비디오는 여러 프레임에 걸쳐 스크린을 가로질러 움직이는 자동차를 보여줄 수 있다. 모션 벡터는 이러한 모션을 설명하는 데 사용될 수 있다. 모션 벡터는 프레임의 객체 좌표에서 참조 프레임의 객체 좌표까지 오프셋을 제공하는 2차원 벡터이다. 이와 같이, 인터 예측은 현재 프레임의 이미지 블록을 참조 프레임의 대응하는 블록으로부터의 오프셋을 지시하는 모션 벡터의 세트로 인코딩할 수 있다.
인트라 예측은 공통 프레임의 블록을 인코딩한다. 인트라 예측은 루마와 크로마 컴포넌트가 한 프레임에 모여 있는 경향이 있다는 사실을 이용한다. 예를 들어, 나무의 일부에 있는 녹색 패치는 유사한 녹색 패치에 인접하여 위치하는 경향이 있다. 인트라 예측은 다중 방향 예측 모드(예를 들어, HEVC에서 33), 평면 모드 및 직류(DC) 모드를 사용한다. 방향성 모드는 현재 블록이 대응하는 방향에서 이웃 블록의 샘플과 유사/동일함을 지시한다. 평면 모드는 행/열(예를 들어, 평면)을 따라 일련의 블록이 행의 에지에 있는 이웃 블록을 기반으로 보간될 수 있음을 지시한다. 실제로, 평면 모드는 값을 변경할 때 상대적으로 일정한 기울기를 사용하여 행/열에 걸쳐 빛/컬러의 부드러운 전환을 지시한다. DC 모드는 경계 평활화를 위해 사용되며 블록이 방향성 예측 모드의 각도 방향과 연관된 모든 이웃 블록의 샘플과 연관된 평균값과 유사/동일함을 지시한다. 따라서, 인트라 예측 블록은 실제 값 대신에 다양한 관계형 예측 모드 값으로 이미지 블록을 나타낼 수 있다. 또한, 인터 예측 블록은 실제 값 대신에 모션 벡터 값으로 이미지 블록을 나타낼 수 있다. 어느 경우든, 예측 블록은 일부 경우에 이미지 블록을 정확히 나타내지 않을 수 있다. 모든 차이는 잔여 블록에 저장된다. 파일을 추가로 압축하기 위해 잔여 블록에 변환이 적용될 수 있다.
단계 107에서, 다양한 필터링 기술이 적용될 수 있다. HEVC에서, 필터는 인-루프 필터링 방식에 따라 적용된다. 위에서 설명된 블록 기반 예측은 디코더에서 블록 이미지의 생성을 초래할 수 있다. 또한, 블록 기반 예측 방식은 블록을 인코딩한 다음 나중에 참조 블록으로 사용하기 위해 인코딩된 블록을 재구성할 수 있다. 인-루프 필터링 방식은 잡음 억제 필터, 디블로킹 필터, 적응 루프 필터 및 샘플 적응 오프셋(sample adaptive offset, SAO) 필터를 블록/프레임에 반복적으로 적용한다. 이러한 필터는 인코딩된 파일이 정확하게 재구성될 수 있도록 이러한 차단 아티팩트를 완화한다. 또한, 이러한 필터는 재구성된 참조 블록에서 아티팩트를 완화하여 아티팩트가 재구성된 참조 블록에 기초하여 인코딩된 후속 블록에서 추가 아티팩트를 생성할 가능성이 적다.
비디오 신호가 분할되고, 압축되며, 필터링되면, 결과적인 데이터는 단계 109에서 비트스트림으로 인코딩된다. 비트스트림은 위에서 논의된 데이터는 물론 디코더에서 적절한 비디오 신호 재구성을 지원하기 위해 원하는 임의의 시그널링 데이터를 포함한다. 예를 들어, 그러한 데이터는 분할 데이터, 예측 데이터, 잔여 블록, 및 디코더에 코딩 명령을 제공하는 다양한 플래그를 포함할 수 있다. 비트스트림은 요청시 디코더를 향한 전송을 위해 메모리에 저장될 수 있다. 비트스트림은 또한 복수의 디코더를 향한 브로드캐스트 및/또는 멀티캐스트일 수 있다. 비트스트림의 생성은 반복적인 프로세스이다. 따라서, 단계 101, 103, 105, 107, 및 109는 많은 프레임 및 블록에 걸쳐 연속적으로 그리고/또는 동시에 발생할 수 있다. 도 1에 도시된 순서는 논의의 명확성과 용이함을 위해 제시되며, 비디오 코딩 프로세스를 특정 순서로 제한하기 위한 것이 아니다.
디코더는 단계 111에서 비트스트림을 수신하고 디코딩 프로세스를 시작한다. 구체적으로, 디코더는 비트스트림을 대응하는 신택스 및 비디오 데이터로 변환하기 위해 엔트로피 디코딩 방식을 사용한다. 디코더는 단계 111에서 프레임에 대한 분할을 결정하기 위해 비트스트림으로부터의 신택스 데이터를 사용한다. 분할은 단계 103에서 블록 분할의 결과와 매칭해야 한다. 이제 단계 111에서 사용된 엔트로피 인코딩/디코딩이 설명된다. 인코더는 입력 이미지에서 값의 공간적 위치에 기초하여 여러 가능한 선택 중에서 블록 분할 방식과 같은 압축 프로세스 동안 많은 선택을 한다. 정확한 선택을 시그널링하는 것은 많은 수의 빈(bin)을 사용할 수 있다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 빈은 변수로 취급되는 이진 값(예를 들어, 컨텍스트에 따라 변할 수 있는 비트 값)이다. 엔트로피 코딩은 인코더가 특정 경우에 분명히 실행 가능하지 않은 옵션을 버리고 허용 가능한 옵션 세트를 남길 수 있게 한다. 그런 다음, 각각의 허용 옵션에 코드 단어가 할당된다. 코드 워드의 길이는 허용 가능한 옵션의 수량을 기반으로 한다(예를 들어, 2개의 옵션에 대한 1개의 빈, 3~4개의 옵션에 대한 2개의 빈 등). 그런 다음, 인코더는 선택된 옵션에 대한 코드 워드를 인코딩한다. 이러한 방식은 가능한 모든 옵션의 잠재적으로 큰 세트에서 선택을 고유하게 지시하는 것과 대조적으로 허용 가능한 옵션의 작은 서브 세트에서 선택을 고유하게 지시하기 위해 코드 단어가 원하는 만큼 크므로 코드 워드의 크기를 감소시킨다. 그런 다음, 디코더는 인코더와 유사한 방식으로 허용 가능한 옵션 세트를 결정함으로써 선택을 디코딩한다. 허용 가능한 옵션 세트를 결정함으로써, 디코더는 코드 워드를 읽고 인코더에 의해 만들어진 선택을 결정할 수 있다.
단계 113에서, 디코더는 블록 디코딩을 수행한다. 특히, 디코더는 역변환을 사용하여 잔여 블록을 생성한다. 그 다음, 디코더는 잔여 블록 및 대응하는 예측 블록을 사용하여 분할에 따라 이미지 블록을 재구성한다. 예측 블록은 단계 105에서 인코더에서 생성된 바와 같이 인트라 예측 블록 및 인터 예측 블록 모두를 포함할 수 있다. 이어서, 재구성된 이미지 블록은 단계 111에서 결정된 분할 데이터에 따라 재구성된 비디오 신호의 프레임에 위치된다. 단계 113에 대한 신택스는 또한 위에서 논의된 바와 같이 엔트로피 코딩을 통해 비트스트림에서 시그널링될 수 있다.
단계 115에서, 인코더에서 단계 107과 유사한 방식으로 재구성된 비디오 신호의 프레임에 대해 필터링이 수행된다. 예를 들어, 노이즈 억제 필터, 디블로킹 필터, 적응 루프 필터 및 SAO 필터가 차단 아티팩트를 제거하기 위해 프레임에 적용될 수 있다. 프레임이 필터링되면, 비디오 신호는 최종 사용자가 볼 수 있도록 단계 117에서 디스플레이로 출력될 수 있다.
도 2는 비디오 코딩을 위한 예시적인 코딩 및 디코딩(코덱) 시스템(200)의 개략도이다. 구체적으로, 코덱 시스템(200)은 작동 방법(100)의 구현을 지원하기 위한 기능을 제공한다. 코덱 시스템(200)은 인코더와 디코더 모두에서 사용되는 컴포넌트를 묘사하도록 일반화된다. 코덱 시스템(200)은 작동 방법(100)의 단계 101 및 103과 관련하여 논의된 바와 같이 비디오 신호를 수신하고 분할하며, 이로 인해 분할된 비디오 신호(201)가 생성된다. 다음, 코덱 시스템(200)은 방법(100)의 단계 105, 107 및 100에 관해 논의된 바와 같이 인코더로서 작동하는 경우 분할된 비디오 신호(201)를 코딩된 비트스트림으로 압축한다. 디코더로 작동하는 경우 코덱 시스템(200)은 작동 방법(100)의 단계 111, 113, 115, 및 117과 관련하여 논의된 바와 같이 비트스트림으로부터 출력 비디오 신호를 생성한다. 코덱 시스템(200)은 일반 코더 제어 컴포넌트(211), 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213), 픽처 내 추정 컴포넌트(215), 필처 내 예측 컴포넌트(217), 모션 보상 컴포넌트(219), 모션 추정 컴포넌트(221), 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229), 필터 제어 분석 컴포넌트(227), 인-루프 필터 컴포넌트(225), 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223), 및 헤더 포맷팅 컨텍스트 적응 이진 산술 코딩(context adaptive binary arithmetic coding, CABAC) 컴포넌트(231)를 포함한다. 이러한 컴포넌트는 도시된 바와 같이 결합된다. 도 2에서, 검은색 선은 인코딩/디코딩될 데이터의 이동을 나타내고, 점선은 다른 컴포넌트의 작동을 제어하는 제어 데이터의 이동을 나타낸다. 코덱 시스템(200)의 컴포넌트는 모두 인코더에 존재할 수 있다. 디코더는 코덱 시스템(200)의 컴포넌트의 서브 세트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디코더는 픽처 내 예측 컴포넌트(217), 모션 보상 컴포넌트(219), 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229), 인-루프 필터 컴포넌트(225) 및 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)를 포함활 수 있다. 이들 컴포넌트가 이제 설명될 것이다.
분할된 비디오 신호(201)는 코딩 트리에 의해 픽셀 블록으로 분할된 캡처된 비디오 시퀀스이다. 코딩 트리는 픽셀 블록을 더 작은 픽셀 블록으로 세분화하기 위해 다양한 분할 모드를 사용한다. 다음, 이들 블록은 더 작은 블록으로 추가로 세분화될 수 있다. 이 블록은 코딩 트리에서 노드로 지칭될 수 있다. 더 큰 부모 노드는 더 작은 자식 노드로 분할된다. 노드가 세분화되는 횟수는 노드/코딩 트리의 깊이로서 지칭된다. 분할된 블록은 경우에 따라 코딩 유닛(CU)에 포함될 수 있다. 예를 들어, CU는 CU에 대한 대응하는 신택스 명령과 함께 루마 블록, 빨간색 차이 크로마(Cr) 블록 및 파란색 차이 크로마(Cb) 블록을 포함하는 CTU의 서브 부분이 될 수 있다. 분할 모드는 사용되는 분할 모드에 따른 다양한 형상의 2개, 3개 또는 4개의 자식 노드로 각각 분할하는 데 사용되는 이진 트리(binary tree, BT), 트리플 트리(triple tree, TT) 및 쿼드 트리(quad tree, QT)를 포함할 수 있다. 분할된 비디오 신호(201)는 일반 코더 제어 컴포넌트(211), 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213), 픽처 내 추정 컴포넌트(215), 필터 제어 분석 컴포넌트(227), 및 압축을 위한 모션 추정 컴포넌트(221)로 전달된다.
일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 애플리케이션 제약에 따라 비디오 시퀀스의 이미지를 비트스트림으로 코딩하는 것과 관련된 결정을 내리도록 구성된다. 예를 들어, 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 비트레이트/비트스트림 크기 대 재구성 품질의 최적화를 관리한다. 이러한 결정은 저장 공간/대역폭 가용성 및 이미지 해상도 요청에 기초하여 행해질 수 있다. 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 또한 버퍼 언더런(underrun) 및 오버런(overrun) 문제를 완화하기 위해 전송 속도 측면에서 버퍼 활용도를 관리한다. 이러한 문제를 관리하기 위해, 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 다른 컴포넌트에 의한 분할, 예측 및 필터링을 관리한다. 예를 들어, 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 해상도를 증가시키고 대역폭 사용을 증가시키기 위해 압축 복잡도를 동적으로 증가시키거나 또는 해상도 및 대역폭 사용을 감소시키기 위해 압축 복잡도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 비디오 신호 재구성 품질과 비트레이트 문제의 균형을 맞추기 위해 코덱 시스템(200)의 다른 컴포넌트를 제어한다. 일반 코더 제어 컴포넌트(211)는 다른 컴포넌트의 작동을 제어하는 제어 데이터를 생성한다. 제어 데이터는 또한 디코더에서 디코딩을 위한 파라미터를 시그널링하기 위해 비트스트림으로 인코딩되도록 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)로 전달된다.
분할된 비디오 신호(201)는 또한 인터 예측을 위해 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)로 전송된다. 분할된 비디오 신호(201)의 프레임 또는 슬라이스는 다수의 비디오 블록으로 분할될 수 있다. 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)는 시간적 예측을 제공하기 위해 하나 이상의 참조 프레임에서 하나 이상의 블록에 대해 수신된 비디오 블록의 인터 예측 코딩을 수행한다. 코덱 시스템(200)은 예를 들어 비디오 데이터의 각각의 블록에 대한 적절한 코딩 모드를 선택하기 위해 다중 코딩 패스(pass)를 수행할 수 있다.
모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)는 고도로 통합될 수 있지만, 개념적 목적을 위해 별도로 예시된다. 모션 추정 컴포넌트(221)에 의해 수행되는 모션 추정은 비디오 블록에 대한 모션을 추정하는 모션 벡터를 생성하는 프로세스이다. 예를 들어, 모션 벡터는 예측 블록에 대한 코딩된 객체의 변위를 지시할 수 있다. 예측 블록은 픽셀 차이 측면에서 코딩될 블록과 밀접하게 매칭되는 것으로 확인된 블록이다. 예측 블록은 또한 참조 블록으로 지칭될 수 있다. 이러한 픽셀 차이는 절대 차이의 합(sum of absolute difference, SAD), 제곱 차이의 합(sum of square difference, SSD) 또는 다른 차이 메트릭에 의해 결정될 수 있다. HEVC는 CTU, 코딩 트리 블록(CTB) 및 CU를 포함하는 여러 코딩된 객체를 사용한다. 예를 들어, CTU는 CTB로 분할될 수 있으며, 그런 다음 CU에 포함시키기 위해 CB로 분할될 수 있다. CU는 예측 데이터를 포함하는 예측 유닛(prediction unit, PU) 및/또는 CU에 대한 변환된 잔여 데이터를 포함하는 변환 유닛(transform unit, TU)으로서 인코딩될 수 있다. 모션 추정 컴포넌트(221)는 레이트(rate) 왜곡 최적화 프로세스의 일부로서 레이트 왜곡 분석을 사용함으로써 모션 벡터, PU 및 TU를 생성한다. 예를 들어, 모션 추정 컴포넌트(221)는 현재 블록/프레임에 대한 다수의 참조 블록, 다수의 모션 벡터 등을 결정할 수 있고, 최상의 레이트 왜곡 특성을 갖는 참조 블록, 모션 벡터 등을 선택할 수 있다. 최상의 레이트 왜곡 특성은 비디오 재구성 품질(예를 들어, 압축에 의한 데이터 손실량)과 코딩 효율성(예를 들어, 최종 인코딩 크기) 모두의 균형을 맞춘다.
일부 예에서, 코덱 시스템(200)은 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)에 저장된 참조 픽처의 서브 정수 픽셀 위치에 대한 값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 비디오 코덱 시스템(200)은 참조 픽셀의 1/4 픽셀 위치, 1/8 픽셀 위치 또는 다른 분수 픽셀 위치의 값을 보간할 수 있다. 따라서, 모션 추정 컴포넌트(221)는 전체 픽셀 위치 및 분수 픽셀 위치에 대한 모션 검색을 수행하고 분수 픽셀 정밀도를 갖는 모션 벡터를 출력할 수 있다. 모션 추정 컴포넌트(221)는 PU의 위치를 참조 픽처의 예측 블록의 위치와 비교함으로써 인터 코딩된 슬라이스에서 비디오 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 계산한다. 모션 추정 컴포넌트(221)는 모션 보상 컴포넌트(219)에 대한 인코딩 및 모션을 위해 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)에 모션 데이터로서 계산된 모션 벡터를 출력한다.
모션 보상 컴포넌트(219)에 의해 수행되는 모션 보상은 모션 추정 컴포넌트(221)에 의해 결정된 모션 벡터에 기초하여 예측 블록을 페치(fetch)하거나 생성하는 것을 포함할 수 있다. 다시, 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)는 일부 예에서 기능적으로 통합될 수 있다. 현재 비디오 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 수신하면, 모션 보상 컴포넌트(219)는 모션 벡터가 가리키는 예측 블록을 찾을 수 있다. 그 후, 잔여 비디오 블록은 코딩되는 현재 비디오 블록의 픽셀 값에서 예측 블록의 픽셀 값을 감산하여 픽셀 차이 값을 형성함으로써 형성된다. 일반적으로, 모션 추정 컴포넌트(221)는 루마 컴포넌트에 대한 모션 추정을 수행하고, 모션 보상 컴포넌트(219)는 크로마 컴포넌트 및 루마 컴포넌트 모두에 대해 루마 컴포넌트에 기초하여 계산된 모션 벡터를 사용한다. 예측 블록 및 잔여 블록은 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)로 전달된다.
분할된 비디오 신호(201)는 또한 픽처 내 추정 컴포넌트(215) 및 픽처 내 예측 컴포넌트(217)로 전송된다. 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)와 마찬가지로, 픽처 내 추정 컴포넌트(215) 및 픽처 내 예측 컴포넌트(217)는 고도로 통합될 수 있지만, 개념적 목적을 위해 별도로 설명된다. 픽처 내 추정 컴포넌트(215) 및 픽처 내 예측 컴포넌트(217)는 상기한 바와 같이, 프레임 사이에 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)에 의해 수행되는 인터 예측에 대한 대안으로서 현재 프레임의 블록에 대한 현재 블록을 인터 예측한다. 특히, 픽처 내 추정 컴포넌트(215)는 현재 블록을 인코딩하는 데 사용할 인트라 예측 모드를 결정한다. 일부 예에서, 픽처 내 추정 컴포넌트(215)는 다수의 테스트된 인트라 예측 모드로부터 현재 블록을 인코딩하기 위해 적절한 인트라 예측 모드를 선택한다. 그 후, 선택된 인트라 예측 모드는 인코딩을 위해 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)로 전달된다.
예를 들어, 픽처 내 추정 컴포넌트(215)는 테스트된 다양한 인트라 예측 모드에 대한 레이트 왜곡 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값을 계산하고, 테스트된 모드 중에서 최상의 레이트 왜곡 특성을 갖는 인트라 예측 모드를 선택한다. 레이트 왜곡 분석은 일반적으로 인코딩된 블록과 인코딩된 블록을 생성하기 위해 인코딩된 원래의 인코딩되지 않은 블록 사이의 왜곡(또는 오류)의 양은 물론 인코딩된 블록을 생성하는 데 사용되는 비트레이트(예를 들어, 비트의 개수)를 결정한다. 픽처 내 추정 컴포넌트(215)는 인트라 예측 모드가 블록에 대한 최상의 레이트 왜곡 값을 나타내는지 여부를 결정하기 위해 다양한 인코딩된 블록에 대한 왜곡 및 레이트로부터 비율을 계산한다. 또한, 픽처 내 추정 컴포넌트(215)는 레이트 왜곡 최적화(rate-distortion optimization, RDO)에 기초한 깊이 모델링 모드(depth modeling mode, DMM)를 사용하여 깊이 맵의 깊이 블록을 코딩하도록 구성될 수 있다.
픽처 내 예측 컴포넌트(217)는 인코더에서 구현될 때 픽처 내 추정 컴포넌트(215)에 의해 결정된 선택된 인트라 예측 모드에 기초하여 예측 블록으로부터 잔여 블록을 생성하거나 또는 디코더에서 구현될 때 비트스트림으로부터 잔여 블록을 읽을 수 있다. 잔여 블록은 매트릭스로 표현된, 예측 블록과 원래 블록 사이의 값의 차이를 포함한다. 그 후, 잔여 블록은 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)로 전달된다. 픽처 내 추정 컴포넌트(215) 및 픽처 내 예측 컴포넌트(217)는 루마 및 크로마 컴포넌트 모두에서 작동할 수 있다.
변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 잔여 블록을 추가로 압축하도록 구성된다. 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 이산 코사인 변환(discrete cosine transform, DCT), 이산 사인 변환(discrete sine transform, DST) 또는 개념적으로 유사한 변환과 같은 변환을 잔여 블록에 적용하여 잔여 변환 계수 값을 포함하는 비디오 블록을 생성한다. 웨이블릿 변환, 정수 변환, 서브 밴드 변환 또는 기타 유형의 변환도 사용될 수 있다. 변환은 잔여 정보를 픽셀 값 도메인으로부터 주파수 도메인과 같은 변환 도메인으로 변환할 수 있다. 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 또한 예를 들어 주파수에 기초하여 변환된 잔여 정보를 스케일링하도록 구성된다. 이러한 스케일링은 스케일 팩터를 잔여 정보에 적용하여 상이한 주파수 정보가 상이한 입도에서 양자화되도록하는 것을 포함하며, 이는 재구성된 비디오의 최종 시각적 품질에 영향을 미칠 수 있다. 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 또한 비트 레이트를 더 감소시키기 위해 변환 계수를 양자화하도록 구성된다. 양자화 프로세스는 계수의 일부 또는 전부와 연관된 비트 깊이를 감소시킬 수 있다. 양자화의 정도는 양자화 파라미터를 조정함으로써 수정될 수 있다. 일부 예에서, 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)는 양자화된 변환 계수를 포함하는 매트릭스의 스캔을 수행할 수 있다. 양자화된 변환 계수는 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)로 전달되어 비트스트림으로 인코딩된다.
스케일링 및 역변환 컴포넌트(229)는 모션 추정을 지원하기 위해 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)의 역 작동을 적용한다. 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229)는, 예를 들어, 다른 현재 블록에 대한 예측 블록이 될 수 있는 참조 블록으로서 나중에 사용하기 위해 픽셀 도메인에서 잔여 블록을 재구성하기 위해 역 스케일링, 변환 및/또는 양자화를 적용한다. 모션 추정 컴포넌트(221) 및/또는 모션 보상 컴포넌트(219)는 추후의 블록/프레임의 모션 추정에 사용하기 위해 잔여 블록을 대응하는 예측 블록에 다시 추가함으로써 참조 블록을 계산할 수 있다. 스케일링, 양자화 및 변환 중에 생성된 아티팩트를 완화하기 위해 재구성된 참조 블록에 필터가 적용된다. 그렇지 않으면 이러한 아티팩트는 후속 블록이 예측될 때 부정확한 예측(및 추가 아티팩트 생성)을 유발할 수 있다.
필터 제어 분석 컴포넌트(227) 및 인-루프 필터 컴포넌트(225)는 필터를 잔여 블록 및/또는 재구성된 이미지 블록에 적용한다. 예를 들어, 스케일링 및 역 변환 컴포넌트(229)로부터 변환된 잔여 블록은 원본 이미지 블록을 재구성하기 위해 픽처 내 예측 컴포넌트(217) 및/또는 모션 보상 컴포넌트(219)로부터 대응하는 예측 블록과 결합될 수 있다. 그 후, 필터는 재구성된 이미지 블록에 적용될 수 있다. 일부 예에서, 필터는 대신에 잔여 블록에 적용될 수 있다. 도 2에서의 다른 컴포넌트와 마찬가지로, 필터 제어 분석 컴포넌트(227) 및 인-루프 필터 컴포넌트(225)는 고도로 통합되고 함께 구현될 수 있지만, 개념적 목적을 위해 별도로 설명된다. 재구성된 참조 블록에 적용된 필터는 특정 공간 영역에 적용되며 이러한 필터가 적용되는 방식을 조정하기 위해 여러 파라미터를 포함한다. 필터 제어 분석 컴포넌트(227)는 재구성된 참조 블록을 분석하여 그러한 필터가 적용되어야 하는 위치를 결정하고 대응하는 파라미터를 설정한다. 이러한 데이터는 인코딩을 위한 필터 제어 데이터로서 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)로 전달된다. 인-루프 필터 컴포넌트(225)는 필터 제어 데이터에 기초하여 이러한 필터를 적용한다. 필터는 디블로킹 필터, 노이즈 억제 필터, SAO 필터 및 적응 루프 필터를 포함할 수 있다. 그러한 필터는 예에 따라 공간/픽셀 도메인(예를 들어, 재구성된 픽셀 블록) 또는 주파수 도메인에서 적용될 수 있다.
인코더로서 작동하는 경우, 필터링된 재구성된 이미지 블록, 잔여 블록 및/또는 예측 블록은 상기한 바와 같이 모션 추정에서 나중의 사용을 위해 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)에 저장된다. 디코더로서 작동하는 경우, 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)는 출력 비디오 신호의 일부로서 디스플레이를 향해 재구성되고 필터링된 블록을 저장하고 전달한다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)는 예측 블록, 잔여 블록 및/또는 재구성된 이미지 블록을 저장할 수 있는 임의의 메모리 장치일 수 있다.
헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)는 코덱 시스템(200)의 다양한 컴포넌트로부터 데이터를 수신하고 디코더를 향한 전송을 위해 이러한 데이터를 코딩된 비트스트림으로 인코딩한다. 구체적으로, 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)는 일반적인 제어 데이터 및 필터 제어 데이터와 같은 제어 데이터를 인코딩하기 위해 다양한 헤더를 생성한다. 또한, 인트라 예측 및 모션 데이터를 포함하는 예측 데이터는 물론 양자화된 변환 계수 데이터 형태의 잔여 데이터가 모두 비트스트림으로 인코딩된다. 최종 비트스트림은 원래 분할된 비디오 신호(201)를 재구성하기 위해 디코더에 의해 요구되는 모든 정보를 포함한다. 이러한 정보는 또한 인트라 예측 모드 인덱스 테이블(코드워드 맵핑 테이블로 지칭되기도 함), 다양한 블록에 대한 인코딩 컨텍스트의 정의, 가장 가능성 있는 인트라 예측 모드의 지시, 분할 정보의 지시 등을 포함할 수 있다. 이러한 데이터는 엔트로피 코딩을 사용하여 인코딩될 수 있다. 예를 들어, 정보는 컨텍스트 적응 가변 길이 코딩(Context adaptive variable length coding, CAVLC), CABAC, 신택스 기반 컨텍스트 적응 이진 산술 코딩(syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding, SBAC), 확률 간격 분할 엔트로피(probability interval partitioning entropy, PIPE) 코딩 또는 다른 엔트로피 코딩 기술을 사용하여 인코딩될 수 있다. 엔트로피 코딩 후에, 코딩된 비트스트림은 다른 장치(예를 들어, 비디오 디코더)로 전송되거나 또는 추후 전송 또는 검색을 위해 보관될 수 있다.
도 3은 예시적인 비디오 인코더(300)를 도시한 블록도이다. 비디오 인코더(300)는 코덱 시스템(200)의 인코딩 기능을 구현하고 그리고/또는 작동 방법(100)의 단계 101, 103, 105, 107 및/또는 109를 구현하기 위해 사용될 수 있다. 인코더(300)는 입력 비디오 신호를 분할하여 분할된 비디오 신호(301)를 생성하며, 이는 분할된 비디오 신호(201)와 실질적으로 유사하다. 그 후, 분할된 비디오 신호(301)는 인코더(300)의 컴포넌트에 의해 압축되고 비트스트림으로 인코딩된다.
구체적으로, 분할된 비디오 신호(301)는 인트라 예측을 위해 픽처 내 예측 컴포넌트(317)로 전달된다. 픽처 내 예측 컴포넌트(317)는 픽처 내 추정 컴포넌트(215) 및 픽처 내 예측 컴포넌트(217)와 실질적으로 유사할 수 있다. 분할된 비디오 신호(301)는 또한 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(323)의 참조 블록에 기초하여 인터 예측을 위해 모션 보상 컴포넌트(321)로 전달된다. 모션 보상 컴포넌트(321)는 모션 추정 컴포넌트(221) 및 모션 보상 컴포넌트(219)와 실질적으로 유사할 수 있다. 픽처 내 예측 컴포넌트(317) 및 모션 보상 컴포넌트(321)로부터의 예측 블록 및 잔여 블록은 잔여 블록의 변환 및 양자화를 위한 변환 및 양자화 컴포넌트(313)로 전달된다. 변환 및 양자화 컴포넌트(313)는 변환 스케일링 및 양자화 컴포넌트(213)와 실질적으로 유사할 수 있다. 변환 및 양자화된 잔여 블록 및 대응하는 예측 블록(연관된 제어 데이터와 함께)은 비트스트림으로의 코딩을 위해 엔트로피 코딩 컴포넌트(331)로 전달된다. 엔트로피 코딩 컴포넌트(331)는 헤더 포맷팅 및 CABAC 컴포넌트(231)와 실질적으로 유사할 수 있다.
변환되고 양자화된 잔여 블록 및/또는 대응하는 예측 블록은 또한 모션 보상 컴포넌트(321)에 의한 사용을 위한 참조 블록으로의 재구성을 위해 변환 및 양자화 컴포넌트(313)로부터 변환 및 양자화 컴포넌트(329)로 전달된다. 역변환 및 양자화 컴포넌트(329)는 스케일링 및 역변환 컴포넌트(229)와 실질적으로 유사할 수 있다. 인-루프 필터 컴포넌트(325)의 인-루프 필터는 또한 예에 따라 잔여 블록 및/또는 재구성된 참조 블록에 적용된다. 인-루프 필터 컴포넌트(325)는 필터 제어 분석 컴포넌트(227) 및 인-루프 필터 컴포넌트(225)와 실질적으로 유사할 수 있다. 인-루프 필터 컴포넌트(325)는 인-루프 필터 컴포넌트(225)에 대해 논의된 바와 같이 다수의 필터를 포함할 수 있다. 그 후, 필터링된 블록은 모션 보상 컴포넌트(321)에 의해 참조 블록으로 사용하기 위해 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(323)에 저장된다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(323)는 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223)와 실질적으로 유사할 수 있다.
도 4는 예시적인 비디오 디코더(400)를 도시한 블록도이다. 비디오 디코더(400)는 코덱 시스템(200)의 디코딩 기능을 구현하고 그리고/또는 작동 방법(100)의 단계 111, 113, 115 및/또는 117을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 디코더(400)는 예를 들어 인코더(300)로부터 비트스트림을 수신하고, 최종 사용자에게 디스플레이하기 위해 비트스트림에 기초하여 재구성된 출력 비디오 신호를 생성한다.
비트스트림은 엔트로피 디코딩 컴포넌트(433)에 의해 수신된다. 엔트로피 디코딩 컴포넌트(433)는 CAVLC, CABAC, SBAC, PIPE 코딩, 또는 다른 엔트로피 코딩 기술과 같은 엔트로피 디코딩 방식을 구현하도록 구성된다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩 컴포넌트(433)는 비트스트림에서 코드워드로 인코딩된 추가 데이터를 해석하기 위한 컨텍스트를 제공하기 위해 헤더 정보를 사용할 수 있다. 디코딩된 정보는 일반적인 제어 데이터, 필터 제어 데이터, 분할 정보, 모션 데이터, 예측 데이터 및 잔여 블록으로부터의 양자화된 변환 계수와 같은 비디오 신호를 디코딩하기 위한 임의의 원하는 정보를 포함한다. 양자화된 변환 계수는 잔여 블록으로의 재구성을 위해 역변환 및 양자화 컴포넌트(429)로 전달된다. 역변환 및 양자화 컴포넌트(429)는 역변환 및 양자화 컴포넌트(329)와 유사할 수 있다.
재구성된 잔여 블록 및/또는 예측 블록은 인트라 예측 작동에 기초하여 이미지 블록으로 재구성하기 위해 픽처 내 예측 컴포넌트(417)로 전달된다. 픽처 내 예측 컴포넌트(417)는 픽처 내 추정 컴포넌트(215) 및 픽처 내 예측 컴포넌트(217)와 유사할 수 있다. 구체적으로, 픽처 내 예측 컴포넌트(417)는 프레임에서 참조 블록을 찾기 위해 예측 모드를 사용하고 인트라 예측된 이미지 블록을 재구성하기 위해 결과에 잔여 블록을 적용한다. 재구성된 인트라 예측된 이미지 블록 및/또는 잔여 블록 및 대응하는 인터 예측 데이터는 인-루프 필터 컴포넌트(425)를 통해 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)로 전달되며, 이는 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(223) 및 인-루프 필터 컴포넌트(225)와 각각 실질적으로 유사할 수 있다. 인-루프 필터 컴포넌트(425)는 재구성된 이미지 블록, 잔여 블록 및/또는 예측 블록을 필터링하고, 이러한 정보는 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)에 저장된다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)로부터의 재구성된 이미지 블록은 인터 예측을 위해 모션 보상 컴포넌트(421)로 전달된다. 모션 보상 컴포넌트(421)는 모션 추정 컴포넌트(221) 및/또는 모션 보상 컴포넌트(219)와 실질적으로 유사할 수 있다. 구체적으로, 모션 보상 컴포넌트(421)는 예측 블록을 생성하고 이미지 블록을 재구성하기 위해 잔여 블록을 결과에 적용하기 위해 참조 블록으로부터의 모션 벡터를 사용한다. 결과적인 재구성된 블록은 또한 인-루프 필터 컴포넌트(425)를 통해 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)로 전달될 수 있다. 디코딩된 픽처 버퍼 컴포넌트(423)는 분할 정보를 통해 프레임으로 재구성될 수 있는 추가의 재구성된 이미지 블록을 계속 저장한다. 이러한 프레임은 또한 시퀀스로 배치될 수도 있다. 시퀀스는 재구성된 출력 비디오 신호로서 디스플레이에 출력된다.
도 5는 비트스트림(500)으로부터 추출된 예시적인 비트스트림(500) 및 서브 비트스트림(501)을 도시한 개략도이다. 예를 들어, 비트스트림(500)은 코덱 시스템(200) 및/또는 디코더(400)에 의한 디코딩을 위해 코덱 시스템(200) 및/또는 인코더(300)에 의해 생성될 수 있다. 다른 예로서, 비트스트림(500)은 단계 111에서 디코더에 의한 사용을 위해 방법(100)의 단계 109에서 인코더에 의해 생성될 수 있다.
비트스트림(500)은 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set, SPS)(510), 복수의 픽처 파라미터 세트(picture parameter set, PPS)(512), 복수의 슬라이스 헤더(514), 이미지 데이터(520) 및 하나 이상의 SEI 메시지(515)를 포함한다. SPS(510)는 비트스트림(500)에 포함된 비디오 시퀀스의 모든 픽처에 공통적인 시퀀스 데이터를 포함한다. 이러한 데이터는 픽처 크기 조정, 비트 깊이, 코딩 도구 파라미터, 비트 레이트 제한 등을 포함할 수 있다. PPS(512)는 하나 이상의 대응하는 픽처에 특정된 파라미터를 포함한다. 따라서, 비디오 시퀀스의 각각의 픽처는 하나의 PPS(512)를 참조할 수 있다. PPS(512)는 대응하는 픽처, 양자화 파라미터, 오프셋, 픽처 특정 코딩 도구 파라미터(예를 들어, 필터 제어) 등의 타일에 대해 이용 가능한 코딩 도구를 지시할 수 있다. 슬라이스 헤더(514)는 픽처에서 하나 이상의 대응하는 슬라이스(524)에 특정한 파라미터를 포함한다. 따라서, 비디오 시퀀스의 각각의 슬라이스(524)는 슬라이스 헤더(514)를 참조할 수 있다. 슬라이스 헤더(514)는 슬라이스 유형 정보, 픽처 순서 카운트(POC), 참조 픽처 리스트, 예측 가중치, 타일 엔트리 포인트, 디블로킹 파라미터 등을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 슬라이스(524)는 타일 그룹으로 지칭될 수 있다. 이러한 경우, 슬라이스 헤더(514)는 타일 그룹 헤더로 지칭될 수 있다. SEI 메시지(515)는 블록 디코딩에 필요하지 않은 메타데이터를 포함하는 선택적 메시지이지만, 픽처 출력 타이밍, 디스플레이 설정, 손실 검출, 손실 은닉 등을 지시하는 것과 같은 관련 목적을 위해 사용될 수 있다.
이미지 데이터(520)는 인터 예측 및/또는 인트라 예측에 따라 인코딩된 비디오 데이터뿐만 아니라 대응하는 변환되고 양자화된 잔여 데이터를 포함한다. 이러한 이미지 데이터(520)는 인코딩 이전에 이미지를 분할하는데 사용된 분할에 따라 분류된다. 예를 들어, 비디오 시퀀스는 픽처(521)로 분할된다. 픽처(521)는 슬라이스(524)로 분할되는 서브 픽처(522)로 더 분할될 수 있다. 슬라이스(524)는 타일 및/또는 CTU로 더 분할될 수 있다. CTU는 코딩 트리를 기반으로 코딩 블록으로 더 분할된다. 그 다음, 코딩 블록은 예측 메커니즘에 따라 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 픽처(521)는 하나 이상의 서브 픽처(522)를 포함할 수 있다. 서브 픽처(522)는 하나 이상의 슬라이스(524)를 포함할 수 있다. 픽처(521)는 PPS(512)를 참조하고 슬라이스(524)는 슬라이스 헤더(514)를 참조한다. 서브 픽처(522)는 전체 비디오 시퀀스(세그먼트로도 알려짐)에 걸쳐 일관되게 분할될 수 있고, 따라서 SPS(510)를 참조할 수 있다. 각각의 슬라이스(524)는 하나 이상의 타일을 포함할 수 있다. 각각의 슬라이스(524), 따라서 픽처(521) 및 서브 픽처(522)는 또한 복수의 CTU를 포함할 수 있다.
각각의 픽처(521)는 대응하는 시간에 대한 비디오 시퀀스와 연관된 시각적 데이터의 전체 세트를 포함할 수 있다. 그러나, 특정 애플리케이션은 일부 경우에 픽처(521)의 일부만을 디스플레이하고자 할 수 있다. 예를 들어, 가상 현실(VR) 시스템은 픽처(521)의 사용자가 선택한 영역을 디스플레이할 수 있으며, 이는 픽처(521)에 묘사된 장면에 존재하는 느낌을 생성한다. 사용자가 보기를 원할 수 있는 영역은 비트스트림(500)이 인코딩되는 경우 알 수 없다. 따라서, 픽처(521)는 사용자가 잠재적으로 서브 픽처(522)로서 볼 수 있는 각각의 가능한 영역을 포함할 수 있으며, 이는 사용자 입력에 기초하여 별도로 디코딩되고 디스플레이될 수 있다. 다른 애플리케이션은 관심 영역을 별도로 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 픽처 내 픽처가 있는 텔레비전은 관련되지 않은 비디오 시퀀스의 픽처(521) 위에 하나의 비디오 시퀀스로부터 특정 영역, 따라서 서브 픽처(522)를 디스플레이하기를 원할 수 있다. 또 다른 예에서, 원격 회의 시스템은 현재 말하고 있는 사용자의 전체 픽처(521) 및 현재 말하고 있지 않은 사용자의 서브 픽처(522)를 디스플레이할 수 있다. 따라서, 서브 픽처(522)는 픽처(521)의 정의된 영역을 포함할 수 있다. 일시적으로 모션이 제한된 서브 픽처(522)는 나머지 픽처(521)와 별도로 디코딩될 수 있다. 구체적으로, 시간적 모션이 제한된 서브 픽처는 시간적 모션이 제한된 서브 픽처 외부의 샘플을 참조하지 않고 인코딩되며, 따라서 픽처(521)의 나머지 부분을 참조하지 않고 완전한 디코딩을 위한 충분한 정보를 포함한다.
각각의 슬라이스(524)는 상부 좌측 코너의 CTU 및 하단 우측 코너의 CTU에 의해 정의되는 직사각형일 수 있다. 일부 예에서, 슬라이스(524)는 좌측에서 우측으로 그리고 위에서 아래로 진행하는 래스터 스캔 순서로 일련의 타일 및/또는 CTU를 포함한다. 다른 예에서, 슬라이스(524)는 직사각형 슬라이스이다. 직사각형 슬라이스는 래스터 스캔 순서에 따라 픽처의 전체 폭을 횡단하지 않을 수 있다. 대신에, 직사각형 슬라이스는 CTU 및/또는 타일 행 및 CTU 및/또는 타일 열의 관점에서 정의된 픽처(521) 및/또는 서브 픽처(522)의 직사각형 및/또는 정사각형 영역을 포함할 수 있다. 슬라이스(524)는 디코더에 의해 별도로 디스플레이될 수 있는 가장 작은 유닛이다. 따라서, 픽처(521)로부터의 슬라이스(524)는 픽처(521)의 원하는 영역을 개별적으로 묘사하기 위해 상이한 서브 픽처(522)에 할당될 수 있다..
디코더는 픽처(521)의 하나 이상의 서브 픽처(523)를 디스플레이할 수 있다. 서브 픽처(523)는 사용자가 선택하거나 또는 서브 픽처(522)의 미리 정의된 서브 그룹이다. 예를 들어, 픽처(521)는 9개의 서브 픽처(522)로 분할될 수 있지만, 디코더는 서브 픽처(522)의 그룹으로부터 단일 서브 픽처(523)만을 디스플레이할 수 있다. 서브 픽처(523)는 슬라이스(524)의 선택되거나 미리 정의된 서브 그룹인 슬라이스(525)를 포함한다. 서브 픽처(523)의 개별 디스플레이를 허용하기 위해, 서브 비트스트림(501)은 비트스트림(500)으로부터 추출될 수 있다(529). 추출(529)은 디코더가 서브 비트스트림(501)만을 수신할 수 있도록 인코더 측에서 일어날 수 있다. 다른 경우에, 전체 비트스트림(500)은 디코더로 전송되고 디코더는 별도의 디코딩을 위해 서브 비트스트림(501)을 추출한다(529). 서브 비트스트림(501)은 또한 일부 경우에 일반적으로 비트스트림으로 지칭될 수 있음에 유의해야 한다. 서브 비트스트림(501)은 SPS(510), PPS(512), 선택된 서브 픽처(523)뿐만 아니라 서브 픽처(523) 및/또는 슬라이스(525)와 관련된 슬라이스 헤더(514), 및 SEI 메시지(515)를 포함한다.
본 개시는 디코더에서 서브 픽처(523)의 선택 및 디스플레이를 위한 서브 픽처(522)의 효율적인 코딩을 지원하기 위해 다양한 데이터를 시그널링한다. SPS(510)는 서브 픽처 크기(531), 서브 픽처 위치(532), 및 서브 픽처(522)의 완전한 세트(522)와 관련된 서브 픽처 ID(533)를 포함한다. 서브 픽처 크기(531)는 루마 샘플의 서브 픽처 높이 및 대응하는 서브 픽처(522)에 대한 루마 샘플의 서브 픽처 폭을 포함한다. 서브 픽처 위치(532)는 대응하는 서브 픽처(522)의 상단 좌측 샘플과 픽처(521)의 상단 좌측 샘플 사이의 오프셋 거리를 포함한다. 서브 픽처 위치(532) 및 서브 픽처 크기(531)는 대응하는 서브 픽처(522)의 레이아웃을 정의한다. 서브 픽처 ID(533)는 대응하는 서브 픽처(522)를 고유하게 식별하는 데이터를 포함한다. 서브 픽처 ID(533)는 서브 픽처(522) 래스터 스캔 인덱스 또는 다른 정의된 값일 수 있다. 따라서, 디코더는 SPS(510)를 읽고 각각의 서브 픽처(522)의 크기, 위치 및 ID를 결정할 수 있다. 일부 비디오 코딩 시스템에서, 서브 픽처(522)와 관련된 데이터는 서브 픽처(512)가 픽처(521)로부터 분할되기 때문에 PPS(512)에 포함될 수 있다. 그러나, 서브 픽처(522)를 생성하는 데 사용되는 분할은 비디오 시퀀스/세그먼트에 걸쳐 일관된 서브 픽처(522) 분할에 의존하는 ROI 기반 애플리케이션, VR 애플리케이션 등과 같은 애플리케이션에 의해 사용될 수 있다. 이와 같이, 서브 픽처(522) 분할은 일반적으로 픽처 단위로 변경되지 않는다. SPS(510)에 서브 픽처(522)에 대한 레이아웃 정보를 배치하는 것은 레이아웃이 각각의 PPS(512)에 대해 중복 시그널링되지 않고 시퀀스/세그먼트에 대해 한 번만 시그널링되는 것을 보장한다(일부 경우에 각각의 픽처(521)에 대해 시그널링 될 수 있음). 또한, 그러한 정보를 도출하기 위해 디코더에 의존하는 대신, 서브 픽처(522) 정보를 시그널링하는 것은 손실된 패킷의 경우에 오류의 가능성을 감소시키고 서브 픽처(523)를 추출하는 측면에서 추가적인 기능을 지원한다. 따라서, SPS(510)의 서브 픽처(522) 레이아웃을 시그널링함으로써 인코더 및/또는 디코더의 기능이 향상될 수 있다.
SPS(510)는 또한 서브 픽처(522)의 완전한 세트와 관련된 모션 제한된 서브 픽처 플래그(534)를 포함한다. 모션 제한된 서브 픽처 플래그(534)는 각각의 서브 픽처(522)가 시간적 모션 제한된 서브 픽처인지 여부를 지시한다. 따라서, 디코더는 모션 제한된 서브 픽처 플래그(534)를 읽을 수 있고 서브 픽처(522) 중 어느 것이 다른 서브 픽처(522)를 디코딩하지 않고 별도로 추출되고 디스플레이될 수 있는지를 결정할 수 있다. 이것은 증가된 코딩 효율을 위해 다른 서브 픽처(522)가 이러한 제한 없이 코딩되도록 허용하는 동안 선택된 서브 픽처(522)가 시간적 모션이 제한된 서브 픽처로서 코딩될 수 있게 한다.
서브 픽처 ID(533)는 또한 슬라이스 헤더(514)에 포함된다. 각각의 슬라이스 헤더(514)는 대응하는 슬라이스 세트(524)와 관련된 데이터를 포함한다. 따라서, 슬라이스 헤더(514)는 슬라이스 헤더(514)와 연견돤 슬라이스(524)에 대응하는 서브 픽처 ID(533)만을 포함한다. 이와 같이, 디코더는 슬라이스(524)를 수신하고, 슬라이스 헤더(514)로부터 서브 픽처 ID(533)를 획득하며, 슬라이스(524)를 포함하는 서브 픽처(522)를 결정할 수 있다. 디코더는 또한 SPS(510)의 관련 데이터와 상관시키기 위해 슬라이스 헤더(514)로부터의 서브 픽처 ID(533)를 사용할 수 있다. 따라서, 디코더는 SPS(510) 및 관련 슬라이스 헤더(514)를 읽음으로써 서브 픽처(522/523) 및 슬라이스(524/525)를 위치시키는 방법을 결정할 수 있다. 이것은 일부 서브 픽처(522)가 전송에서 손실되거나 코딩 효율을 증가시키기 위해 의도적으로 생략된 경우에도 서브 픽처(523) 및 슬라이스(525)가 디코딩되는 것을 허용한다.
SEI 메시지(515)는 또한 서브 픽처 레벨(535)을 포함할 수 있다. 서브 픽처 레벨(535)은 대응하는 서브 픽처(522)를 디코딩하는데 필요한 하드웨어 자원을 지시한다. 이러한 방식으로, 각각의 서브 픽처(522)는 다른 서브 픽처(522)와 독립적으로 코딩될 수 있다. 이것은 각각의 서브 픽처(522)가 디코더에서 정확한 양의 하드웨어 자원을 할당받을 수 있도록 보장한다. 그러한 서브 픽처 레벨(535)이 없으면, 각각의 서브 픽처(522)는 가장 복잡한 서브 픽처(522)를 디코딩하기에 충분한 자원으로 할당될 것이다. 따라서, 서브 픽처 레벨(535)은 서브 픽처(522)가 다양한 하드웨어 자원 요구사항과 연관되는 경우 디코더가 하드웨어 자원을 과도하게 할당하는 것을 방지한다.
도 6은 서브 픽처(622)로 분할된 예시적인 픽처(600)를 도시한 개략도이다. 예를 들어, 픽처(600)는 예를 들어 코덱 시스템(200), 인코더(300) 및/또는 디코더(400)에 의해 비트스트림(500)으로 인코딩되고 비트스트림(500)으로부터 디코딩될 수 있다. 또한, 픽처(600)는 방법(100)에 따라 인코딩 및 디코딩을 지원하기 위해 서브 비트스트림(501)으로 분할되고 그리고/또는 서브 비트스트림(501)에 포함될 수 있다.
픽처(600)는 픽처(521)와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 픽처(600)는 서브 픽처(522)와 실질적으로 유사한 서브 픽처(622)로 분할될 수 있다. 서브 픽처(622) 각각은 서브 픽처를 포함하며, 이는 서브 픽처 크기(531)로 비트스트림(500)에 포함될 수 있다. 서브 픽처 크기(631)는 서브 픽처 폭(631a) 및 서브 픽처 높이(631b)를 포함한다. 서브 픽처 폭(631a)은 루마 샘플 단위의 대응하는 서브 픽처(622)의 폭이다. 서브 픽처 높이(631b)는 루마 샘플 단위로 대응하는 서브 픽처(622)의 높이이다. 서브 픽처(622) 각각은 서브 픽처 ID(633)를 포함하며, 이는 서브 픽처 ID(633)로서 비트스트림(500)에 포함될 수 있다. 서브 픽처 ID(633)는 각각의 서브 픽처(622)를 고유하게 식별하는 임의의 값일 수 있다. 도시된 예에서, 서브 픽처 ID(633)는 서브 픽처(622) 인덱스이다. 서브 픽처(622) 각각은 서브 픽처 위치(532)로서 비트스트림(500)에 포함될 수 있는 위치(632)를 포함한다. 위치(632)는 대응하는 서브 픽처(622)의 상단 좌측 샘플과 픽처(600)의 상단 좌측 샘플(642) 사이의 오프셋으로 표현된다.
또한, 도시된 바와 같이, 일부 서브 픽처(622)는 시간적 모션 제한된 서브 픽처(634)일 수 있고 다른 서브 픽처(622)는 그렇지 않을 수 있다. 도시된 예에서, 5의 서브 픽처 ID(633)를 갖는 서브 픽처(622)는 시간적 모션 제한된 서브 픽처(634)이다. 이것은 5로 식별된 서브 픽처(622)가 임의의 다른 서브 픽처(622)에 대한 참조 없이 코딩되고 따라서 다른 서브 픽처(622)로부터의 데이터를 고려하지 않고 추출되고 개별적으로 디코딩될 수 있음을 지시한다. 어느 서브 픽처(622)가 시간적 모션 제한된 서브 픽처(634)인지의 지시는 모션 제한된 서브 픽처 플래그(534)의 비트스트림(500)에서 시그널링될 수 있다.
도시된 바와 같이, 서브 픽처(622)는 갭 또는 오버랩 없이 픽처(600)를 커버하도록 제한될 수 있다. 갭은 임의의 서브 픽처(622)에 포함되지 않은 픽처(600)의 영역이다. 오버랩은 하나 이상의 서브 픽처(622)에 포함되는 픽처(600)의 영역이다. 도 6에 도시된 예에서, 서브 픽처(622)는 갭 및 오버랩 모두를 방지하기 위해 픽처(600)로부터 분할된다. 갭은 픽처(600) 샘플이 서브 픽처(622)에서 제외되게 한다. 오버랩은 연관된 슬라이스가 다수의 서브 픽처(622)에 포함되도록 한다. 따라서, 갭 및 오버랩은 서브 픽처(622)가 상이하게 코딩되는 경우 샘플이 상이한 처리에 의해 영향을 받도록 할 수 있다. 이것이 인코더에서 허용된다면, 디코더는 디코딩 방식이 거의 사용되지 않는 경우에도 이러한 코딩 방식을 지원해야 한다. 서브 픽처(622) 갭 및 오버랩을 허용하지 않음으로써, 디코더의 복잡성은 디코더가 서브 픽처 크기(631) 및 위치(632)를 결정할 때 잠재적인 갭 및 오버랩을 설명할 필요가 없기 때문에 감소될 수 있다. 또한, 서브 픽처(622) 갭 및 오버랩을 허용하지 않음으로 인코더에서 RDO 프로세스의 복잡성을 줄어든다. 이는 인코더가 비디오 시퀀스에 대한 인코딩을 선택할 때 갭 및 오버랩 경우를 고려하지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 갭 및 오버랩을 피하는 것은 인코더 및 디코더에서 메모리 자원 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시킬 수 있다.
도 7은 서브 픽처(722) 레이아웃에 슬라이스(724)를 관련시키기 위한 예시적인 메커니즘(700)을 도시한 개략도이다. 예를 들어, 메커니즘(700)은 픽처(600)에 적용될 수 있다. 또한, 메커니즘(700)은 비트스트림(500)의 데이터에 기초하여, 예를 들어 코덱 시스템(200), 인코더(300) 및/또는 디코더(400)에 의해 적용될 수 있다. 또한, 메커니즘(700)은 방법(100)에 따른 인코딩 및 디코딩을 지원하기 위해 사용될 수 있다.
메커니즘(700)은 각각 슬라이스(524/525) 및 서브 픽처(522/523)와 같은 서브 픽처(722)의 슬라이스(724)에 적용될 수 있다. 도시된 예에서, 서브 픽처(722)는 제1 슬라이스(724a), 제2 슬라이스(724b), 및 제3 슬라이스(724c)를 포함한다. 슬라이스(724) 각각에 대한 슬라이스 헤더는 서브 픽처(722)에 대한 서브 픽처 ID(733)를 포함한다. 디코더는 슬라이스 헤더로부터의 서브 픽처 ID(733)를 SPS의 서브 픽처 ID(733)와 매칭시킬 수 있다. 그 후, 디코더는 서브 픽처 ID(733)에 기초하여 SPS로부터 서브 픽처(722)의 위치(732) 및 크기를 결정할 수 있다. 위치(732)를 사용함으로써, 서브 픽처(722)는 픽처의 상단 좌측 코너(742)의 상단 좌측 샘플에 대해 배치될 수 있다. 크기는 위치(732)에 대한 서브 픽처(722)의 높이 및 폭을 설정하는 데 사용될 수 있다. 슬라이스(724)는 그 다음 서브 픽처(722)에 포함될 수 있다. 따라서, 슬라이스(724)는 다른 서브 픽처를 참조하지 않고 서브 픽처 ID(733)에 기초하여 정확한 서브 픽처(722)에 위치될 수 있다. 이것은 다른 손실된 서브 픽처가 서브 픽처(722)의 디코딩을 변경하지 않기 때문에 오류 정정을 지원한다. 이것은 또한 서브 픽처(722)만을 추출하고 다른 서브 픽처의 전송을 피하는 애플리케이션을 지원한다. 따라서, 서브 픽처 ID(733)는 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원, 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시키는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율을 지원한다.
도 8은 서브 픽처(822)로 분할된 다른 예시적인 픽처(800)를 도시한 개략도이다. 픽처(800)는 픽처(600)와 실질적으로 유사할 수 있다. 또한, 픽처(800)는 예를 들어 코덱 시스템(200), 인코더(300) 및/또는 디코더(400)에 의해 비트스트림(500)으로 인코딩되고 비트스트림(500)으로부터 디코딩될 수 있다. 또한, 픽처(800)는 방법(100) 및/또는 메커니즘(700)에 따라 인코딩 및 디코딩을 지원하기 위해 분할되고 그리고/또는 서브 비트스트림(501)에 포함될 수 있다.
픽처(800)는 서브 픽처(822)를 포함하고, 이는 서브 픽처(522, 523, 622, 및/또는 722)와 실질적으로 유사할 수 있다. 서브 픽처(822)는 복수의 CTU(825)로 분할된다. CTU(825)는 표준화된 비디오 코딩 시스템의 기본 코딩 유닛이다. CTU(825)는 코딩 트리에 의해 인터 예측 또는 인트라 예측에 따라 코딩되는 코딩 블록으로 세분화된다. 도시된 바와 같이, 일부 서브 픽처(822a)는 CTU(825) 크기의 배수인 서브 픽처 폭 및 서브 픽처 높이를 포함하도록 제한된다. 도시된 예에서, 서브 픽처(822a)는 6개의 CTU(825)의 높이와 5개의 CTU(825)의 폭을 갖는다. 이러한 제약은 픽처의 우측 경계(801)에 위치된 서브 픽처(822b) 및 픽처의 하단 경계(802)에 위치된 서브 픽처(822c)에 대해 제거된다. 도시된 예에서, 서브 픽처(822b)는 5개 내지 6개 CTU(825) 사이의 폭을 갖는다. 그러나, 픽처 하단 경계(802) 상에 위치되지 않은 서브 픽처(822b)는 여전히 CTU(825) 크기의 배수인 서브 픽처 높이를 유지하도록 제한된다. 도시된 예에서, 서브 픽처(822c)는 6개 내지 7개의 CTU(825) 사이의 높이를 갖는다. 그러나, 픽처 우측 경계(801) 상에 위치하지 않는 서브 픽처(822c)는 여전히 CTU(825) 크기의 배수인 서브 픽처 폭을 유지하도록 제한된다.
위에서 언급한 바와 같이, 일부 비디오 시스템은 CTU(825) 크기의 배수인 높이 및 폭을 포함하도록 서브 픽처(822)를 제한할 수 있다. 이것은 예를 들어 CTU(825) 크기의 배수가 아닌 전체 폭 또는 높이를 포함하는 픽처(800)와 함께 많은 픽처 레이아웃으로 서브 픽처(822)가 올바르게 작동하는 것을 방지할 수 있다. 하단 서브 픽처(822c) 및 우측 서브 픽처(822b)가 각각 CTU(825) 크기의 배수가 아닌 높이 및 폭을 포함하도록 함으로써, 서브 픽처(822)는 디코딩 오류를 야기하지 않고 임의의 픽처(800)와 함께 사용될 수 있다. 그 결과, 인코더 및 디코더 기능이 향상된다. 또한, 증가된 기능은 인코더가 픽처를 보다 효율적으로 코딩할 수 있게 하여 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시킬 수 있다.
여기에서 설명된 바와 같이, 본 개시는 비디오 코딩에서 서브 픽처 기반 픽처 분할을 위한 설계를 설명한다. 서브 픽처는 픽처에 사용되는 것과 유사한 디코딩 프로세스를 사용하여 독립적으로 디코딩될 수 있는 픽처 내의 직사각형 영역이다. 본 개시는 코딩된 비디오 시퀀스 및/또는 비트스트림에서 서브 픽처의 시그널링뿐만 아니라 서브 픽처 추출을 위한 프로세스에 관한 것이다. 기술에 대한 설명은 ITU-T 및 ISO/IEC의 JVET에 의한 VVC에 기초한다. 그러나, 이 기술은 다른 비디오 코덱 사양에도 적용된다. 다음은 여기에서 설명된 예시적인 실시예이다. 이러한 실시예는 개별적으로 또는 조합하여 적용될 수 있다.
코딩된 비디오 시퀀스(coded video sequence, CVS)에 존재할 수 있는 서브 픽처와 관련된 정보는 SPS와 같은 시퀀스 레벨 파라미터 세트에서 시그널링될 수 있다. 이러한 시그널링은 다음의 정보를 포함할 수 있다. CVS의 각각의 픽처에 존재하는 서브 픽처의 개수는 SPS에서 시그널링될 수 있다. SPS 또는 CVS의 컨텍스트에서, 모든 액세스 유닛(access unit, AU)에 대한 병치된 서브 픽처는 집합적으로 서브 픽처 시퀀스로 지칭될 수 있다. 각각의 서브 픽처의 속성을 기술하는 정보를 추가로 지정하기 위한 루프가 또한 SPS에 포함될 수 있다. 이러한 정보는 서브 픽처 식별, 서브 픽처의 위치(예를 들어, 서브 픽처의 상단 좌측 코너 루마 샘플과 픽처의 상단 좌측 코너 루마 샘플 사이의 오프셋 거리), 및 서브 픽처의 크기를 포함할 수 있다. 또한, SPS는 각각의 서브 픽처가 (MCTS의 기능을 포함하는) 모션 제한된 서브 픽처인지 여부를 시그널링할 수 있다. 각각의 서브 픽처에 대한 프로파일, 티어(tier), 및 레벨 정보는 또한 디코더에서 시그널링되거나 도출가능할 수 있다. 이러한 정보는 원본 비트스트림에서 서브 픽처를 추출하여 생성된 비트스트림에 대한 프로파일, 티어 및 레벨 정보를 결정하는 데 사용될 수 있다. 각각의 서브 픽처의 프로파일 및 티어는 전체 비트스트림의 프로파일 및 티어와 동일하도록 도출될 수 있다. 각각의 서브 픽처에 대한 레벨은 명시적으로 시그널링될 수 있다. 이러한 시그널링은 SPS에 포함된 루프에 존재할 수 있다. 시퀀스 레벨 가상 참조 디코더(hypothetical reference decoder, HRD) 파라미터는 각각의 서브 픽처(또는 동등하게, 각각의 서브 픽처 시퀀스)에 대한 SPS의 비디오 사용 가능성 정보(video usability information, VUI) 섹션에서 시그널링될 수 있다.
픽처가 2개 이상의 서브 픽처로 분할되지 않은 경우, 서브 픽처 ID를 제외한 서브 픽처의 속성(예를 들어, 위치, 크기 등)은 비트스트림에 존재하지 않고/시그널링될 수 있다. CVS에서 픽처의 서브 픽처가 추출되는 경우, 새로운 비트스트림의 각각의 액세스 유닛은 서브 픽처를 포함하지 않을 수 있다. 이 경우, 새로운 비트스트림의 각각의 AU에 있는 픽처는 다수의 서브 픽처로 분할되지 않는다. 따라서, 이러한 정보가 픽처 속성으로부터 도출될 수 있기 때문에 SPS에서 위치 및 크기와 같은 서브 픽처 속성을 시그널링할 필요가 없다. 그러나, 추출된 서브 픽처에 포함된 VCL NAL 유닛/타일 그룹에 의해 ID가 참조될 수 있기 때문에 서브 픽처 식별은 여전히 시그널링될 수 있다. 이것은 서브 픽처를 추출할 때 서브 픽처 ID가 동일하게 유지되도록 할 수 있다.
픽처 내 서브 픽처의 위치(x 오프셋 및 y 오프셋)는 루마 샘플 단위로 시그널링될 수 있다. 위치는 서브 픽처의 상단 좌측 코너 루마 샘플과 픽처의 상단 좌측 코너 루마 샘플 사이의 거리를 나타낸다. 다르게는, 픽처 내 서브 픽처의 위치는 최소 코딩 루마 블록 크기(MinCbSizeY) 단위로 시그널링될 수 있다. 다르게는, 서브 픽처 위치 오프셋의 단위는 파라미터 세트의 신택스 요소에 의해 명시적으로 지시될 수 있다. 단위는 CtbSizeY, MinCbSizeY, 루마 샘플 또는 기타 값일 수 있다.
서브 픽처의 크기(서브 픽처 폭 및 서브 픽처 높이)는 루마 샘플 단위로 시그널링될 수 있다. 다르게는, 서브 픽처의 크기는 최소 코딩 루마 블록 크기(MinCbSizeY) 단위로 시그널링될 수 있다. 다르게는, 서브 픽처 크기 값의 단위는 파라미터 세트의 신택스 요소에 의해 명시적으로 지시될 수 있다. 단위는 CtbSizeY, MinCbSizeY, 루마 샘플 또는 기타 값일 수 있다. 서브 픽처의 우측 경계가 픽처의 우측 경계와 일치하지 않는 경우, 서브 픽처의 폭은 루마 CTU 크기(CtbSizeY)의 정수배가 되도록 요구될 수 있다. 마찬가지로, 서브 픽처의 하단 경계가 픽처의 하단 경계와 일치하지 않는 경우, 서브 픽처의 높이는 루마 CTU 크기(CtbSizeY)의 정수배가 되도록 요구될 수 있다. 서브 픽처의 폭이 루마 CTU 크기의 정수배가 아닌 경우, 서브 픽처는 픽처의 가장 우측에 위치해야 할 수 있다. 마찬가지로, 서브 픽처의 높이가 루마 CTU 크기의 정수배가 아닌 경우, 서브 픽처는 픽처의 최하단 위치에 위치해야 할 수 있다. 경우에 따라, 서브 픽처의 폭은 루마 CTU 크기 단위로 시그널링될 수 있지만, 서브 픽처의 폭은 루마 CTU 크기의 정수배가 아니다. 이 경우, 루마 샘플의 실제 폭은 서브 픽처의 오프셋 위치에 기초하여 도출될 수 있다. 서브 픽처의 폭은 루마 CTU 크기에 기초하여 도출될 수 있으며 픽처의 높이는 루마 샘플에 기초하여 도출될 수 있다. 마찬가지로, 서브 픽처의 높이는 루마 CTU 크기 단위로 시그널링될 수 있지만, 서브 픽처의 높이는 루마 CTU 크기의 정수배가 아니다. 이러한 경우, 루마 샘플의 실제 높이는 서브 픽처의 오프셋 위치에 기초하여 도출될 수 있다. 서브 픽처의 높이는 루마 CTU 크기를 기반으로 도출될 수 있고, 픽처의 높이는 루마 샘플을 기반으로 도출될 수 있다.
임의의 서브 픽처에 대해, 서브 픽처 ID는 서브 픽처 인덱스와 다를 수 있다. 서브 픽처 인덱스는 SPS의 서브 픽처의 루프에서 시그널링되는 서브 픽처의 인덱스일 수 있다. 서브 픽처 ID는 픽처에서 서브 픽처 래스터 스캔 순서에서 서브 픽처의 인덱스일 수 있다. 각각의 서브 픽처의 서브 픽처 ID 값이 서브 픽처 인덱스와 동일한 경우, 서브 픽처 ID가 시그널링되거나 유도될 수 있다. 각각의 서브 픽처의 서브 픽처 ID가 서브 픽처 인덱스와 다를 경우, 서브 픽처 ID는 명시적으로 시그널링된다. 서브 픽처 ID의 시그널링을 위한 비트 개수는 서브 픽처 속성을 포함하는 동일한 파라미터 세트(예를 들어, SPS에서)에서 시그널링될 수 있다. 서브 픽처 ID의 일부 값은 특정 목적을 위해 예약될 수 있다. 예를 들어, 타일 그룹 헤더가 타일 그룹을 포함하는 서브 픽처를 지정하기 위한 서브 픽처 ID를 포함하는 경우, 값 0이 예약될 수 있고 타일 그룹 헤더의 처음 몇 비트가 에뮬레이션 방지 코드의 실수에 의한 포함을 방지하기 위해 모두 0이 아님을 보장하기 위해 서브 픽처에 대해 사용되지 않는다. 픽처의 서브 픽처가 갭 및 오버랩 없이 픽처의 전체 영역을 커버하지 않는 선택적인 경우에, 값(예를 들어, 값 1)은 서브 픽처의 일부가 아닌 타일 그룹에 대해 예약될 수 있다. 다르게는, 나머지 영역의 서브 픽처 ID는 명시적으로 시그널링된다. 서브 픽처 ID를 시그널링하기 위한 비트 개수는 다음과 같이 제한될 수 있다. 값 범위는 서브 픽처 ID의 예약된 값을 포함하여 픽처의 모든 서브 픽처를 고유하게 식별하기에 충분해야 한다. 예를 들어, 서브 픽처 ID의 최소 비트 개수는 Ceil(Log2(픽처 내 서브 픽처 개수 + 예약된 서브 픽처 ID 개수)의 값일 수 있다.
서브 픽처의 유니온(union)은 갭과 오버랩 없이 전체 픽처를 커버해야 하는 것으로 제한될 수 있다. 이러한 제약이 적용되는 경우, 각각의 서브 픽처에 대해, 서브 픽처가 서브 픽처가 추출될 수 있음을 지시하는 모션 제한된 서브 픽처인지 여부를 지정하기 위한 플래그가 존재할 수 있다. 다르게는, 서브 픽처의 유니온은 전체 픽처를 커버하지 않을 수 있지만, 오버랩은 허용되지 않을 수 있다.
서브 픽처 ID는 추출기가 NAL 유닛 비트의 나머지를 파싱할 것을 요구하지 않고 서브 픽처 추출 프로세스를 지원하기 위해 NAL 유닛 헤더 직후에 존재할 수 있다. VCL NAL 유닛의 경우, 서브 픽처 ID는 타일 그룹 헤더의 제1 비트에 존재할 수 있다. 비 VCL NAL 유닛의 경우, 다음이 적용될 수 있다. SPS의 경우, NAL 유닛 헤더 바로 뒤에 서브 픽처 ID가 존재할 필요는 없다. PPS의 경우, 동일한 픽처의 모든 타일 그룹이 동일한 PPS를 참조하도록 제한되는 경우, 서브 픽처 ID는 NAL 유닛 헤더 직후에 존재할 필요는 없다. 동일한 픽처의 타일 그룹이 다른 PPS를 참조하도록 허용되는 경우, 서브 픽처 ID는 PPS의 제1 비트(예를 들어, NAL 유닛 헤더 직후)에 존재할 수 있다. 이 경우, 하나의 픽처의 모든 타일 그룹은 동일한 PPS를 공유하도록 허용될 수 있다. 다르게는, 동일한 픽처의 타일 그룹이 상이한 PPS를 참조하도록 허용하고, 동일한 픽처의 상이한 타일 그룹이 또한 동일한 PPS를 공유하도록 허용하는 경우, PPS 신택스에 서브 픽처 ID가 존재하지 않을 수 있다. 다르게는, 동일한 픽처의 타일 그룹이 상이한 PPS를 참조하도록 허용되고, 동일한 픽처의 상이한 타일 그룹이 또한 동일한 PPS를 공유하도록 허용되는 경우, 서브 픽처 ID의 리스트는 PPS 신택스에 존재할 수 있다. 리스트는 PPS가 적용되는 서브 픽처를 지시한다. 다른 비 VCL NAL 유닛의 경우, 비 VCL 유닛이 픽처 레벨(예를 들어, 액세스 유닛 구분자, 시퀀스 종단, 비트스트림 종단 등) 이상에 적용되는 경우, 서브 픽처 ID는 NAL 유닛 헤더 직후에 존재하지 않을 수 있다. 그렇지 않으면, 서브 픽처 ID는 NAL 유닛 헤더 직후에 존재할 수 있다.
위의 SPS 시그널링으로, 개별 서브 픽처 내의 타일 분할이 PPS에서 시그널링될 수 있다. 동일한 픽처 내의 타일 그룹은 상이한 PPS를 참조하도록 허용될 수 있다. 이 경우, 타일 그룹핑은 각각의 서브 픽처 내에만 있을 수 있다. 타일 그룹핑 개념은 서브 픽처를 타일로 분할하는 것이다.
다르게는, 개별 서브 픽처 내의 타일 분할을 설명하기 위한 파라미터 세트가 정의된다. 이러한 파라미터 세트는 서브 픽처 파라미터 세트(Sub-Picture Parameter Set, SPPS)라고 부를 수 있다. SPPS는 SPS를 참조한다. SPS ID를 참조하는 신택스 요소는 SPPS에 존재한다. SPPS는 서브 픽처 ID를 포함할 수 있다. 서브 픽처 추출 목적을 위해, 서브 픽처 ID를 참조하는 신택스 요소는 SPPS의 제1 신택스 요소이다. SPPS는 타일 구조(예를 들어, 다수의 열, 다수의 행, 균일한 타일 간격 등)를 포함한다. SPPS는 루프 필터가 연관된 서브 픽처 경계에 걸쳐 활성화되는지 여부를 지시하는 플래그를 포함할 수 있다. 다르게는, 각각의 서브 픽처에 대한 서브 픽처 속성은 SPS 대신에 SPPS에서 시그널링될 수 있다. 개별 서브 픽처 내의 타일 분할은 여전히 PPS에서 시그널링될 수 있다. 동일한 픽처 내의 타일 그룹은 상이한 PPS를 참조하도록 허용된다. SPPS가 활성화되면, SPPS는 디코딩 순서대로 연속적인 AU 시퀀스 동안 지속된다. 그러나, SPPS는 CVS의 시작이 아닌 AU에서 비활성화/활성화될 수 있다. 일부 AU에서 다수의 서브 픽처를 갖는 단일 계층 비트스트림의 디코딩 프로세스 동안 임의의 순간에, 다수의 SPPS가 활성화될 수 있다. SPPS는 AU의 상이한 서브 픽처에 의해 공유될 수 있다. 다르게는, SPPS와 PPS는 하나의 파라미터 세트로 병합될 수 있다. 이러한 경우, 동일한 픽처의 모든 타일 그룹이 동일한 PPS를 참조할 필요는 없을 수 있다. 동일한 서브 픽처의 모든 타일 그룹이 SPPS와 PPS 사이의 병합으로 인한 동일한 파라미터 세트를 참조할 수 있도록 제약이 적용될 수 있다.
서브 픽처 ID를 시그널링하기 위해 사용되는 비트의 개수는 NAL 유닛 헤더에서 시그널링될 수 있다. NAL 유닛 헤더에 존재할 때 이러한 정보는 NAL 유닛의 페이로드의 시작 부분(예를 들어, NAL 유닛 헤더 직후의 처음 몇 비트)에서 서브 픽처 ID 값을 파싱하는 서브 픽처 추출 프로세스를 지원할 수 있다. 이러한 시그널링을 위해, NAL 유닛 헤더의 예약된 비트 중 일부(예를 들어, 7개의 예약된 비트)는 NAL 유닛 헤더의 길이를 증가시키는 것을 피하는 데 사용될 수 있다. 이러한 시그널링을 위한 비트의 개수는 sub-picture-ID-bit-len의 값을 커버할 수 있다. 예를 들어, VVCs NAL 유닛 헤더의 7개의 예약 비트 중 4개의 비트가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.
서브 픽처를 디코딩하는 경우, 각각의 코딩 트리 블록(예를 들어, xCtb 및 yCtb)의 위치는 서브 픽처의 루마 샘플 위치 대신에 픽처의 실제 루마 샘플 위치로 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 트리 블록이 서브 픽처 대신에 픽처를 참조하여 디코딩되기 때문에 각각의 참조 픽처로부터 같은 위치에 있는 서브 픽처의 추출이 회피될 수 있다. 코딩 트리 블록의 위치를 조정하기 위해, 변수 SubpictureXOffset 및 SubpictureYOffset은 서브 픽처 위치(subpic_x_offset 및 subpic_y_offset)에 기초하여 도출될 수 있다. 변수의 값은 서브 픽처의 각각의 코딩 트리 블록의 루마 샘플 위치 x 및 y 좌표의 값에 각각 추가될 수 있다.
서브 픽처 추출 프로세스는 다음과 같이 정의될 수 있다. 프로세스에 대한 입력은 추출될 타깃 서브 픽처이다. 이것은 서브 픽처 ID 또는 서브 픽처 위치의 형태일 수 있다. 입력이 서브 픽처의 위치인 경우, 연관된 서브 픽처 ID는 SPS의 서브 픽처 정보를 파싱함으로써 해결될 수 있다. 비 VCL NAL 유닛의 경우, 다음이 적용된다. 픽처 크기 및 레벨과 관련된 SPS의 신택스 요소는 서브 픽처의 크기 및 레벨 정보로 업데이트될 수 있다. PPS, 액세스 유닛 구분자(Access Unit Delimiter, AUD), 시퀀스 종단(End of Sequence, EOS), 비트스트림 종단(End of Bitstream, EOB) 및 픽처 레벨 이상으로 적용 가능한 임의의 다른 비 VCL NAL과 같은 VCL NAL 유닛은 변경 없이 유지된다. 타깃 서브 픽처 ID와 동일하지 않은 서브 픽처 ID를 갖는 나머지 비 VCL NAL 유닛은 제거될 수 있다. 타깃 서브 픽처 ID와 동일하지 않은 서브 픽처 ID를 갖는 VCL NAL 유닛이 또한 제거될 수도 있다.
시퀀스 레벨 서브 픽처 네스팅(nesting) SEI 메시지는 서브 픽처 세트에 대한 AU 레벨 또는 서브 픽처 레벨 SEI 메시지의 네스팅을 위해 사용될 수 있다. 이것은 버퍼링 기간, 픽처 타이밍 및 비 HRD SEI 메시지를 포함할 수 있다. 이러한 서브 픽처 네스팅 SEI 메시지의 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같을 수 있다. 전방향 매체 포맷(omnidirectional media format, OMAF) 환경과 같은 시스템 작동의 경우, 뷰포트를 커버하는 서브 픽처 시퀀스의 세트는 OMAF 플레이어에 의해 요청되고 디코딩될 수 있다. 따라서, 시퀀스 레벨 SEI 메시지는 직사각형 픽처 영역을 집합적으로 커버하는 서브 픽처 시퀀스 세트의 정보를 운반하는 데 사용된다. 정보는 시스템에 의해 사용될 수 있으며, 정보는 필요한 디코딩 능력과 서브 픽처 시퀀스 세트의 비트레이트를 지시한다. 정보는 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림의 레벨을 지시한다. 이러한 정보는 또한 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림의 비트 레이트를 지시한다. 선택적으로, 서브 픽처 시퀀스의 세트에 대해 서브 비트스트림 추출 프로세스가 지정될 수 있다. 이렇게 하는 것의 이점은 단지 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림이 또한 준수될 수 있다는 것이다. 단점은 다른 뷰포트 크기 가능성을 고려할 때 이미 가능한 많은 개수의 개별 서브 픽처 시퀀스 외에도 이러한 세트가 많이 있을 수 있다는 것이다.
예시적인 실시예에서, 개시된 예시 중 하나 이상은 다음과 같이 구현될 수 있다. 서브 픽처는 픽처 내의 하나 이상의 타일 그룹의 직사각형 영역으로 정의될 수 있다. 허용되는 이진 분할 프로세스는 다음과 같이 정의될 수 있다. 이러한 프로세스에 대한 입력은 이진 분할 모드(btSplit), 코딩 블록 폭(cbWidth), 코딩 블록 높이(cbHeight), 픽처의 상단 좌측 루마 샘플에 대해 고려된 코딩 블록의 상단 좌측 루마 샘풀의 위치(x0, y0), 다중 유형 트리 깊이(mttDepth), 오프셋이 있는 최대 다중 유형 트리 깊이(maxMttDepth), 최대 이진 트리 크기(maxBtSize) 및 분할 인덱스(partIdx)이다. 이러한 프로세스의 출력은 변수 allowBtSplit이다. [표 1]은 btSplit에 기초한 parallelTtSplit 및 cbSize의 사양을 나타낸다.
변수 parallelTtSplit 및 cbSize는 위에 명시된 바와 같이 도출된다. 변수 allowBtSplit은 다음과 같이 도출된다. cbSize는 MinBtSizeY보다 작거나 같고, cbWidth는 maxBtSize보다 크며, cbHeight는 maxBtSize보다 크고, mttDepth는 maxMttDepth보다 크거나 같은 조건 중 하나 이상이 참이면, allowBtSplit이 FALSE로 설정된다. 그렇지 않고, btSplit이 SPLIT_BT_VER와 동일하고 y0 + cbHeight가 SubPicBottomBorderInPic보다 큰 조건이 모두 참이면, allowBtSplit은 FALSE와 동일하게 설정된다. 그렇지 않고, btSplit이 SPLIT_BT_HOR와 같고, x0 + cbWidth가 SubPicRightBorderInPic보다 크며, y0 + cbHeight가 SubPicBottomBorderInPic보다 작거나 같은 조건이 모두 참이면, allowBtSplit은 FALSE와 같게 설정된다. 그렇지 않고, mttDepth가 0보다 크고, partIdx가 1과 같으며, MttSplitMode[x0][y0][ mttDepth - 1]이 parallelTtSplit과 같은 조건이 모두 참이면, allowBtSplit은 FALSE와 동일하게 설정된다. 그렇지 않고, btSplit이 SPLIT_BT_VER와 같고, cbWidth이 MaxTbSizeY보다 작거나 같으며, cbHeight이 MaxTbSizeY보다 큰 조건이 모두 참이면, allowBtSplit이 FALSE로 설정된다. 그렇지 않고, btSplit이 SPLIT_BT_HOR와 같고, cbWidth가 MaxTbSizeY보다 크며, cbHeight가 MaxTbSizeY보다 작거나 같은 조건이 모두 참이면, allowBtSplit은 FALSE와 동일하게 설정된다. 그렇지 않으면, allowBtSplit은 TRUE로 설정된다.
허용되는 터너리(ternary) 분할 프로세스는 다음과 같이 정의될 수 있다. 이러한 프로세스에 대한 입력은 다음과 같다. 터너리 분할 모드(ttSplit), 코딩 블록 폭(cbWidth), 코딩 블록 높이(cbHeight), 픽처의 상단 좌측 루마 샘플에 대해 고려된 코딩 블록의 상단 좌측 루마 샘플 위치(x0, y0), 다중 유형 트리 깊이(mttDepth), 오프셋이 있는 최대 다중 유형 트리 깊이(maxMttDepth), 최대 이진 트리 크기(maxTtSize). 이러한 프로세스의 출력은 변수 allowTtSplit이다. [표 2]는 ttSplit을 기반으로 하는 cbSize의 사양이다.
변수 cbSize는 위에 명시된 바와 같이 도출된다. 변수 allowTtSplit은 다음과 같이 도출된다. cbSize가 2 * MinTtSizeY보다 작거나 같고, cbWidth가 Min(MaxTbSizeY, maxTtSize)보다 크며, cbHeight가 Min(MaxTbSizeY, maxTtSize)보다 크고, mttDepth가 maxMttDepth보다 크거나 같으며, x0 + cbWidth가 SubPicRightBorderInPic보다 크고, y0 + cbHeight가 SubPicBottomBorderInPic보다 큰 조건 중 하나 이상이 참이면, allowTtSplit이 FALSE로 설정된다. 그렇지 않으면, allowTtSplit은 TRUE로 설정된다.
시퀀스 파라미터 세트 RBSP 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같다.
pic_width_in_luma_samples는 루마 샘플 단위로 각각 디코딩된 픽처의 폭을 지정한다. pic_width_in_luma_samples는 0이 아니어야 하고 MinCbSizeY의 정수배여야 한다. pic_height_in_luma_samples는 루마 샘플 단위로 디코딩된 각각 디코딩된 픽처의 높이를 지정한다. pic_height_in_luma_samples는 0이 아니어야 하고 MinCbSizeY의 정수배여야 한다. num_subpicture_minus1 + 1은 코딩된 픽처로 분할된 서브 픽처의 개수가 코딩된 비디오 시퀀스에 속하는 것을 지정한다. subpic_id_len_minus1 + 1은 SPS의 신택스 요소 subpic_id[i], SPS를 참조하는 SPPS의 spps_subpic_id 및 SPS를 참조하는 타일 그룹 헤더의 tile_group_subpic_id를 나타내는 데 사용되는 비트 개수를 지정한다. subpic_id_len_minus1의 값은 Ceil(Log2(num_subpic_minus1 + 2)에서 8(포함함)까지의 범위에 있어야 한다. subpic_id[i]는 SPS를 참조하는 픽처의 i번째 서브 픽처의 서브 픽처 ID를 지정한다. subpic_id[i]의 길이는 subpic_id_len_minus1 + 1 비트이다. subpic_id[i]의 값은 0보다 커야 한다. subpic_level_idc[i]는 i번째 서브 픽처의 추출로 인한 CVS가 지정된 자원 요구사항을 준수하는 레벨을 지시한다. 비트스트림은 지정된 것 이외의 subpic_level_idc[i] 값을 포함하지 않아야 한다. subpic_level_idc[i]의 다른 값은 예약되어 있다. 존재하지 않는 경우, subpic_level_idc[i]의 값은 general_level_idc의 값과 동일한 것으로 추론된다.
subpic_x_offset[i]는 픽처의 상단 좌측 코너에 대한 i번째 서브 픽처의 상단 좌측 코너의 수평 오프셋을 지정한다. 존재하지 않은 경우, subpic_x_offset[i]의 값은 0과 같은 것으로 추론된다. 서브 픽처 x offset의 값은 SubpictureXOffset[i] = subpic_x_offset[i]로서 도출된다. subpic_y_offset[i]은 픽처의 상단 좌측 코너에 대한 i번째 서브 픽처의 상단 좌측 코너의 수직 오프셋을 지정한다. 존재하지 않는 경우, subpic_y_offset[i]의 값은 0과 같은 것으로 추론된다. 서브 픽처 y 오프셋의 값은 SubpictureYOffset[i] = subpic_y_offset[i]와 같이 도출된다. subpic_width_in_luma_samples[i]는 이러한 SPS가 활성 SPS인 i번째 디코딩된 서브 픽처의 폭을 지정한다. SubpictureXOffset[i] 및 subpic_width_in_luma_samples[i]의 합이 pic_width_in_luma_samples보다 작은 경우, subpic_width_in_luma_samples[i]의 값은 CtbSizeY의 정수배가 되어야 한다. 존재하지 않는 경우, subpic_width_in_luma_samples[i]의 값은 pic_width_in_luma_samples의 값과 동일한 것으로 추론된다. subpic_height_in_luma_samples[i]는 이러한 SPS가 활성 SPS인 i번째 디코딩된 서브 픽처의 높이를 지정한다. SubpictureYOffset[i] 및 subpic_height_in_luma_samples[i]의 합이 pic_height_in_luma_samples보다 작은 경우, subpic_height_in_luma_samples[i]의 값은 CtbSizeY의 정수배가 되어야 한다. 존재하지 않는 경우, subpic_height_in_luma_samples[i]의 값은 pic_height_in_luma_samples의 값과 동일한 것으로 추론된다.
서브 픽처의 유니온이 오버랩 및 갭 없이 픽처의 전체 영역을 커버해야 하는 것이 비트스트림 적합성의 요구사항이다. 1과 동일한 subpic_motion_constrained_flag[i]는 i번째 서브 픽처가 시간적 모션 제한된 서브 픽처임을 지정한다. 0과 동일한 subpic_motion_constrained_flag[i]는 i번째 서브 픽처가 시간적 모션 제한된 서브 픽처일 수도 있고 아닐 수도 있음을 지정한다. 존재하지 않는 경우, subpic_motion_constrained_flag의 값은 0과 같은 것으로 추론된다.
변수 SubpicWidthInCtbsY, SubpicHeightInCtbsY, SubpicSizeInCtbsY, SubpicWidthInMinCbsY, SubpicHeightInMinCbsY, SubpicSizeInMinCbsY, SubpicSizeInSamplesY, SubpicWidthInSamplesC, 및 SubpicHeightInSamplesC는,
SubpicWidthInLumaSamples[i] = subpic_width_in_luma_samples[i]
SubpicHeightInLumaSamples[i] = subpic_height_in_luma_samples[i]
SubPicRightBorderInPic[i] = SubpictureXOffset[i] + PicWidthInLumaSamples[i]
SubPicBottomBorderInPic[i] = SubpictureYOffset[i] + PicHeightInLumaSamples[i]
SubpicWidthInCtbsY[i] = Ceil(SubpicWidthInLumaSamples[i] ÷ CtbSizeY)
SubpicHeightInCtbsY[i] = Ceil(SubpicHeightInLumaSamples[i] ÷ CtbSizeY)
SubpicSizeInCtbsY[i] = SubpicWidthInCtbsY[i] * SubpicHeightInCtbsY[i]
SubpicWidthInMinCbsY[i] = SubpicWidthInLumaSamples[i] / MinCbSizeY
SubpicHeightInMinCbsY[i] = SubpicHeightInLumaSamples[i] / MinCbSizeY
SubpicSizeInMinCbsY[i] = SubpicWidthInMinCbsY[i] * SubpicHeightInMinCbsY[i]
SubpicSizeInSamplesY[i] = SubpicWidthInLumaSamples[i] * SubpicHeightInLumaSamples[i]
SubpicWidthInSamplesC[i] = SubpicWidthInLumaSamples[i] / SubWidthC
SubpicHeightInSamplesC[i] = SubpicHeightInLumaSamples[i] / SubHeightC
서브 픽처 파라미터 세트 RBSP 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같다.
spps_subpic_id는 SPPS가 속하는 서브 픽처를 식별한다. spps_subpic_id의 길이는 subpic_id_len_minus1 + 1비트이다. spps_subpic_parameter_set_id는 다른 신택스 요소에 의한 참조를 위해 SPPS를 식별한다. spps_subpic_parameter_set_id의 값은 0에서 63(포함함)까지이어야 한다. spps_seq_parameter_set_id는 활성 SPS의 sps_seq_parameter_set_id의 값을 지정한다. spps_seq_parameter_set_id의 값은 0에서 15(포함함)까지이어야 한다. 1과 동일한 single_tile_in_subpic_flag는 SPPS를 참조하는 각각의 서브 픽처에 하나의 타일만 있음을 지정한다. 0과 동일한 single_tile_in_subpic_flag는 SPPS를 참조하는 각각의 서브 픽처에 하나 이상의 타일이 있음을 지정한다. num_tile_columns_minus1 + 1은 서브 픽처를 분할하는 타일 열의 개수를 지정한다. num_tile_columns_minus1은 0에서 PicWidthInCtbsY[spps_subpic_id] - 1(포함함)까지이어야 한다. 존재하지 않는 경우, num_tile_columns_minus1의 값은 0과 같은 것으로 추론된다. num_tile_rows_minus1 + 1은 서브 픽처를 분할하는 타일 행의 개수를 지정한다. num_tile_rows_minus1은 0에서 PicHeightInCtbsY[spps_subpic_id] - 1(포함함)까지이어야 한다. 존재하지 않는 경우, num_tile_rows_minus1의 값은 0과 같은 것으로 추론된다. NumTilesInPic 변수는(num_tile_columns_minus1 + 1) * (num_tile_rows_minus1 + 1)과 동일하게 설정된다.
single_tile_in_subpic_flag가 0과 같은 경우, NumTilesInPic은 0보다 커야한다. 1과 같은 uniform_tile_spacing_flag는 타일 열 경계와 마찬가지로 타일 행 경계가 서브 픽처에 균일하게 분포되도록 지정한다. 0과 동일한 uniform_tile_spacing_flag는 타일 열 경계 및 마찬가지로 타일 행 경계가 서브 픽처에 걸쳐 균일하게 분포되지 않지만 신택스 요소 tile_column_width_minus1[i] 및 tile_row_height_minus1[i]을 사용하여 명시적으로 시그널링됨을 지정한다. 존재하지 않는 경우, uniform_tile_spacing_flag의 값은 1과 동일한 것으로 추론된다. tile_column_width_minus1[i] + 1은 CTB 단위로 i번째 타일 열의 폭을 지정한다. tile_row_height_minus1[i] + 1은 CTB 단위로 i번째 타일 행의 높이를 지정한다.
다음의 변수, 즉 CTB 단위로 i번째 타일 열의 폭을 지정하는, 0에서 num_tile_columns_minus1(포함함)까지의 i에 대한 리스트 ColWidth[i]; CTB 단위로 j번째 타일 행의 높이를 지정하는, 0에서 num_tile_rows_minus1(포함함)까지의 j에 대한 리스트 RowHeight[j]; CTB 단위로 i번째 타일 열 경계의 위치를 지정하는, 0에서 num_tile_columns_minus1 + 1(포함함)까지의 i에 대한 리스트 ColBd[i]; CTB 단위로 j번째 타일 행 경계의 위치를 지정하는, 0에서 num_tile_rows_minus1 + 1(포함함)까지의 j에 대한 리스트 RowBd[j]; 픽처의 CTB 래스터 스캔의 CTB 주소에서 타일 스캔의 CTB 주소로의 변환을 지정하는, 0에서 PicSizeInCtbsY - 1(포함함)까지의 ctbAddrR에 대한 리스트 CtbAddrRsToTs[ctbAddrRs]; 타일 스캔의 CTB 주소에서 픽처의 CTB 래스터 스캔의 CTB 주소로의 변환을 지정하는, 0에서 PicSizeInCtbsY - 1(포함함)까지의 ctbAddrTs에 대한 리스트 CtbAddrTsToRs[ctbAddrTs]; 타일 스캔의 CTB 주소에서 타일 ID로의 변환을 지정하는, 0에서 PicSizeInCtbsY - 1(포함함)까지의 ctbAddrTs에 대한 리스트 TileId[ctbAddrTs]; 타일 인덱스에서 타일의 CTU 개수로의 변환을 지정하는, 0에서 PicSizeInCtbsY - 1(포함함)까지의 tileIdx에 대한 리스트 NumCtusInTile[tileIdx]; 타일 ID에서 타일의 제1 CTB의 타일 스캔의 CTb 주소로의 변환을 지정하는, 0에서 NumTilesInPic - 1(포함함)까지의 tileIdx에 대한 리스트 FirstCtbAddrTs[tileIdx]; 루마 샘플 단위로 i번째 타일 열의 폭을 지정하는, 0에서 num_tile_columns_minus1(포함함)까지의 i에 대한 리스트 ColumnWidthInLumaSamples[i]; 루마 샘플 단위로 j번째 타일 행의 높이를 지정하는, 0에서 num_tile_rows_minus1(포함함)까지의 j에 대한 리스트 RowHeightInLumaSamples[j]는 CTB 래스터 및 타일 스캐닝 변환 프로세스를 호출함으로써 도출된다. 0에서 num_tile_columns_minus1(포함함)까지의 i에 대한 ColumnWidthInLumaSamples[i] 및 0에서 num_tile_rows_minus1(포함함)까지의 j에 대한 RowHeightInLumaSamples[j]의 값은 모두 0보다 커야 한다.
1과 동일한 loop_filter_across_tiles_enabled_flag는 인-루프 필터링 작동이 SPPS를 참조하는 서브 픽처의 타일 경계에 걸쳐 수행될 수 있음을 지정한다. 0과 동일한 loop_filter_across_tiles_enabled_flag는 인 루프 필터링 작동이 SPPS를 참조하는 서브 픽처의 타일 경계를 가로질러 수행되지 않음을 지정한다. 인-루프 필터링 작동은 디블로킹 필터, 샘플 적응 오프셋 필터 및 적응 루프 필터 작동을 포함한다. 존재하지 않는 경우, loop_filter_across_tiles_enabled_flag의 값은 1과 같은 것으로 추론된다. 1과 동일한 loop_filter_across_subpic_enabled_flag는 인-루프 필터링 작동이 SPPS를 참조하는 서브 픽처의 서브 픽처 경계를 가로질러 수행될 수 있음을 지정한다. 0과 동일한 loop_filter_across_subpic_enabled_flag는 인-루프 필터링 작동이 SPPS를 참조하는 서브 픽처의 서브 픽처 경계를 가로질러 수행되지 않음을 지정한다. 인-루프 필터링 작동은 디블로킹 필터, 샘플 적응 오프셋 필터 및 적응 루프 필터 작동을 포함한다. 존재하지 않는 경우, loop_filter_across_subpic_enabled_flag의 값은 loop_filter_across_tiles_enabled_flag의 값과 동일한 것으로 추론된다.
일반적인 타일 그룹 헤더 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같다.
타일 그룹 헤더 신택스 요소 tile_group_pic_parameter_set_id 및 tile_group_pic_order_cnt_lsb의 값은 코딩된 픽처의 모든 타일 그룹 헤더에서 동일해야 한다. 타일 그룹 헤더 신택스 요소 tile_group_subpic_id의 값은 코딩된 서브 픽처의 모든 타일 그룹 헤더에서 동일해야 한다. tile_group_subpic_id는 타일 그룹이 속한 서브 픽처을 식별한다. tile_group_subpic_id의 길이는 subpic_id_len_minus1 + 1 비트이다. tile_group_subpic_parameter_set_id는 사용중인 SPPS에 대한 spps_subpic_parameter_set_id의 값을 지정한다. tile_group_spps_parameter_set_id의 값은 0에서 63(포함함)까지이어야 한다.
다음의 변수, 즉
PicWidthInLumaSamples = SubpicWidthInLumaSamples[tile_group_subpic_id]
PicHeightInLumaSamples = PicHeightInLumaSamples[tile_group_subpic_id]
SubPicRightBorderInPic = SubPicRightBorderInPic[tile_group_subpic_id]
SubPicBottomBorderInPic = SubPicBottomBorderInPic[tile_group_subpic_id]
PicWidthInCtbsY = SubPicWidthInCtbsY[tile_group_subpic_id]
PicHeightInCtbsY = SubPicHeightInCtbsY[tile_group_subpic_id]
PicSizeInCtbsY = SubPicSizeInCtbsY[tile_group_subpic_id]
PicWidthInMinCbsY = SubPicWidthInMinCbsY[tile_group_subpic_id]
PicHeightInMinCbsY = SubPicHeightInMinCbsY[tile_group_subpic_id]
PicSizeInMinCbsY = SubPicSizeInMinCbsY[tile_group_subpic_id]
PicSizeInSamplesY = SubPicSizeInSamplesY[tile_group_subpic_id]
PicWidthInSamplesC = SubPicWidthInSamplesC[tile_group_subpic_id]
PicHeightInSamplesC = SubPicHeightInSamplesC[tile_group_subpic_id]
가 도출되고 활성 SPS로부터 도출된 각각의 변수를 무시한다.
코딩 트리 유닛 신택스는 다음과 같다.
코딩 쿼드트리 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같다.
qt_split_cu_flag[x0][y0]은 코딩 유닛이 절반의 수평 및 수직 크기를 갖는 코딩 유닛으로 분할되는지 여부를 지정한다. 배열 인덱스 x0, y0은 픽처의 상단 좌측 루마 샘플에 대해 고려된 코딩 블록의 상단 좌측 루마 샘플의 위치(x0, y0)를 지정한다. qt_split_cu_flag[x0][y0]가 존재하지 않는 경우, 다음이 적용된다. 다음 조건 중 하나 이상이 참이면, qt_split_cu_flag[x0][y0]의 값은 1과 같은 것으로 추론된다. x0 + (1 << log2CbSize)는 SubPicRightBorderInPic보다 크고 (1 << log2CbSize)는 treeType이 DUAL_TREE_CHROMA와 같거나 그렇지 않으면 MaxBtSizeY보다 크면 MaxBtSizeC보다 크다. y0 +(1 << log2CbSize)는 SubPicBottomBorderInPic보다 크고 (1 << log2CbSize)는 treeType이 DUAL_TREE_CHROMA와 같거나 그렇지 않으면 MaxBtSizeY보다 큰 경우 MaxBtSizeC보다 크다.
그렇지 않으면, 다음 조건 모두가 참이면, qt_split_cu_flag[x0][y0]의 값은 1과 동일한 것으로 추론된다. x0 + (1 << log2CbSize)는 SubPicRightBorderInPic보다 크고, y0 +(1 < < log2CbSize)는 SubPicBottomBorderInPic보다 크며, (1 << log2CbSize)는 treeType이 DUAL_TREE_CHROMA와 같거나 그렇지 않으면 MinQtSizeY보다 크면 MinQtSizeC보다 크다. 그렇지 않으면, qt_split_cu_flag[x0][y0]의 값은 0과 같은 것으로 추론된다.
다중 유형 트리 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같다.
0과 동일한 mtt_split_cu_flag는 코딩 유닛이 분할되지 않음을 지정한다. 1과 동일한 mtt_split_cu_flag는 코딩 유닛이 신택스 요소 mtt_split_cu_binary_flag에 의해 지시되는 바와 같이 이진 분할을 사용하여 2개의 코딩 유닛으로 분할되거나 또는 터너리 분할을 사용하여 3개의 코딩 유닛으로 분할되는 것을 지정한다. 이진 또는 터너리 분할은 신택스 요소 mtt_split_cu_vertical_flag에 지시된 바와 같이 수직 또는 수평일 수 있다. mtt_split_cu_flag가 존재하지 않는 경우, mtt_split_cu_flag의 값은 다음과 같이 추론된다. 다음 조건 중 하나 이상이 참이면, mtt_split_cu_flag의 값은 1과 같은 것으로 추론된다. x0 + cbWidth는 SubPicRightBorderInPic보다 크고, y0 + cbHeight는 SubPicBottomBorderInPic보다 크다. 그렇지 않으면, mtt_split_cu_flag의 값은 0과 같은 것으로 추론된다.
시간적 루마 모션 벡터 예측을 위한 도출 프로세스는 다음과 같다. 이러한 프로세스의 출력은 1/16 분수 샘플 정확도의 모션 벡터 예측 mvLXCol 및 가용성 플래그 availableFlagLXCol이다. 변수 currCb는 루마 위치(xCb, yCb)에서 현재의 루마 코딩 블록을 지정한다. 변수 mvLXCol 및 availableFlagLXCol은 다음과 같이 도출된다. tile_group_temporal_mvp_enabled_flag가 0과 같거나, 또는 참조 픽처가 현재 픽처인 경우, mvLXCol의 두 개의 컴포넌트는 모두 0으로 설정되고 availableFlagLXCol은 0으로 설정된다. 그렇지 않으면(tile_group_temporal_mvp_enabled_flag가 1과 같고 참조 픽처가 현재 픽처가 아니면), 다음의 순서화된 단계가 적용된다. 하단 우측에 병치된 모션 벡터는 다음과 같이 도출된다.
[수학식 1]
xColBr = xCb + cbWidth
yColBr = yCb + cbHeight
yCb >> CtbLog2SizeY가 yColBr >> CtbLog2SizeY와 같고, yColBr이 SubPicBottomBorderInPic보다 작으며, xColBr이 SubPicRightBorderInPic보다 작으면, 다음이 적용된다. 변수 colCb는 ColPic에 의해 지정된 병치된 픽처 내부에서 ((xColBr >> 3) << 3, (yColBr >> 3) << 3)에 의해 주어진 수정된 위치를 커버하는 루마 코딩 블록을 지정한다. 루마 위치 (xColCb, yColCb)는 ColPic에 의해 지정된 병치된 픽처의 상단 좌측 루마 샘플에 대한 colCb에 의해 지정된 병치된 루마 코딩 블록의 상단 좌측 샘플과 동일하게 설정된다. 병치된 모션 벡터에 대한 도출 프로세스는 입력으로서 0과 같게 설정된 currCb, colCb,(xColCb, yColCb), refIdxLX 및 sbFlag로 호출되고, 출력은 mvLXCol 및 availableFlagLXCol에 할당된다. 그렇지 않으면, mvLXCol의 두 개의 컴포넌트는 모두 0으로 설정되고 availableFlagLXCol은 0으로 설정된다.
시간적 삼각형 병합 후보에 대한 도출 프로세스는 다음과 같다. 변수 mvLXColC0, mvLXColC1, availableFlagLXColC0 및 availableFlagLXColC1는 다음과 같이 도출된다. tile_group_temporal_mvp_enabled_flag가 0과 같으면, mvLXColC0 및 mvLXColC1의 두 컴포넌트는 모두 0으로 설정되고 availableFlagLXColC0 및 availableFlagLXColC1은 0으로 설정된다. 그렇지 않으면(tile_group_temporal_mvp_enabled_flag가 1과 같으면), 다음과 같은 순서화된 단계가 적용된다. 하단 우측에 병치된 모션 벡터 mvLXColC0은 다음과 같이 도출된다.
[수학식 2]
xColBr = xCb + cbWidth
yColBr = yCb + cbHeight
yCb >> CtbLog2SizeY가 yColBr >> CtbLog2SizeY와 같고, yColBr이 SubPicBottomBorderInPic보다 작으며, xColBr이 SubPicRightBorderInPic보다 작으면, 다음이 적용된다. 변수 colCb는 ColPic에 의해 지정된 병치된 픽처 내부에서 ((xColBr >> 3) << 3, (yColBr >> 3) << 3)에 의해 주어진 수정된 위치를 커버하는 루마 코딩 블록을 지정한다. 루마 위치 (xColCb, yColCb)는 ColPic에 의해 지정된 병치된 픽처의 상단 좌측 루마 샘플에 대해 colCb에 의해 지정된 병치된 루마 코딩 블록의 상단 좌측 샘플과 동일하게 설정된다. 병치된 모션 벡터에 대한 도출 프로세스는 입력으로서 0과 같게 설정된 currCb, colCb,(xColCb, yColCb), refIdxLXC0 및 sbFlag로 호출되고, 출력은 mvLXColC0 및 availableFlagLXColC0에 할당된다. 그렇지 않으면, mvLXColC0의 두 컴포넌트는 모두 0으로 설정되고 availableFlagLXColC0은 0으로 설정된다.
구성된 아핀 제어 포인트 모션 벡터 병합 후보에 대한 도출 프로세스는 다음과 같다. 제4(하단 우측에 병치됨) 제어 포인트 모션 벡터 cpMvLXCorner[3], 참조 인덱스 refIdxLXCorner[3], 예측 리스트 활용 플래그 predFlagLXCorner[3] 및 X가 0 및 1인 가용성 플래그 availableFlagCorner[3]는 다음과 같이 도출된다. X가 0 또는 1인 시간적 병합 후보 refIdxLXCorner[3]에 대한 참조 인덱스는 0과 동일하게 설정된다. X가 0 또는 1인 변수 mvLXCol 및 availableFlagLXCol은 다음과 같이 도출된다. tile_group_temporal_mvp_enabled_flag가 0과 같으면, mvLXCol의 두 컴포넌트는 모두 0으로 설정되고 availableFlagLXCol은 0으로 설정된다. 그렇지 않으면(tile_group_temporal_mvp_enabled_flag가 1과 같으면), 다음이 적용된다.
[수학식 3]
xColBr = xCb + cbWidth
yColBr = yCb + cbHeight
yCb >> CtbLog2SizeY가 yColBr >> CtbLog2SizeY와 같고, yColBr이 SubPicBottomBorderInPic보다 작으며 xColBr이 SubPicRightBorderInPic보다 작으면, 다음이 적용된다. 변수 colCb는 ColPic에 의해 지정된 병치된 픽처 내부에서 ((xColBr >> 3) << 3, (yColBr >> 3) << 3)에 의해 주어진 수정된 위치를 커버하는 루마 코딩 블록을 지정한다. 루마 위치(xColCb, yColCb)는 ColPic에 의해 지정된 병치된 픽처의 상단 좌측 루마 샘플에 대해 colCb에 의해 지정된 병치된 루마 코딩 블록의 상단 좌측 샘플과 동일하게 설정된다. 병치된 모션 벡터에 대한 도출 프로세스는 입력으로서 0과 같게 설정된 currCb, colCb, (xColCb, yColCb), refIdxLX 및 sbFlag로 호출되며 출력은 mvLXCol 및 availableFlagLXCol에 할당된다. 그렇지 않으면, mvLXCol의 두 컴포넌트가 모두 0으로 설정되고 availableFlagLXCol이 0으로 설정된다. pic_width_in_luma_samples의 모든 항목을 PicWidthInLumaSamples로 대체한다. pic_height_in_luma_samples의 모든 항목을 PicHeightInLumaSamples로 대체한다.
제2 예시적인 실시예에서, 시퀀스 파라미터 세트 RBSP 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같다.
subpic_id_len_minus1 + 1은 SPS의 신택스 요소 subpic_id[i], SPS를 참조하는 SPPS의 spps_subpic_id, 및 SPS를 참조하는 타일 그룹 헤더의 tile_group_subpic_id를 나타내는 데 사용되는 비트 개수를 지정한다. subpic_id_len_minus1의 값은 Ceil(Log2(num_subpic_minus1 + 3) 내지 8(포함함)까지이어야 한다. 0에서 num_subpic_minus1(포함함)까지의 i에 대한 sub-picture[i] 사이에 오버랩이 없어야 하는 것이 비트스트림 적합성의 요구사항이다. 각각의 서브 픽처는 시간적 모션 제한된 서브 픽처일 수 있다.
일반적인 타일 그룹 헤더 시맨틱스는 다음과 같다. tile_group_subpic_id는 타일 그룹이 속하는 서브 픽처를 식별한다. tile_group_subpic_id의 길이는 subpic_id_len_minus1 + 1 비트이다. 1과 동일한 tile_group_subpic_id는 타일 그룹이 어떤 서브 픽처에도 속하지 않는다는 것을 지시한다.
제3 예시적인 실시예에서, NAL 유닛 헤더 신택스 및 시맨틱스는 다음과 같다.
nuh_subpicture_id_len은 서브 픽처 ID를 지정하는 신택스 요소를 나타내는 데 사용되는 비트 개수를 지정한다. nuh_subpicture_id_len의 값이 0보다 큰 경우, nuh_reserved_zero_4bits 이후의 첫 번째 nuh_subpicture_id_len-th 비트는 NAL 유닛의 페이로드가 속하는 서브 픽처의 ID를 지정한다. nuh_subpicture_id_len이 0보다 큰 경우, nuh_subpicture_id_len의 값은 활성 SPS에서 subpic_id_len_minus1의 값과 같아야 한다. 비 VCL NAL 유닛에 대한 nuh_subpicture_id_len의 값은 다음과 같이 제한된다. nal_unit_type이 SPS_NUT 또는 PPS_NUT와 같으면, nuh_subpicture_id_len은 0과 같아야 한다. nuh_reserved_zero_3bits는 '000'과 같아야 한다. 디코더는 nuh_reserved_zero_3bits 값이 '000'과 같지 않은 NAL 유닛을 무시해야 한다(예를 들어, 비트스트림에서 제거하고 폐기함).
제4 예시적인 실시예에서, 서브 픽처 네스팅 신택스는 다음과 같다.
1과 동일한 all_sub_pictures_flag는 네스팅된 SEI 메시지가 모든 서브 픽처에 적용됨을 지정한다. 1과 동일한 all_sub_pictures_flag는 네스팅된 SEI 메시지가 적용되는 서브 픽처가 후속되는 신택스 요소에 의해 명시적으로 시그널링됨을 지정한다. nesting_num_sub_pictures_minus1 + 1은 네스팅된 SEI 메시지가 적용되는 서브 픽처의 개수를 지정한다. nesting_sub_picture_id[i]는 네스팅된 SEI 메시지가 적용되는 i번째 서브 픽처의 서브 픽처 ID를 지시한다. nesting_sub_picture_id[i] 신택스 요소는 Ceil(Log2(nesting_num_sub_pictures_minus1 + 1)) 비트로 표현된다. sub_picture_nesting_zero_bit는 0과 같아야 한다.
도 9는 예시적인 비디오 코딩 장치(900)의 개략도이다. 비디오 코딩 장치(900)는 여기에서 설명된 바와 같이 개시된 예시/실시예를 구현하는데 적합하다. 비디오 코딩 장치(900)는 다운스트림 포트(920), 업스트림 포트(950), 및/또는 네트워크를 통해 데이터 업스트림 및/또는 다운스트림을 통신하기 위한 전송기 및/또는 수신기를 포함하는 트랜시버 유닛(Tx/Rx)(910)을 포함한다. 비디오 코딩 장치(900)는 또한 데이터를 처리하기 위한 로직 유닛 및/또는 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)을 포함하는 프로세서(930) 및 데이터를 저장하기 위한 메모리(932)를 포함한다. 비디오 코딩 장치(900)는 또한 전기, 광학 또는 무선 통신 네트워크를 통한 데이터의 통신을 위해 업스트림 포트(950) 및/또는 다운스트림 포트(920)에 연결된 전기, 광-전기(optical-to-electrical, OE) 컴포넌트, 전기-광(electrical-to-optical, EO) 컴포넌트 및/또는 무선 통신 컴포넌트를 포함할 수 있다. 비디오 코딩 장치(900)는 또한 사용자와 데이터를 통신하기 위한 입력 및/또는 출력(I/O) 장치(960)를 포함할 수 있다. I/O 장치(960)는 비디오 데이터를 디스플레이하기 위한 디스플레이, 오디오 데이터를 출력하기 위한 스피커 등과 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. I/O 장치(960)는 또한 키보드, 마우스, 트랙볼 등과 같은 입력 장치, 및/또는 이러한 출력 장치와 상호 작용하기 위한 대응하는 인터페이스를 포함할 수 있다.
프로세서(930)는 하드웨어 및 소프트웨어에 의해 구현된다. 프로세서(930)는 하나 이상의 CPU 칩, 코어(예를 들어, 멀티 코어 프로세서), FPGA(field-programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit) 및 DSP(digital signal processor)로서 구현될 수 있다. 프로세서(930)는 다운스트림 포트(920), Tx/Rx(910), 업스트림 포트(950) 및 메모리(932)와 통신한다. 프로세서(930)는 코딩 모듈(914)을 포함한다. 코딩 모듈(914)은 비트스트림(500), 픽처(600) 및/또는 픽처(800)를 사용할 수 있는 방법(100, 1000, 1100), 및/또는 메커니즘(700)과 같은 여기에서 설명된 개시된 실시예를 구현한다. 코딩 모듈(914)은 또한 여기에서 설명된 임의의 다른 방법/메커니즘을 구현할 수 있다. 또한, 코딩 모듈(914)은 코덱 시스템(200), 인코더(300), 및/또는 디코더(400)를 구현할 수 있다. 예를 들어, 코딩 모듈(914)은 SPS의 서브 픽처 위치 및 크기를 시그널링하고 획득하는 데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 코딩 모듈(914)은 그러한 서브 픽처가 각각 픽처의 우측 경계 또는 픽처의 하단 경계에 위치하지 않는 한, 서브 픽처 폭 및 서브 픽처 높이를 CTU 크기의 배수로 제한할 수 있다. 다른 예에서, 코딩 모듈(914)은 갭 또는 오버랩 없이 픽처를 커버하도록 서브 픽처를 제한할 수 있다. 다른 예에서, 코딩 모듈(914)은 일부 서브 픽처가 시간적 모션 제한된 서브 픽처이고 다른 서브 픽처는 그렇지 않음을 지시하는 데이터를 시그널링하고 그리고/또는 획득하는 데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 코딩 모듈(914)은 SPS에서 서브 픽처 ID의 완전한 세트를 시그널링하고 대응하는 슬라이스를 포함하는 서브 픽처를 지시하기 위해 각각의 슬라이스 헤더에 서브 픽처 ID를 포함할 수도 있다. 다른 예에서, 코딩 모듈(914)은 각각의 서브 픽처에 대한 레벨을 시그널링할 수 있다. 이와 같이, 코딩 모듈(914)은 비디오 코딩 장치(900)가 비디오 데이터를 분할하고 코딩하는 경우 추가 기능을 제공하고, 처리 오버헤드를 감소시키기 위해 특정 처리를 피하며, 그리고/또는 코딩 효율을 증가시키게 한다. 따라서, 코딩 모듈(914)은 비디오 코딩 장치(900)의 기능을 개선할 뿐만 아니라 비디오 코딩 기술에 특정한 문제를 해결한다. 또한, 코딩 모듈(914)은 비디오 코딩 장치(900)를 상이한 상태로 변환시킨다. 다르게는, 코딩 모듈(914)은 메모리(932)에 저장된 명령으로서 구현될 수 있고 (예를 들어, 비일시적 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품으로서) 프로세서(930)에 의해 실행될 수 있다.
메모리(932)는 디스크, 테이프 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브, 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 플래시 메모리, TCAM(ternary content-addressable memory), SRAM(static random-access memory) 등과 같은 하나 이상의 메모리 유형을 포함한다. 메모리(932)는 그러한 프로그램이 실행을 위해 선택될 때 프로그램을 저장하고, 프로그램 실행 중에 판독되는 명령 및 데이터를 저장하기 위해 오버 플로우 데이터 저장 장치로 사용될 수 있다.
도 10은 서브 픽처(522, 523, 622, 722, 및/또는 822)와 같은 서브 픽처의 디코딩을 지원하기 위해 비트스트림(500)과 같은 비트스트림에 서브 픽처 레벨 지표를 인코딩하는 예시적인 방법(1000)의 흐름도이다. 방법(1000)은 방법(100)을 수행할 때 코덱 시스템(200), 인코더(300), 및/또는 비디오 코딩 장치(900)와 같은 인코더에 의해 사용될 수 있다.
방법(1000)은 인코더가 복수의 픽처를 포함하는 비디오 시퀀스를 수신하고 예를 들어 사용자 입력에 기초하여 그 비디오 시퀀스를 비트스트림으로 인코딩하는 것으로 결정할 때 시작할 수 있다. 비디오 시퀀스는 인코딩 전에 추가 분할을 위해 픽처/이미지/프레임으로 분할된다. 단계 1001에서, 픽처는 복수의 서브 픽처로 분할된다. 복수의 서브 픽처 중 하나 이상은 이후 비트스트림으로 인코딩된다.
단계 1003에서, 인코더는 하나 이상의 서브 픽처 각각을 디코딩하기 위한 자원 요구사항을 결정한다. 이는 RDO 프로세스의 일부로서 달성될 수 있다. 예를 들어, 인코더는 인코딩 프로세스의 일부로서 가상 참조 디코더(hypothetical reference decoder, HRD)를 채용할 수 있다. HRD는 최적의 인코딩을 결정하기 위해, 복수의 잠재적인 인코딩을 디코딩하기 위한 자원을 채용할 수 있다. 인코더는, 최적의 인코딩으로서 선택된 인코딩을 디코딩할 때 HRD에 의해 사용되는 자원을 결정할 수 있다.
단계 1005에서, 서브 픽처 레벨 지표가 비트스트림으로 인코딩된다. 서브 픽터 레벨 지표는 단계 1003에서 결정된 하나 이상의 서브 픽처 각각을 디코딩하기 위한 자원 요구사항을 나타낸다. 일부 예시에서, 서브 픽처 레벨 지표는 비트스트림 내의 하나 이상의 SEI 메시지로 인코딩된다. 다른 예시에서, 서브 픽처 레벨 지표는 비트스트림 내의 SPS로 인코딩된다. 서브 픽처 레벨 지표는 서브 픽처 크기, 서브 픽처 픽셀 카운트, 서브 픽처 비트레이트 또는 이들의 조합을 나타낼 수 있다.
단계 1007에서, SPS는 비트스트림으로 인코딩될 수 있다. 서브 픽처 레벨 지표가 SPS로 인코딩될 때, 단계 1005 및 단계 1007이 결합될 수 있다. SPS는 또한 서브 픽처 각각에 대한 서브 픽처 ID를 포함할 수 있다. SPS는 또한 서브 픽처 각각에 대한 서브 픽처 위치를 포함할 수도 있다. SPS는 서브 픽처 각각에 대한 서브 픽처 크기를 포함할 수도 있다.
단계 1009에서, 비트스트림은 디코더를 향한 통신을 위해 저장된다. 그 다음, 비트스트림은 원하는 대로 디코더를 향해 전송될 수 있다. 일부 예에서, 서브 비트스트림은 인코딩된 비트스트림으로부터 추출될 수 있다. 이 경우, 전송되는 비트스트림은 서브 비트스트림이다. 다른 예에서, 인코딩된 비트스트림은 디코더에서 서브 비트스트림 추출을 위해 전송될 수 있다. 또 다른 예에서, 인코딩된 비트스트림은 서브 비트스트림 추출 없이 디코딩되고 디스플레이될 수 있다. 이러한 예들 중 임의의 예시에서, 서브 픽처 레벨 지표는 비트스트림에서 전송될 수 있다. 이 방식에서, 각각의 서브 픽처는 다른 서브 픽처와 독립적으로 코딩될 수 있다. 이는, 인코딩의 가장 복잡한 선택에 기초하여 전체 픽처를 위한 디코딩 요구사항을 설정하는 것 대신에, 서브 픽처 기반마다 디코딩 요구사항이 설정될 수 있도록 보장한다. 이와 같이, 서브 픽처 레벨 지표는, 디코더가 덜 복잡한 메커니즘에 따라 코딩된 서브-픽처에 대해 디코딩 요구사항을 너무 높게 설정하도록 지시되지 않도록 한다. 시그널링되는 서브 픽처 레벨 정보는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율성을 지원하며, 이는 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시킨다.
도 11은 서브 픽처 레벨 지표에 기초하여 비트스트림(500)과 같은 비트스트림 및/또는 서브 픽처(522, 523, 622, 722, 및/또는 822)와 같은 서브 픽처의 서브 비트스트림(501)을 디코딩하는 예시적인 방법(1100)의 흐름도이다. 방법(1100)은 방법(100)을 수행할 때 코덱 시스템(200), 디코더(400), 및/또는 비디오 코딩 장치(900)와 같은 디코더에 의해 사용될 수 있다. 예를 들어, 방법(1100)은 방법(1000)의 결과로서 생성된 비트스트림을 디코딩하는 데 적용될 수 있다.
방법(1100)은 디코더가 서브 픽처를 포함하는 비트스트림을 수신하기 시작할 때 시작할 수 있다. 비트스트림은 완전한 비디오 시퀀스를 포함할 수 있거나, 또는 비트스트림은 개별 추출을 위한 감소된 서브 픽처 세트를 포함하는 서브 비트스트림일 수 있다. 단계 1101에서, 비트스트림이 수신된다. 비트스트림은 픽처로부터 분할된 하나 이상의 서브 픽처를 포함한다. 비트스트림은 또한 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위한 자원 요구사항을 나타내는 서브 픽처 레벨 지표도 포함한다.
단계 1103에서, 비트스트림이 파싱되어 서브 픽처 레벨 지표와 현재의 서브 픽처를 획득한다. 일부 예시에서, 서브 픽처 레벨 지표는 비트스트림 내의 SEI 메시지 내에 포함된다. 다른 예시에서, 서브 픽처 레벨 지표는 비트스트림의 SPS에 포함된다. 이와 같이, 비트스트림을 파싱하는 것은 SPS, SEI 메시지 및/또는 PPS, 슬라이스 헤더 등과 같은 다른 파라미터 세트를 파싱하는 것을 포함한다. 서브 픽처 레벨 지표는 서브 픽처 크기, 서브 픽처 픽셀 카운트, 서브 픽처 비트레이트 또는 이들의 조합을 나타낼 수 있다. SPS는 또한, 각각의 서브 픽처에 대한 서브 픽처 ID, 각각의 서브 픽처에 대한 서브 픽처 위치, 각각의 서브 픽처에 대한 서브 픽처 크기 등과 같은 추가적인 서브 픽처 정보를 포함할 수도 있다. 이와 같이, SPS를 파싱하는 것은 또한 이러한 정보도 얻을 수 있다.
단계 1105에서, 서브 픽처 레벨 지표에 기초하여 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위해 자원이 할당된다. 현재의 서브 픽처는 이후, 할당된 자원을 채용함으로써 단계 1107에서 디코딩되어 비디오 시퀀스를 생성한다. 비디오 시퀀스는 단계 1109에서 디스플레이를 위해 포워딩될 수 있다. 따라서, 서브 픽처 레벨 지표는 비트스트림에서 전송될 수 있고, 디코더는, 디코딩될 각각의 서브 픽처에 대해 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 개별적으로 할당할 수 있다. 이 방식에서, 각각의 서브 픽처는 다른 서브 픽처와 독립적으로 코딩될 수 있다. 나아가, 레벨이 픽처 레벨에서 할당될 때와 같이 자원이 과도하게 할당되지 않는다. 또한, 서브 픽처의 서브세트가 개별적으로 추출될 때 자원이 적절하게 할당될 수 있다. 따라서 서브 픽처 레벨 지표는 증가된 기능 및/또는 증가된 코딩 효율성을 지원하며, 이는 인코더 및 디코더에서 네트워크 자원, 메모리 자원 및/또는 처리 자원의 사용을 감소시킨다.
도 12는 비트스트림(500) 및/또는 서브 비트스트림(501)과 같은 비트스트림을 통해 서브 픽처(522, 523, 622, 722, 및/또는 822)에 대한 서브 픽처 레벨 지표와 같은 서브 픽처 레벨 지표를 시그널링하기 위한 예시적인 시스템(1200)의 개략도이다. 시스템(1200)은 코덱 시스템(200), 인코더(300), 디코더(400), 및/또는 비디오 코딩 장치(900)와 같은 인코더 및 디코더에 의해 구현될 수 있다. 또한, 시스템(1200)은 방법(100, 1000, 및/또는 1100)을 구현할 때 사용될 수 있다.
시스템(1200)은 비디오 인코더(1202)를 포함한다. 비디오 인코더(1202)는 픽처를 복수의 서브 픽처로 분할하기 위한 분할 모듈(1201)을 포함한다. 비디오 인코더(1202)는 또한, 하나 이상의 서브 픽처 각각을 디코딩하기 위한 자원 요구사항을 결정하기 위한 결정 모듈(1203)을 포함한다. 비디오 인코더(1202)는 추가로, 하나 이상의 서브 픽처를 디코딩하기 위한 자원 요구사항을 나타내는 서브 픽처 레벨 지표를 비트스트림으로 인코딩하고; 복수의 서브 픽처 중 하나 이상을 비트스트림으로 인코딩하기 위한 인코딩 모듈(1205)을 포함한다. 비디오 인코더(1202)는 추가로, 디코더를 향한 통신을 위한 비트스트림을 저장하기 위한 저장 모듈(1207)을 더 포함한다. 비디오 인코더(1202)는 디코더를 향해 서브 픽처(들) 및 서브 픽처 레벨 지표를 포함하는 비트스트림을 전송하기 위한 전송 모듈(1209)을 더 포함한다. 비디오 인코더(1202)는 방법(1000)의 단계 중 임의의 단계를 수행하도록 추가로 구성될 수 있다.
시스템(1200)은 또한 비디오 디코더(1210)를 포함한다. 비디오 디코더(1210)는 픽처로부터 분할된 하나 이상의 서브 픽처와 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위한 자원 요구사항을 나타내는 서브 픽처 레벨 지표를 포함하는 비트스트림을 수신하기 위한 수신 모듈(1211)을 포함한다. 비디오 디코더(1210)는 서브 픽처 레벨 지표와 현재의 서브 픽처를 획득하기 위해 비트스트림을 파싱하기 위한 파싱 모듈(1213)을 더 포함한다. 비디오 디코더(1210)는 서브 픽처 레벨 지표에 기초하여 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위해 자원을 할당하기 위한 할당 모듈(1215)을 더 포함한다. 비디오 디코더(1210)는 할당된 자원을 채용함으로써 비디오 시퀀스를 생성하기 위해 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위한 디코딩 모듈(1217)을 더 포함한다. 비디오 디코더(1110)는 디스플레이를 위해 비디오 시퀀스를 전달하기 위한 전달 모듈(1219)을 더 포함한다. 비디오 디코더(1210)는 방법(1100)의 단계 중 임의의 단계를 수행하도록 추가로 구성될 수 있다.
제1 컴포넌트와 제2 컴포넌트 사이에 라인, 트레이스 또는 다른 매체를 제외하고 중간 컴포넌트가 없을 때 제1 컴포넌트는 제2 컴포넌트에 직접 결합된다. 제1 컴포넌트와 제2 컴포넌트 사이에 라인, 트레이스 또는 다른 매체 이외의 중간 컴포넌트가 있을 때 제1 컴포넌트는 제2 컴포넌트에 간접적으로 결합된다. 용어 "결합된(coupled)" 및 그 변형은 직접 결합 및 간접 결합을 모두 포함한다. 용어 "약(about)"의 사용은 달리 명시되지 않는 한 후속 숫자의 ±10%를 포함하는 범위를 의미한다.
또한, 여기에서 설명된 예시적인 방법의 단계가 반드시 설명된 순서로 수행되어야 하는 것은 아니며, 그러한 방법의 단계의 순서는 단지 예시적인 것으로 이해되어야 함이 이해되어야 한다. 마찬가지로, 추가 단계가 이러한 방법에 포함될 수 있고, 본 개시의 다양한 실시예와 일치하는 방법에서 특정 단계가 생략되거나 결합될 수 있다.
본 개시에서 여러 실시예가 제공되었지만, 개시된 시스템 및 방법은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않고 많은 다른 특정 형태로 구현될 수 있음이 이해될 수 있다. 본 예시는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 의도는 여기에서 제공된 세부 사항에 제한되지 않는다. 예를 들어, 다양한 요소 또는 컴포넌트는 다른 시스템에서 결합되거나 또는 통합될 수 있거나, 또는 특정 기능이 생략되거나 구현되지 않을 수 있다.
또한, 다양한 실시예에서 개별적이거나 별개로 설명되고 예시된 기술, 시스템, 서브 시스템 및 방법은 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 시스템, 컴포넌트, 기술 또는 방법과 결합되거나 통합될 수 있다. 변경, 대체 및 변형의 다른 예는 당업자에 의해 확인될 수 있으며 여기에 개시된 사상 및 범위를 벗어나지 않고 행해질 수 있다.
Claims (28)
- 디코더에서 구현되는 방법으로서,
상기 디코더의 수신기에 의해, 보충 향상 정보(supplemental enhancement information, SEI) 메시지와 픽처(picture)로부터 분할된 하나 이상의 서브 픽처의 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신하는 단계 - 상기 SEI 메시지는 직사각형 픽처 영역을 집합적으로 커버하는 서브 픽처 시퀀스의 세트의 정보를 포함하며, 여기서, 상기 정보는 상기 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림의 비트레이트를 나타내며, 하나 이상의 서브 픽처 각각은 픽처 내의 하나 이상의 슬라이스의 직사각형 영역임 - ;
상기 디코더의 프로세서에 의해, 상기 SEI 메시지 내의 정보를 획득하기 위해 상기 비트스트림을 디코딩하는 단계;
상기 프로세서에 의해, 상기 SEI 메시지 내의 정보에 기초하여 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위해 비트레이트를 할당하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 할당되는 상기 비트레이트를 채용함으로써 비디오 시퀀스를 생성하기 위해 상기 현재의 서브 픽처를 생성하는 단계
를 포함하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 비트스트림은 서브 픽처 각각을 위한 서브 픽처 식별자(ID)를 포함하는 시퀀스 파라미터 세트(SPS)를 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 SPS는 서브 픽처 각각에 대한 서브 픽처 위치를 더 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 SPS는 서브 픽처 각각에 대한 서브 픽처 크기를 더 포함하는, 방법. - 인코더에서 구현되는 방법으로서,
상기 인코더의 프로세서에 의해, 픽처를 복수의 서브 픽처로 분할하는 단계 - 복수의 서브 픽처 각각은 픽처 내의 하나 이상의 슬라이스의 직사각형 영역임 - ;
상기 프로세서에 의해, 상기 복수의 서브 픽처 중의 하나 이상을 비트스트림으로 인코딩하는 단계; 및
상기 프로세서에 의해, 보충 향상 정보(supplemental enhancement information, SEI) 메시지를 비트스트림으로 인코딩하는 단계 - 상기 SEI 메시지는 직사각형 픽처 영역을 집합적으로 커버하는 서브 픽처 시퀀스의 세트의 정보를 포함하며, 여기서, 상기 정보는 상기 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림의 비트레이트를 나타냄 -
를 포함하는 방법. - 제5항에 있어서,
상기 방법이,
디코더를 향한 통신을 위한 비트스트림을 상기 인코더의 메모리에 저장하는 단계
를 더 포함하는 방법. - 디코더로서,
보충 향상 정보(supplemental enhancement information, SEI) 메시지와 픽처(picture)로부터 분할된 하나 이상의 서브 픽처의 데이터를 포함하는 비트스트림을 수신하도록 구성되는 수신 유닛 - 상기 SEI 메시지는 직사각형 픽처 영역을 집합적으로 커버하는 서브 픽처 시퀀스의 세트의 정보를 포함하며, 여기서, 상기 정보는 상기 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림의 비트레이트를 나타내며, 하나 이상의 서브 픽처 각각은 픽처 내의 하나 이상의 슬라이스의 직사각형 영역임 - ;
상기 SEI 메시지 내의 정보를 획득하기 위해 상기 비트스트림을 디코딩하도록 구성되는 디코딩 유닛;
상기 SEI 메시지 내의 정보에 기초하여 현재의 서브 픽처를 디코딩하기 위해 비트레이트를 할당하도록 구성되는 할당 유닛; 및
할당되는 상기 비트레이트를 채용함으로써 비디오 시퀀스를 생성하기 위해 상기 현재의 서브 픽처를 생성하도록 구성되는 생성 유닛
을 포함하는 디코더. - 인코더로서,
픽처를 복수의 서브 픽처로 분할하도록 구성되는 분할 유닛 - 복수의 서브 픽처 각각은 픽처 내의 하나 이상의 슬라이스의 직사각형 영역임 - ; 및
보충 향상 정보(supplemental enhancement information, SEI) 메시지를 비트스트림으로 인코딩하고 - 상기 SEI 메시지는 직사각형 픽처 영역을 집합적으로 커버하는 서브 픽처 시퀀스의 세트의 정보를 포함하며, 여기서, 상기 정보는 상기 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림의 비트레이트를 나타냄 - , 상기 복수의 서브 픽처 중 하나 이상을 상기 비트스트림으로 인코딩하도록 구성되는 인코딩 유닛
을 포함하는 인코더. - 제8항에 있어서,
상기 인코더가,
디코더를 향한 통신을 위한 비트스트림을 저장하도록 구성되는 저장 유닛
을 더 포함하는 인코더. - 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 있는 인코딩된 비트스트림으로서,
상기 비트스트림은 픽처로부터 분할된 하나 이상의 서브 픽처를 포함하고, 보충 향상 정보(supplemental enhancement information, SEI) 메시지를 포함하며, 상기 SEI 메시지는 직사각형 픽처 영역을 집합적으로 커버하는 서브 픽처 시퀀스의 세트의 정보를 포함하며, 여기서, 상기 정보는 상기 서브 픽처 시퀀스의 세트만을 포함하는 비트스트림의 비트레이트를 나타내며, 하나 이상의 서브 픽처 각각은 픽처 내의 하나 이상의 슬라이스의 직사각형 영역인, 인코딩된 비트스트림. - 코딩을 위한 장치로서,
디코딩할 비트스트림을 수신하도록 구성된 수신 유닛;
상기 수신 유닛에 결합되고, 디코딩된 이미지를 디스플레이 유닛에게 전송하도록 구성된 전송 유닛;
상기 수신 유닛 또는 상기 전송 유닛 중 적어도 하나에 결합되고, 명령을 저장하도록 구성된 저장 유닛; 및
상기 저장 유닛에 결합되고, 제1항 또는 제5항의 방법을 수행하기 위해 상기 저장 유닛에 저장된 명령을 실행하도록 구성된 처리 유닛
을 포함하는 코딩을 위한 장치. - 디코더로서,
제1항에 따른 방법을 수행하기 위한 처리 회로를 포함하는,
디코더. - 인코더로서,
제5항에 따른 방법을 수행하기 위한 처리 회로를 포함하는,
인코더. - 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 또는 프로세서 상에서 실행될 때 제1항 또는 제5항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는,
컴퓨터 프로그램. - 프로그램 코드를 저장하는, 컴퓨터가 판독 가능한 비 일시적인 저장 매체로서,
상기 프로그램 코드는, 컴퓨터 장치에 의해 실행될 때 상기 컴퓨터 장치로 하여금 제1항 또는 제5항의 방법을 수행하게 하는, 컴퓨터가 판독 가능한 비 일시적인 저장 매체.
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