KR20200132762A - 색차블록을 복원하는 방법 및 영상 복호화 장치 - Google Patents

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Abstract

색차블록을 복원하는 방법 및 영상 복호화 장치를 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 복원하고자 하는 대상 블록의 색차블록을 복원하는 방법으로서, 제1색차 성분의 잔차샘플들인 제1잔차샘플과 제2색차 성분의 잔차샘플들인 제2잔차샘플 사이의 상관관계 정보, 상기 제1잔차샘플 및, 상기 색차블록의 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화하는 단계; 상기 예측정보에 기반하여, 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성하는 단계; 상기 상관관계 정보를 상기 제1잔차샘플에 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는 단계; 및 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제1잔차샘플을 가산하여 상기 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 상기 제2색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2잔차샘플을 가산하여 상기 제2색차 성분의 색차블록을 복원하는 단계를 포함하는, 색차블록 복원 방법을 제공한다.

Description

색차블록을 복원하는 방법 및 영상 복호화 장치{METHOD AND APPARATUS FOR RECONSTRUCTING CHROMA BLOCK}
본 발명은 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 색차 성분의 잔차샘플들을 효율적으로 예측하여 부호화 및 복호화의 효율을 향상시킨 색차블록을 복원하는 방법 및 영상 복호화 장치에 관한 것이다.
동영상 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.
따라서, 통상적으로 동영상 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 동영상 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 동영상 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 동영상 압축 기술로는 H.264/AVC를 비롯하여, H.264/AVC에 비해 약 40% 정도의 부호화 효율을 향상시킨 HEVC(High Efficiency Video Coding)가 존재한다.
그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임율이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다.
이러한 요구에 부응하기 위해 본 발명은 개선된 영상 부호화 및 복호화 기술을 제공하는 것을 목적으로 하며, 특히, 본 발명의 일 측면은 Cb 색차 성분 및 Cr 색차 성분 중에서 어느 하나로부터 다른 하나를 유도함으로써, 부호화 및 복호화의 효율을 향상시키는 기술과 관련된다.
본 발명의 일 측면은, 복원하고자 하는 대상 블록의 색차블록을 복원하는 방법으로서, 제1색차 성분의 잔차샘플들인 제1잔차샘플과 제2색차 성분의 잔차샘플들인 제2잔차샘플 사이의 상관관계 정보, 상기 제1잔차샘플 및, 상기 색차블록의 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화하는 단계; 상기 예측정보에 기반하여, 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성하는 단계; 상기 상관관계 정보를 상기 제1잔차샘플에 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는 단계; 및 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제1잔차샘플을 가산하여 상기 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 상기 제2색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2잔차샘플을 가산하여 상기 제2색차 성분의 색차블록을 복원하는 단계를 포함하는, 색차블록 복원 방법을 제공한다.
본 발명의 다른 일 측면은, 복원하고자 하는 대상 블록의 색차블록을 복원하는 영상 복호화 장치로서, 제1색차 성분의 잔차샘플들인 제1잔차샘플과 제2색차 성분의 잔차샘플들인 제2잔차샘플 사이의 상관관계 정보, 상기 제1잔차샘플 및, 상기 색차블록의 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화하는 복호화부; 상기 예측정보에 기반하여, 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성하는 예측부; 상기 상관관계 정보를 상기 제1잔차샘플에 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는 색차 성분 복원부; 및 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제1잔차샘플을 가산하여 상기 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 상기 제2색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2잔차샘플을 가산하여 상기 제2색차 성분의 색차블록을 복원하는 가산기를 포함하는, 영상 복호화 장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, Cb 색차 성분과 Cr 색차 성분 중에서 어느 하나가 시그널링되지 않고 유도되므로, 부호화 및 복호화의 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a는 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 5는 잔차블록 복원 방법의 일 예를 구현할 수 있는 영상 부호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 도 5에 표현된 영상 부호화 장치에서 구현되는 잔차블록 복원 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 잔차블록 복원 방법의 일 예를 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 8은 도 7에 표현된 영상 복호화 장치에서 구현되는 잔차블록 복원 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 잔차블록 복원 방법의 다른 예를 구현할 수 있는 영상 부호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 10은 도 9에 표현된 영상 부호화 장치에서 구현되는 잔차블록 복원 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 잔차블록 복원 방법의 다른 예를 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 12는 도 11에 표현된 영상 복호화 장치에서 구현되는 잔차블록 복원 방법의 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 13 및 도 14는 잔차블록 복원 방법의 또 다른 예들을 설명하기 위한 순서도이다.
도 15는 잔차블록 복원 방법의 수행 조건들 중에서 일 예를 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 식별 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 부호화 장치는 픽처 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일은 타일 그룹(Tile Group)으로 정의될 수 있다. 각 타일 또는 슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나의 픽처를 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다.
픽처 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
픽처 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.
트리 구조는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)들로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율을 가지는 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭할 수 있다.
도 2는 QTBTTT 분할 트리 구조를 보인다. 도 2에서 보는 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1플래그부터 부호화를 시작한다.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.
CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.
일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.
직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 레이트 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.
인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 통해 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(motion vector)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 모션 벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.
변환부(140)는 잔차블록을 하나 이상의 변환블록들로 나누고, 변환을 하나 이상의 변환 블록들에 적용하여, 변환블록들의 잔차 값들을 픽셀 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 주파수 도메인에서, 변환된 블록들은 하나 이상의 변환 계수 값들을 포함하는 계수 블록들이라고 지칭된다. 변환에는 2차원 변환 커널이 사용될 수 있으며, 수평 방향 변환과 수직 방향 변환에 각각 1차원 변환 커널이 사용될 수도 있다. 변환 커널은 이산 코사인 변환(DCT), 이산 사인 변환(DST) 등에 기반할 수 있다.
변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수 있다. 또한, 변환부(140)는 잔차블록을 수평 혹은 수직 방향으로 2개의 서브블록으로 분할하고, 변환을 2개의 서브블록 중 하나에만 수행할 수 있다. 따라서, 변환 블록의 사이즈는 잔차 블록의 사이즈(따라서 예측블록의 사이즈)와 상이할 수도 있다. 변환이 수행되지 않는 서브블록에는 논-제로 잔차 샘플 값들이 존재하지 않거나 매우 희소할 수 있다. 변환이 수행되지 않는 서브블록의 잔차 샘플들은 시그널링되지 않으며, 영상 복호화 장치에 의해 모두 "0"으로 간주될 수 있다. 분할 방향과 분할 비율에 따라 여러 파티션 타입들이 존재할 수 있다. 변환부(140)는 잔차블록의 코딩 모드(혹은 변환 모드)에 관한 정보(예컨대, 잔차 블록을 변환하였는지 아니면 잔차 서브블록을 변환하였는지를 나타내는 정보, 잔차블록을 서브블록들로 분할하기 위해 선택된 파티션 타입을 나타내는 정보, 변환이 수행되는 서브블록을 식별하는 정보 등을 포함하는 정보)를 엔트로피 부호화부(155)에 제공할 수 있다. 엔트로피 부호화부(155)는 잔차블록의 코딩 모드(혹은 변환 모드)에 관한 정보를 부호화할 수 있다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차 값에 대해 계수 값의 재정렬을 수행할 수 있다. 재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 통해 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.
엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.
또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(참조픽처 및 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다.
역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.
가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.
필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(182)와 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184)를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(180)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다.
디블록킹 필터(182) 및 SAO 필터(184)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용될 수 있다.
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(410), 재정렬부(415), 역양자화부(420), 역변환부(430), 예측부(440), 가산기(450), 필터부(460) 및 메모리(470)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
엔트로피 복호화부(410)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.
엔트로피 복호화부(410)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.
예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이를 통해 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.
또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.
다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(410)는 트리 구조의 분할을 통해 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(410)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 엘리먼트를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(410)는 인터 예측정보에 대한 신택스 엘리먼트, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(410)는 잔차블록의 코딩 모드에 관한 정보(예컨대, 잔차블록이 부호화되었는지 잔차블록의 서브블록만이 부호화되었는지 여부에 관한 정보, 잔차블록을 서브블록들로 분할하기 위해 선택된 파티션 타입을 나타내는 정보, 부호화된 잔차 서브블록을 식별하는 정보, 양자화 파라미터 등)를 비트스트림으로부터 추출한다. 또한, 엔트로피 복호화부(410)는 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.
재정렬부(415)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(410)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.
역양자화부(420)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 역변환부(430)는, 잔차블록의 코딩 모드에 관한 정보를 기초로, 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 복원된 잔차블록을 생성한다.
역변환부(430)는, 잔차블록의 코딩 모드에 관한 정보가 영상 부호화 장치에서 현재블록의 잔차블록이 부호화되었다고 지시하는 경우에, 역양자화된 변환계수들에 대해 현재블록의 사이즈(따라서, 복원될 잔차블록의 사이즈)를 변환 단위로 사용하여 역변환을 수행하여 현재블록에 대한 복원된 잔차블록을 생성한다.
또한, 역변환부(430)는, 잔차블록의 코딩 모드에 관한 정보가 영상 부호화 장치에서 잔차블록의 하나의 서브블록만이 부호화되었다고 지시하는 경우에, 역양자화된 변환계수들에 대해, 변환된 서브블록의 사이즈를 변환 단위로 사용하여, 역변환을 수행하여 변환된 서브블록에 대한 잔차신호들을 복원하고, 비변환된 서브블록에 대한 잔차신호들을 "0" 값으로 채움으로써, 현재블록에 대한 복원된 잔차블록을 생성한다.
예측부(440)는 인트라 예측부(442) 및 인터 예측부(444)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(442)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(444)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.
인트라 예측부(442)는 엔트로피 복호화부(410)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.
인터 예측부(444)는 엔트로피 복호화부(410)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 엘리먼트를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.
가산기(450)는 역변환부(430)로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부(444) 또는 인트라 예측부(442)로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.
필터부(460)는 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(462)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)를 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(464)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(470)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.
종래의 비디오 부호화/복호화 방법에서는 색차 성분(크로마 성분)에 대한 예측의 복잡도를 낮추기 위하여, 휘도 성분(루마 성분)에 대한 예측 과정과 동일한 방법으로 색차 성분에 대한 예측을 수행하거나, 휘도 성분에 대한 예측 과정을 간소화하여 색차 성분에 대한 예측을 수행하였다. 그러나, 이러한 종래 방법은 색상에 대한 왜곡(distortion)이 발생하는 문제점을 가지고 있다.
본 명세서에서는 복원하고자 하는 대상 블록(현재블록)의 색차블록(크로마블록) 내 색차 성분에 대한 예측을 효과적으로 수행하는 부호화 및 복호화 방법들이 제안된다.
본 명세서에서 제안되는 방법들은 Cb 색차 성분(또는 Cb 크로마 성분)의 잔차샘플들(잔차신호 또는 차분신호)과 Cr 색차 성분(Cr 크로마 성분)의 잔차샘플들 중에서, 어느 하나에 대한 정보만을 코딩 및 시그널링하고, 다른 하나에 대한 정보를 코딩 및 시그널링 없이 유도하는 방법이다.
본 명세서에서, 유도의 대상이 되는 색차 성분(제2색차 성분)의 잔차샘플들을 제2잔차샘플로 지칭할 수 있으며, 제2잔차샘플의 유도를 위해 코딩 및 시그널링되는 색차 성분(제1색차 성분)의 잔차샘플들을 제1잔차샘플로 지칭할 수 있다.
제1색차 성분은 Cb 색차 성분 및 Cr 색차 성분 중에서 어느 하나에 해당하고, 제2색차 성분은 Cb 색차 성분 및 Cr 색차 성분 중에서 다른 하나에 해당할 수 있다. 예를 들어, Cb 색차 성분의 잔차샘플들이 코딩 및 시그널링되고 Cr 색차 성분의 잔차샘플들이 유도되는 경우에, Cb 색차 성분의 잔차샘플들을 제1잔차샘플로 지칭하고 Cr 색차 성분의 잔차샘플들을 제2잔차샘플로 지칭할 수 있다. 다른 예로, Cr 색차 성분의 잔차샘플들이 코딩 및 시그널링되고 Cb 색차 성분의 잔차샘플들이 유도되는 경우에, Cr 색차 성분의 잔차샘플들을 제1잔차샘플로 지칭하고 Cb 색차 성분의 잔차샘플들을 제2잔차샘플로 지칭할 수 있다.
제2잔차샘플을 유도하는 방법은 1) 제1잔차샘플과 제2잔차샘플 사이의 상관관계 정보를 이용하는 실시예, 2) 제2잔차샘플 유도 방법의 활성화 또는 적용(on/off) 여부를 결정하는 실시예 등으로 구분될 수 있다. 또한, 상관관계 정보를 이용하는 실시예는 색차 간 차분 값의 이용 여부에 따라 서로 다른 실시예로 구분될 수 있다. 이하에서는, 본 명세서에서 사용되는 용어들에 대해 먼저 정의한 후에, 각 실시예들에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
상관관계 정보
상관관계 정보는 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도하기 위한 정보를 의미하며, 부호화하려는 현재블록의 휘도 성분 값의 범위에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 상관관계 정보에는 곱셈 정보가 포함되거나, 곱셈 정보와 오프셋 정보가 포함될 수 있다.
상관관계 정보는 비트스트림의 다양한 위치에서 정의되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있으며, 비트스트림 내 해당 위치로부터 복호화될 수 있다. 예를 들어, 상관관계 정보는 SPS, PPS, 픽처 레벨 등과 같은 하이 레벨 신택스(HLS, high level syntax)들 중에서 하나 이상의 위치에 정의되어 시그널링될 수 있다. 다른 예로, 상관관계 정보는 타일 그룹 레벨, 타일 레벨, CTU 레벨, 단위 블록 레벨(CU, TU, PU) 등과 같은 하위 레벨에서 시그널링될 수도 있다. 또 다른 예로, 하위 레벨에서는 HLS를 통해 시그널링된 상관관계 정보와의 차분 값(차분 상관관계 정보)이 시그널링될 수도 있다.
실시형태에 따라, 상관관계 정보가 직접 시그널링되는 것이 아닌, 상관관계 정보를 영상 복호화 장치에서 유도 또는 유추할 수 있는 정보가 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 상관관계 정보에 대한 고정된 값들이 포함된 테이블 정보가 시그널링되고, 테이블 정보 내 고정된 값들 중에서 제2잔차샘플의 유도에 이용된 상관관계 정보를 지시하는 인덱스 값이 시그널링될 수 있다. 다른 예로, 테이블 정보는 시그널링되지 않고 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 사이에 미리 결정된 테이블 정보가 사용될 수도 있다. 인덱스 값은 타일 그룹 레벨, 타일 레벨, 단위 블록 레벨 중 하나 이상에서 정의되어 시그널링될 수 있다.
상관관계 정보는 제2잔차샘플의 유도에 이용되는 정보이므로, 제2잔차샘플의 유도가 on되는 경우에 시그널링될 수 있다. 따라서, 상관관계 정보는 후술되는 제1신택스 요소가 제2잔차샘플의 유도가 허용됨을 지시하는 경우에 비트스트림으로부터 복호화되거나, 제2신택스 요소가 제2잔차샘플의 유도가 적용됨을 지시하는 경우에 비트스트림으로부터 복호화될 수 있다.
곱셈 정보
곱셈 정보는 제1잔차샘플과 제2잔차샘플 사이의 곱셈 인자(multiplication factor)를 나타내기 위한 정보에 해당한다. 제1잔차샘플(제1잔차샘플의 값)에 곱셈 인자가 적용되면, 제2잔차샘플(제2잔차샘플의 값)과 일치하는 값 또는 제2잔차샘플에 대응되는 범위 내의 값이 유도될 수 있다. 곱셈 인자는 제1잔차샘플과 제2잔차샘플 사이의 스케일링 관계, 가중치 관계, 부호 관계 등을 나타낼 수 있다. 따라서, 곱셈 인자는 -1 또는 1과 같은 정수이거나, 1/2 또는 -1/2과 같은 분수일 수 있다.
곱셈 정보가 플래그 형태(0 또는 1)로 구현되고 곱셈 인자가 제1잔차샘플과 제2잔차샘플 사이의 부호 관계를 나타내는 경우, 곱셈 정보는 수학식 1과 같은 방법을 통해 곱셈 인자를 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
곱셈정보=0은 제1잔차샘플과 제2잔차샘플이 서로 같은 부호 관계를 가짐을 나타내며, 1의 곱셈 인자가 제1잔차샘플에 적용될 수 있다. 곱셈정보=1은 제1잔차샘플과 제2잔차샘플이 서로 다른 부호 관계를 가짐을 나타내며, -1의 곱셈 인자가 제1잔차샘플에 적용될 수 있다.
오프셋 정보
오프셋 정보는 (곱셈 인자가 적용된) 제1잔차샘플과 제2잔차샘플 사이의 오프셋 인자(offset factor)를 나타내기 위한 정보에 해당한다. 곱셈 인자가 적용된 제1잔차샘플에 오프셋 인자가 적용되면, 제2잔차샘플과 일치하는 값 또는 제2잔차샘플에 대응되는 범위 내의 값이 유도될 수 있다. 오프셋 인자도 -1, 0, 1과 같은 정수이거나, 1/2 또는 -1/2과 같은 분수일 수 있다.
오프셋 인자=0인 경우와 관련하여, 상관관계 정보에 곱셈 정보만이 포함된다면 오프셋 정보가 시그널링되지 않으며, 상관관계 정보에 곱셈 정보와 오프셋 정보가 포함된다면 오프셋 정보는 오프셋 인자=0임을 나타낼 수 있다.
색차 간 차분 값
색차 간 차분 값은 제1잔차샘플과 제2잔차샘플 사이의 차분 값(제1잔차샘플과 제2잔차샘플를 차분한 값)에 해당한다. 구체적으로, 색차 값 차분 값은 상관관계 정보가 적용된 제1잔차샘플과 제2잔차샘플을 차분하여 도출되는 값에 해당한다. 예를 들어, 상관관계 정보가 곱셈 정보만을 포함하는 경우, 색차 간 차분 값은 곱셈 인자가 적용된 제1잔차샘플과 제2잔차샘플을 차분하여 도출될 수 있다. 다른 예로, 상관관계 정보가 곱셈 정보와 오프셋 정보를 포함하는 경우, 색차 간 차분 값은 '곱셈 인자 및 오프셋 인자가 적용된 제1잔차샘플'과 제2잔차샘플을 차분하여 도출될 수 있다.
실시예 1
실시예 1은 상관관계 정보와 색차 간 차분 값을 모두 이용하는 방법이다. 실시예 1은 색차 간 차분 값 및 상관관계 정보를 유도하는 과정이 부호화 단계들 중에서 어느 단계에 수행되는지 여부 및, 제2잔차샘플을 유도하는 과정이 복호화 단계들 중에서 어느 단계에 수행되는지 여부에 따라, 아래와 같은 하위 실시예들로 구분될 수 있다.
실시예 1-1
실시예 1-1에서는, 색차 간 차분 값 및 상관관계 정보를 유도하는 과정이 잔차샘플들을 변환하는 단계 이전에 수행되며, 제2잔차샘플을 유도하는 과정이 잔차샘플들을 역변환하는 단계 이후에 수행된다.
실시예 1-1을 수행하기 위한 영상 부호화 장치의 예시적인 블록도와 순서도가 도 5 및 도 6에 각각 나타나 있으며, 실시예 1-1을 수행하기 위한 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도와 순서도가 도 7 및 도 8에 각각 나타나 있다.
감산기(130)는 제1잔차샘플과 제2잔차샘플을 획득할 수 있다(S610). 구체적으로, 제1색차 성분의 예측블록(예측샘플들)과 제1색차 성분의 색차블록이 감산되어 제1잔차샘플이 획득될 수 있으며, 제2색차 성분의 예측블록과 제2색차 성분의 색차블록이 감산되어 제2잔차샘플이 획득될 수 있다. 색차 성분들의 예측블록은 예측부(120)의 예측을 통해 도출될 수 있으며, 이 과정에서 예측에 이용된 정보들(예측정보)이 도출될 수 있다. 예측샘플들을 생성하는 과정과 예측정보를 도출하는 과정은 본 명세서의 다른 실시예들에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
색차 성분 예측부(510)는 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도할지 여부를 결정할 수 있다(S620).
색차 성분 예측부(510)는 제1잔차샘플 및 제2잔차샘플을 모두 코딩하는 방법(일반 방법)과 제2잔차샘플을 유도하는 방법 중에서, 색차블록을 위한 어느 하나의 방법을 결정할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분 예측부(510)는 일반 방법과 제2잔차샘플을 유도하는 방법에 대한 레이트 왜곡(rate-distortion) 분석을 통해 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 최선의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 방법을 색차블록을 위한 방법으로 선택 또는 결정할 수 있다. 제2잔차샘플의 유도 여부를 결정하는 방법은 본 명세서의 다른 실시예들에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
색차 성분 예측부(510)는 제2잔차샘플을 유도하는 방법이 색차블록을 위한 방법으로 결정되는 경우에, 제1잔차샘플을 보정할 수 있다(S630). 제1잔차샘플의 보정은 제1잔차샘플에 상관관계 정보를 적용함으로써 수행될 수 있다.
색차 성분 예측부(510)는 보정된 제1잔차샘플과 제2잔차샘플을 이용하여 색차 간 차분 값을 유도할 수 있다(S640). 보정된 제1잔차샘플과 제2잔차샘플이 차분 또는 감산되어 색차 간 차분 값이 유도될 수 있다.
S630 과정과 S640 과정은 아래 수학식 2를 통해 수행될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2에서, Cro_resi1은 제1잔차샘플을 나타내며, Cro_resi2는 제2잔차샘플을 나타내고, Cro_r은 색차 간 차분 값을 나타내며, W는 곱셈 인자를 나타내고, Offset는 오프셋 인자를 나타낸다. 제2잔차샘플을 중심으로 하여 수학식 1을 다시 살펴보면, Cro_resi2은 제2잔차샘플의 1차신호(제2색차 성분의 1차 차분신호)일 수 있고, Cro_r은 제2잔차샘플의 2차신호(제2색차 성분의 2차 차분신호)일 수 있다.
변환부(140)는 색차 간 차분 값 및 제1잔차샘플은 변환할 수 있으며, 양자화부(145)는 변환된 색차 간 차분 값 및 변환된 제1잔차샘플을 양자화할 수 있다(S650). 여기서, 색차 간 차분 값은 휘도 성분 또는 제1잔차샘플의 양자화 파라미터에 'QP_C_offset을 이용하여 변화된 양자화 파라미터'를 통해 양자화될 수 있다. QP_C_offset은 다양한 방법을 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, QP_C_offset은 휘도 성분 값의 범위(밝기 값의 범위), 색차블록의 크기, 휘도 성분의 양자화 파라미터의 범위들 중에서 하나 이상에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 다른 예로, QP_C_offset은 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에서 미리 설정된 값으로 결정될 수 있다. 또 다른 예로, 영상 부호화 장치가 QP_C_offset을 임의의 값으로 결정하여 양자화 과정을 수행하고, 양자화 과정에 이용된 QP_C_offset의 값을 영상 복호화 장치로 시그널링할 수도 있다. QP_C_offset을 이용한 양자화 방법은 본 명세서의 다른 실시예들에도 적용될 수 있다.
변환 및 양자화된 색차 간 차분 값 및 제1잔차샘플, 상관관계 정보 및 예측정보가 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다(S660). 여기서, 제2잔차샘플은 시그널링되지 않는다.
엔트로피 복호화부(410)는 색차 간 차분 값, 제1잔차샘플, 상관관계 정보 및 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화할 수 있다(S810). 역양자화부(420)는 색차 간 차분 값 및 제1잔차샘플을 역양자화하고, 역변환부(430)는 역양자화된 색차 간 차분 값 및 역양자화된 제1잔차샘플을 역변환할 수 있다(S820).
예측부(440)는 예측정보에 기반하여, 제1색차 성분의 예측샘플들(예측블록)과 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성 또는 복원할 수 있다(S820).
색차 성분 복원부(710)는 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도할지 여부(제2잔차샘플 유도 방법의 활성화(허용) 여부 및/또는 적용 여부)를 결정할 수 있다(S830). S830 과정에 대한 구체적인 내용은 별도의 실시예를 통해 후술하도록 한다.
색차 성분 복원부(710)는 제2잔차샘플을 유도하는 것으로 결정되는 경우에, 상관관계 정보를 이용하여 (역변환된) 제1잔차샘플을 보정할 수 있다(S840). 또한, 색차 성분 복원부(710)는 보정된 제1잔차샘플과 역변환된 색차 간 차분 값을 이용하여 제2잔차샘플을 유도할 수 있다(S850). 보정된 제1잔차샘플과 역변환된 색차 간 차분 값이 합산 또는 가산되어 제2잔차샘플이 유도될 수 있다.
S840 과정과 S850 과정은 아래 수학식 3을 통해 수행될 수 있다.
Figure pat00003
가산기(450)는 제1색차 성분의 예측블록과 제1잔차샘플을 가산하여 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 제2색차 성분의 예측블록과 유도된 제2잔차샘플을 가산하여 제2색차 성분의 색차블록을 복원할 수 있다(S860).
실시예 1-2
실시예 1-2에서는, 색차 간 차분 값 및 상관관계 정보를 유도하는 과정이 잔차샘플들을 양자화하는 단계 이후에 수행되며, 제2잔차샘플을 유도하는 과정이 잔차샘플들을 역양자화하는 단계 이전에 수행된다.
실시예 1-2를 수행하기 위한 영상 부호화 장치의 예시적인 블록도와 순서도가 도 9 및 도 10에 각각 나타나 있으며, 실시예 1-2를 수행하기 위한 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도와 순서도가 도 11 및 도 12에 각각 나타나 있다.
감산기(130)는 제1잔차샘플과 제2잔차샘플을 획득할 수 있다(S1010). 색차 성분들 각각의 예측블록과 색차블록이 감산되어 색차 성분들 각각의 잔차샘플들이 획득될 수 있으며, 예측부(120)의 예측 과정을 통해 색차 성분들 각각의 예측블록과 예측정보가 도출될 수 있다.
변환부(140)는 제1잔차샘플과 제2잔차샘플을 변환하고, 양자화부(145)는 변환된 제1잔차샘플과 변환된 제2잔차샘플을 양자화할 수 있다(S1020). 여기서, 제2잔차샘플은 제2잔차샘플의 양자화를 위한 양자화 오프셋을 제1잔차샘플의 양자화 파라미터에 합산한 값으로 양자화될 수 있다. 양자화 오프셋은 다양한 방법을 통해 결정될 수 있다. 예를 들어, 양자화 오프셋은 휘도 성분 값의 범위(밝기 값의 범위), 제1잔차샘플 값의 범위, 제2잔차샘플의 비트 뎁스(bit-depth)들 중에서 하나 이상에 따라 적응적으로 결정될 수 있다. 다른 예로, 양자화 오프셋은 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에서 미리 설정된 값으로 결정될 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 delta-QP를 이용하여 양자화 파라미터를 결정하고, 양자화 파라미터에 양자화 오프셋을 합산하여 제2잔차샘플의 양자화 파라미터를 도출한 후에, 도출된 양자화 파라미터를 이용하여 제2잔차샘플의 역양자화를 수행할 수 있다. 양자화 오프셋을 이용한 양자화/역양자화 방법은 본 명세서의 다른 실시예들에도 적용될 수 있다.
실시형태에 따라, 제2잔차샘플의 양자화 과정을 통해 “0”의 양자화 계수들이 도출될 수 있다(즉, 양자화 과정에서 차분신호가 존재하지 않을 수 있다). 이 경우, “0”의 양자화 계수들이 도출됨을 지시하는 정보 또는 신택스 요소가 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
한편, (양자화 오프셋이 합산되지 않은) 제1잔차샘플의 양자화 파라미터 값(제1값), 제1잔차샘플의 양자화 파라미터에 양자화 오프셋이 합산된 값(제2값), 제1값과 제2값의 평균 값 중에서, 하나 이상이 제2잔차샘플의 인루프 필터링 과정에 이용될 수 있다. 예를 들어, 제1값, 제2값 및 평균 값 중에서 하나 이상이 제2잔차샘플의 인루프 필터링 강도를 결정하는 파라미터로 이용되거나, 또는 경계 강도를 결정하기 위한 테이블 내 인덱스를 결정하는 파라미터로 이용될 수도 있다. 제1값, 제2값 및 평균 값 중에서 하나 이상이 인루프 필터링 과정에 이용되는 방법은 본 명세서의 다른 실시예들에 적용될 수 있다.
색차 성분 예측부(510)는 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도할지 여부를 결정할 수 있다(S1030). 색차 성분 예측부(510)는 제2잔차샘플을 유도하는 것으로 결정되는 경우에, 양자화된 제1잔차샘플을 보정할 수 있다(S1040). 제1잔차샘플의 보정은 양자화된 제1잔차샘플에 상관관계 정보를 적용함으로써 수행될 수 있다.
색차 성분 예측부(510)는 보정된 제1잔차샘플과 양자화된 제2잔차샘플을 이용하여 색차 간 차분 값을 유도할 수 있다(S1050). 보정된 제1잔차샘플과 양자화된 제2잔차샘플이 차분 또는 감산되어 색차 간 차분 값이 유도될 수 있다.
S1040 과정과 S1050 과정은 아래 수학식 4를 통해 수행될 수 있다.
Figure pat00004
수학식 4에서, Q(T(Cro_resi1))은 변환 및 양자화된 제1잔차샘플을 나타내고, Q(T(Cro_resi2))는 변환 및 양자화된 제2잔차샘플을 나타내며, Q(T(Cro_r))은 '변환 및 양자화된 제1잔차샘플'과 '변환 및 양자화된 제2잔차샘플'로부터 유도된 색차 간 차분 값을 나타낸다.
색차 간 차분 값, 제1잔차샘플, 상관관계 정보 및 예측정보가 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다(S1060). 여기서, 제2잔차샘플은 시그널링되지 않는다.
엔트로피 복호화부(410)는 색차 간 차분 값, 제1잔차샘플, 상관관계 정보 및 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화할 수 있다(S1210). 예측부(440)는 예측정보에 기반하여, 제1색차 성분의 예측샘플들(예측블록)과 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성 또는 복원할 수 있다(S1220).
색차 성분 복원부(710)는 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도할지 여부(즉, 제2잔차샘플 유도 방법의 활성화 여부 및/또는 적용 여부)를 결정할 수 있다(S1230). S1230 과정에 대한 구체적인 내용은 별도의 실시예를 통해 후술하도록 한다.
색차 성분 복원부(710)는 제2잔차샘플을 유도하는 것으로 결정되는 경우에, 상관관계 정보를 이용하여 제1잔차샘플을 보정할 수 있다(S1240). 또한, 색차 성분 복원부(710)는 보정된 제1잔차샘플과 색차 간 차분 값을 이용하여 제2잔차샘플을 유도할 수 있다(S1250). 보정된 제1잔차샘플과 색차 간 차분 값이 합산 또는 가산되어 제2잔차샘플이 유도될 수 있다.
S1240 과정과 S1250 과정은 아래 수학식 5를 통해 수행될 수 있다.
Figure pat00005
역양자화부(420)는 제1잔차샘플과 유도된 제2잔차샘플을 역양자화하고, 역양자화된 제1잔차샘플과 역양자화된 제2잔차샘플을 역변환할 수 있다(S1260). 가산기(450)는 제1색차 성분의 예측블록과 역변환된 제1잔차샘플을 가산하여 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 제2색차 성분의 예측블록과 역변환된 제2잔차샘플을 가산하여 제2색차 성분의 색차블록을 복원할 수 있다(S1270).
실시예 2
실시예 2는 색차 간 차분 값을 이용하지 않고, 상관관계 정보를 이용하여 제2잔차샘플을 예측하고 유도하는 방법이다.
실시예 2는 실시예 1의 '색차 간 차분 값이 이용되지 않는 점'과, '색차 간 차분 값을 유도하는 과정(S640, S1050)이 수행되지 않는 점'에서 실시예 1과 차이점을 가진다.
이와 같은 차이점들을 제외한 실시예 1의 나머지 과정들은 실시예 2에서도 수행될 수 있다. 따라서, 실시예 1-1과 마찬가지로, 영상 부호화 장치에서 상관관계 정보를 유도하는 과정이 잔차샘플들을 변환하는 단계 이전에 수행될 수 있으며, 영상 복호화 장치에서 제2잔차샘플을 유도하는 과정이 잔차샘플들을 역변환하는 단계 이후에 수행될 수 있다. 또한, 실시예 1-2와 마찬가지로, 영상 부호화 장치에서 상관관계 정보를 유도하는 과정이 잔차샘플들을 양자화하는 단계 이후에 수행될 수 있으며, 영상 복호화 장치에서 제2잔차샘플을 유도하는 과정이 잔차샘플들을 역양자화하는 단계 이전에 수행될 수 있다. 다만, 이하에서는 잔차샘플들을 변환/양자화하는 단계와 잔차샘플들을 역양자화/역변환하는 단계를 제외한 나머지 단계들에 대해서 설명하도록 한다.
실시예 2에 대한 일 예를 설명하기 위한 순서도가 도 13 및 도 14에 나타나 있다.
감산기(130)는 제1색차 성분의 예측블록과 제1색차 성분의 색차블록을 감산하여 제1잔차샘플을 획득하고, 제2색차 성분의 예측블록과 제2색차 성분의 색차블록을 감산하여 제2잔차샘플을 획득할 수 있다(S1310).
색차 성분 예측부(510)는 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도할지 여부를 결정할 수 있다(S1320). 색차 성분 예측부(510)는 제2잔차샘플을 유도하는 것으로 결정되는 경우에, 제1잔차샘플과 제2잔차샘플을 이용하여 상관관계 정보를 유도할 수 있다(S1330).
한편, 실시형태에 따라, 제2잔차샘플을 유도하는 방법은 상관관계 정보에 곱셈 정보만이 포함되는 경우에, 아래와 같은 세 가지 모드를 포함할 수 있다.
1) 제1모드 - Cb 잔차샘플들의 값은 시그널링하고, Cr 잔차샘플들의 값은 Cb 잔차샘플들의 값에 -1/2 또는 +1/2의 곱셈 인자를 적용하여 유도.
2) 제2모드 - Cb 잔차샘플들의 값은 시그널링하고, Cr 잔차샘플들의 값은 Cb 잔차샘플들의 값에 -1 또는 +1의 곱셈 인자를 적용하여 유도 유도.
3) 제3모드 - Cr 잔차샘플들의 값은 시그널링하고, Cb 잔차샘플들의 값은 Cr 잔차샘플들의 값에 -1/2 또는 +1/2의 곱셈 인자를 적용하여 유도.
또한, 제2잔차샘플을 유도하는 방법은 상관관계 정보에 오프셋 정보도 포함되는 경우에, 제1모드 내지 제3모드 각각에 오프셋 인자가 적용된 모드들을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 실시형태의 경우, 색차 성분 예측부(510)는 위 모드들 중에서 최선의 레이트 왜곡 특징을 갖는 모드를 색차블록을 위한 모드로 결정할 수 있다. 색차 성분 예측부(510)는 앞서 설명된 '일반 방법과 제2잔차샘플을 유도하는 방법 중에서 어느 하나를 결정하는 과정'과 '제2잔차샘플을 유도하는 방법 내 모드들 중에서 어느 하나를 결정하는 과정'을 통합적으로 수행할 수 있다. 예를 들어, 색차 성분 예측부(510)는 '제2잔차샘플을 유도하는 방법 내 모드들과 일반 방법 중에서' 최선의 레이트 왜곡 특징으로 갖는 모드 또는 방법을 색차블록을 위한 방법으로 결정할 수 있다.
제1잔차샘플, 상관관계 정보 및 예측정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다(S1340). 여기서, 제2잔차샘플과 색차 간 차분 값은 시그널링되지 않는다.
엔트로피 복호화부(410)는 제1잔차샘플, 상관관계 정보 및 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화할 수 있다(S1410).
예측부(440)는 예측정보에 기반하여, 제1색차 성분의 예측샘플들(예측블록)과 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성 또는 복원할 수 있다(S1420).
색차 성분 복원부(710)는 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도할지 여부(즉, 제2잔차샘플 유도 방법의 활성화 여부 및/또는 적용 여부)를 결정할 수 있다(S1430). S1430 과정에 대한 구체적인 내용은 별도의 실시예를 통해 후술하도록 한다.
색차 성분 복원부(710)는 제2잔차샘플을 유도하는 것으로 결정되는 경우에, 상관관계 정보를 제1잔차샘플에 적용하여 제2잔차샘플을 유도할 수 있다(S1440). 예를 들어, 상관관계 정보가 곱셈 정보를 포함하는 경우, 곱셈 정보가 나타내는 곱셈 인자가 제1잔차샘플에 적용되어 제2잔차샘플이 유도될 수 있다. 다른 예로, 상관관계 정보가 곱셈 정보와 오프셋 정보를 포함하는 경우에, 곱셈 인자가 적용된 제1잔차샘플에 오프셋 정보가 나타내는 오프셋 인자가 적용되어 제2잔차샘플이 유도될 수 있다.
S1440 과정은 아래 수학식 6을 통해 수행될 수 있다.
Figure pat00006
수학식 6을 수학식 2 내지 5와 비교하면, 실시예 2에서 색차 간 차분 값이 이용되지 않음(Cro_r=0)을 알 수 있다. 따라서, 색차 간 차분 값에 대한 변환/역변환 과정, 양자화/역양자화 과정 및 부호화/복호화 과정은 수행되지 않는다.
가산기(450)는 제1색차 성분의 예측블록과 제1잔차샘플을 가산하여 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 제2색차 성분의 예측블록과 유도된 제2잔차샘플을 가산하여 제2색차 성분의 색차블록을 복원할 수 있다(S1450).
실시예 3
실시예 3은 제1잔차샘플로부터 제2잔차샘플을 유도할지 여부(제2잔차샘플 복원 방법의 허용(활성화) 여부 및/또는 적용 여부)를 결정하는 방법이다.
제2잔차샘플 유도 방법의 수행 여부는 다양한 기준들에 의해 결정될 수 있다. 이 다양한 기준들에는 1) 제2잔차샘플의 유도가 허용 및/또는 적용되는지 여부(on/off 여부)를 지시하는 신택스 요소(예: 플래그)의 값, 2) 대상 블록의 예측 모드, 3) 휘도 성분 값의 범위 등이 포함될 수 있다.
기준 1) - on/off 여부를 지시하는 신택스 요소
제2잔차샘플의 유도 여부를 지시하는 신택스 요소에는 제1신택스 요소 및/또는 제2신택스 요소가 포함될 수 있다.
제1신택스 요소는 제2잔차샘플 유도 방법이 허용(활성화)되는지 여부(on/off 여부)를 지시하는 신택스 요소로서, 비트스트림의 다양한 위치에서 정의되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제1신택스 요소는 CTU 이상의 레벨에서 정의되어 시그널링되거나, 단위 블록(PU, TU, CU) 레벨, 타일 레벨, 타일 그룹 레벨, 픽처 레벨 중 하나 이상에서 정의되어 시그널링될 수도 있다.
제2신택스 요소는 제2잔차샘플 유도 방법이 대상 블록(색차블록)에 적용되는지 여부(on/off 여부)를 지시하는 신택스 요소로서, 비트스트림의 다양한 위치에서 정의되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제2신택스 요소는 CTU 이상의 레벨에서 정의되어 시그널링되거나, 단위 블록(PU, TU, CU) 레벨, 타일 레벨, 타일 그룹 레벨, 픽처 레벨 중 하나 이상에서 정의되어 시그널링될 수도 있다.
실시형태에 따라, 제1신택스 요소가 비트스트림 내 상대적인 상위 레벨에서 정의되어 시그널링되며, 제2신택스 요소가 비트스트림 내 상대적인 하위 레벨에서 정의되어 시그널링될 수 있다. 이 경우, 제2잔차샘플 유도 방법이 상위 레벨에서 off되면 하위 레벨에서 제2신택스 요소가 시그널링되지 않을 수 있으며, 제2잔차샘플 유도 방법이 상위 레벨에서 on된 경우에도 하위 레벨에서 on/off 여부가 선택적으로 결정될 수 있다. 따라서, 제2잔차샘플 유도 방법에 대한 비트 효율성이 향상될 수 있다.
제2잔차샘플 유도 방법의 on/off 여부를 결정하는 일 예가 도 13에 나타나 있다.
영상 부호화 장치는 제2잔차샘플 유도 방법이 허용되는지 여부를 결정하고, 그 결과를 제1신택스 요소의 값으로 설정하여 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 제2잔차샘플 유도 방법이 적용되는지 여부를 결정하고, 그 결과를 제2신택스 요소의 값으로 설정하여 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다.
영상 복호화 장치는 제1신택스 요소를 비트스트림으로부터 복호화하고(S1510), 제1신택스 요소의 값에 따라 제2잔차샘플 유도 방법이 허용되는지 여부를 판단할 수 있다(S1520).
영상 복호화 장치는 제2신택스 요소가 제2잔차샘플 유도 방법이 허용됨을 지시하는 경우에(제1신택스 요소=1, S1520), 제2신택스 요소를 비트스트림으로부터 복호화할 수 있다(S1530). 또한, 영상 복호화 장치는 제2신택스 요소의 값에 따라 제2잔차샘플 유도 방법이 적용되는지 여부를 판단할 수 있다(S1540).
영상 복호화 장치는 제2신택스 요소가 제2잔차샘플 유도 방법이 적용됨을 지시하는 경우에(제2신택스 요소=0, S1540), 상관관계 정보 및 제1잔차샘플(또는, 상관관계 정보, 제1잔차샘플 및 색차 간 차분 값)에 기초하여 제2잔차샘플을 유도할 수 있다(S1550).
S1520 과정에서 제1신택스 요소가 제2잔차샘플 유도 방법이 허용되지 않음을 지시하거나(제1신택스 요소=0), S1540 과정에서 제2신택스 요소가 제2잔차샘플 유도 방법이 적용되지 않음을 지시하는 경우에는, 제2잔차샘플의 유도가 수행되지 않는다.
기준 2) - 대상 블록의 예측 모드
제2잔차샘플 유도 방법의 on/off 여부는 대상 블록(색차블록)의 예측 모드를 고려하여(예측 모드에 따라) 적응적으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 색차블록이 인트라 모드, 인터 모드, IBC 모드, 팔레트 모드 중에서 어느 하나의 모드로 예측된 경우에, 제2잔차샘플의 유도가 on 또는 off될 수 있다. 다른 예로, 색차블록이 인트라 모드, 인터 모드, IBC 모드, 팔레트 모드 중에서 둘 이상의 모드로 예측된 경우에(둘 이상의 모드들 중에서 어느 하나의 모드로 예측된 경우에) 제2잔차샘플의 유도가 on 또는 off될 수 있다.
또 다른 예로, 인트라 예측 모드 중에서 CCLM(cross-component linear model) 또는 DM(direct mode)을 통해 색차블록이 예측된 경우에, 제2잔차샘플의 유도가 on 또는 off될 수 있다. 이 경우, 제2잔차샘플의 유도에 대한 on/off를 지시하는 정보는 색차블록이 CCLM 또는 DM을 통해 예측된 경우에만 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
또 다른 예로, 색차블록이 인터 예측 모드 중에서 양방향(bi-prediction) 예측 모드 또는 머지(merge) 모드를 통해 예측된 경우 및, 0-번째 참조 영상을 참조하여 예측된 경우에, 제2잔차샘플의 유도가 on 또는 off될 수 있다. 제2잔차샘플의 유도에 대한 on/off를 지시하는 정보는 색차블록이 양방향 예측 모드 또는 머지 모드 통해 예측되거나, 0-번째 참조 영상을 참조하여 예측된 경우에만 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
색차블록의 예측 모드를 고려하는 예는 제1신택스 요소와 제2신택스 요소를 이용하는 앞선 예와 결합될 수 있다. 예를 들어, S1520 과정에서, 제1신택스 요소=1이면서 색차블록의 예측 모드가 제2잔차샘플의 유도가 on되는 예측 모드에 해당하는 경우에, 제2신택스 요소가 비트스트림으로부터 복호화될 수 있다(S1530). 즉, 제2신택스 요소는 색차블록의 예측 모드를 고려하여 복호화 여부가 결정될 수 있다.
기준 3) - 휘도 성분 값의 범위
휘도 성분 값의 범위(밝기 값의 범위)를 2개 이상의 구간으로 분할하고, 분할된 구간 중에서 대상 블록의 휘도 성분 값이 어느 구간에 속하는지 여부에 따라 제2잔차샘플 유도 방법의 적용 여부가 결정될 수 있다.
예를 들어, 휘도 성분 값의 범위가 2개의 구간(제1구간 및 제2구간)으로 분할된 경우에, 대상 블록의 휘도 성분 값이 제1구간에 속하는 경우에는 제2잔차샘플 유도 방법을 적용하지 않고, 대상 블록의 휘도 성분 값이 제2구간에 속하는 경우에 제2잔차샘플 유도 방법을 적용할 수 있다. 또한, 이를 반대로 적용할 수도 있다.
2개 이상의 구간들 중에서, 제2잔차샘플 유도 방법이 적용되지 않는 구간은 사용자의 시각이 예민하게 반응할 수 있는 '시각 인지 구간'에 해당할 수 있고, 제2잔차샘플 유도 방법이 적용되는 구간은 '시각 인지 구간'에 해당하지 않을 수 있다. 따라서, 시각 인지 구간에 대해서는 제2잔차샘플 유도 방법을 적용하지 않고, 시각 인지 구간이 아닌 경우에 대해서만 제2잔차샘플 유도 방법을 선택적으로 적용할 수 있으므로, 주관적 화질의 저하를 방지할 수 있다.
제1구간의 범위를 나타내는 값 및 제2구간의 범위를 나타내는 값 중에서 하나 이상(구간 값)이 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 실시형태에 따라, 구간 값은 시그널링 없이 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 간에 미리 설정될 수도 있다.
기준 4) - 양자화 결과
제2색차 성분에 대한 예측의 정확성이 높아 제2잔차샘플에 대한 양자화 계수들의 값이 매우 작은 경우(양자화 계수가 적게 발생하거나, 양자화 계수가 적게 존재하는 경우)에, 제2잔차샘플 유도 방법이 선택적으로 적용될 수 있다. 또한, 이 경우, 제2잔차샘플 전체에 대한 양자화를 생략하는 것이 아닌, 일부에 대한 양자화를 생략할 수도 있다(즉, 제2잔차샘플의 일부만을 시그널링).
그 외 기준들
휘도 성분의 DQP(delta-QP)가 미리 설정된 값 이상이거나, 색차블록에 대해 변환 스킵 모드(transform skip)가 적용되지 않는 경우 또는, 대상 블록에 BDPCM(block differential coded modulation) 모드가 적용되지 않는 경우에, 제2잔차샘플 유도 방법이 적용되거나 적용되지 않을 수 있다.
대상 블록이 포함된 픽처가 임의 접근(random access)을 위한 IDR(instantaneous decoding recoding) 픽처 또는 GRA(Gradual Random Access) 픽처인 경우에, 제2잔차샘플 유도 방법이 적용되지 않을 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
120, 440: 예측부 130: 감산기
170, 450: 가산기 180, 460: 필터부

Claims (14)

  1. 복원하고자 하는 대상 블록의 색차블록을 복원하는 방법으로서,
    제1색차 성분의 잔차샘플들인 제1잔차샘플과 제2색차 성분의 잔차샘플들인 제2잔차샘플 사이의 상관관계 정보, 상기 제1잔차샘플 및, 상기 색차블록의 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화하는 단계;
    상기 예측정보에 기반하여, 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성하는 단계;
    상기 상관관계 정보를 상기 제1잔차샘플에 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는 단계; 및
    상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제1잔차샘플을 가산하여 상기 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 상기 제2색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2잔차샘플을 가산하여 상기 제2색차 성분의 색차블록을 복원하는 단계를 포함하는, 색차블록 복원 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1색차 성분은,
    Cb 색차 성분 및 Cr 색차 성분 중에서 어느 하나에 해당하고,
    상기 제2색차 성분은,
    상기 Cb 색차 성분 및 상기 Cr 색차 성분 중에서 다른 하나에 해당하는, 색차블록 복원 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복호화하는 단계는,
    상기 상관관계 정보를 상기 비트스트림의 픽처 레벨로부터 복호화하는, 색차블록 복원 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상관관계 정보는,
    상기 제1잔차샘플과 상기 제2잔차샘플 사이의 곱셈 인자(multiplication factor)를 나타내기 위한 곱셈 정보를 포함하고,
    상기 유도하는 단계는,
    상기 곱셈 정보가 나타내는 곱셈 인자를 상기 제1잔차샘플에 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는, 색차블록 복원 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상관관계 정보는,
    상기 제1잔차샘플과 상기 제2잔차샘플 사이의 오프셋(offset) 인자를 나타내기 위한 오프셋 정보를 더 포함하고,
    상기 유도하는 단계는,
    상기 곱셈 인자가 적용된 제1잔차샘플에 상기 오프셋 정보가 나타내는 오프셋 인자를 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는, 색차블록 복원 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복호화하는 단계는,
    상기 제2잔차샘플의 유도가 허용되는지 여부를 나타내는 제1신택스 요소를 상기 비트스트림의 SPS(sequence parameter set) 레벨로부터 복호화하는 단계; 및
    상기 제1신택스 요소가 상기 제2잔차샘플의 유도가 허용됨을 지시하는 경우에, 상기 제2잔차샘플의 유도가 상기 색차블록에 적용되는지 여부를 지시하는 제2신택스 요소를 상기 비트스트림 내 상기 SPS 레벨의 하위 레벨로부터 복호화하는 단계를 포함하며,
    상기 유도하는 단계는,
    상기 제2신택스 요소가, 상기 제2잔차샘플의 유도가 상기 색차블록에 적용됨을 지시하는 경우에 상기 제2잔차샘플을 유도하는, 색차블록 복원 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2신택스 요소를 복호화하는 단계는,
    상기 대상 블록의 예측 모드를 고려하여 상기 제2신택스 요소를 복호화하는, 색차블록 복원 방법.
  8. 복원하고자 하는 대상 블록의 색차블록을 복원하는 영상 복호화 장치로서,
    제1색차 성분의 잔차샘플들인 제1잔차샘플과 제2색차 성분의 잔차샘플들인 제2잔차샘플 사이의 상관관계 정보, 상기 제1잔차샘플 및, 상기 색차블록의 예측정보를 비트스트림으로부터 복호화하는 복호화부;
    상기 예측정보에 기반하여, 상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2색차 성분의 예측샘플들을 생성하는 예측부;
    상기 상관관계 정보를 상기 제1잔차샘플에 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는 색차 성분 복원부; 및
    상기 제1색차 성분의 예측샘플들과 상기 제1잔차샘플을 가산하여 상기 제1색차 성분의 색차블록을 복원하고, 상기 제2색차 성분의 예측샘플들과 상기 제2잔차샘플을 가산하여 상기 제2색차 성분의 색차블록을 복원하는 가산기를 포함하는, 영상 복호화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1색차 성분은,
    Cb 색차 성분 및 Cr 색차 성분 중에서 어느 하나에 해당하고,
    상기 제2색차 성분은,
    상기 Cb 색차 성분 및 상기 Cr 색차 성분 중에서 다른 하나에 해당하는, 영상 복호화 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복호화부는,
    상기 상관관계 정보를 상기 비트스트림의 픽처 레벨로부터 복호화하는, 영상 복호화 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 상관관계 정보는,
    상기 제1잔차샘플과 상기 제2잔차샘플 사이의 곱셈 인자(multiplication factor)를 나타내기 위한 곱셈 정보를 포함하고,
    상기 색차 성분 복원부는,
    상기 곱셈 정보가 나타내는 곱셈 인자를 상기 제1잔차샘플에 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는, 영상 복호화 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상관관계 정보는,
    상기 제1잔차샘플과 상기 제2잔차샘플 사이의 오프셋(offset) 인자를 나타내기 위한 오프셋 정보를 더 포함하고,
    상기 색차 성분 복원부는,
    상기 곱셈 인자가 적용된 제1잔차샘플에 상기 오프셋 정보가 나타내는 오프셋 인자를 적용하여, 상기 제2잔차샘플을 유도하는, 영상 복호화 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 복호화부는,
    상기 제2잔차샘플의 유도가 허용되는지 여부를 나타내는 제1신택스 요소를 상기 비트스트림의 SPS(sequence parameter set) 레벨로부터 복호화하고, 상기 제1신택스 요소가 상기 제2잔차샘플의 유도가 허용됨을 지시하는 경우에 상기 제2잔차샘플의 유도가 상기 색차블록에 적용되는지 여부를 지시하는 제2신택스 요소를 상기 비트스트림 내 상기 SPS 레벨의 하위 레벨로부터 복호화하며,
    상기 색차 성분 복원부는,
    상기 제2신택스 요소가, 상기 제2잔차샘플의 유도가 상기 색차블록에 적용됨을 지시하는 경우에 상기 제2잔차샘플을 유도하는, 영상 복호화 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복호화부는,
    상기 대상 블록의 예측 모드를 고려하여 상기 제2신택스 요소를 복호화하는, 영상 복호화 장치.
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