KR20220071129A - 적응적 참조화소 선택을 이용한 영상 부호화 및 복호화 방법 - Google Patents

적응적 참조화소 선택을 이용한 영상 부호화 및 복호화 방법 Download PDF

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Abstract

본 실시예에 의하면, 인트라예측을 이용하여 현재블록을 복호화하는 영상 복호화 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 상기 현재블록의 인트라 예측모드를 포함하는 관련정보를 복호화하는 과정; 상기 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 상기 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 과정; 상기 수행방향에 따라 상기 인트라예측을 실행하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정; 상기 비트스트림으로부터 상기 현재블록의 잔차블록을 복원하는 과정; 및 상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여 상기 현재블록을 복원하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법을 제공한다.

Description

적응적 참조화소 선택을 이용한 영상 부호화 및 복호화 방법{Method for Encoding and Decoding Video Using Adaptive Reference Sample Selection}
본 발명은 적응적 참조화소 선택을 이용한 영상 부호화 및 복호화에 관한 것이다.
비디오 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 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 비롯하여, HEVC에 비해 약 30% 이상의 부호화 효율을 향상시킨 VVC(Versatile Video Coding)가 존재한다.
그러나, 픽처의 크기 및 해상도, 프레임률이 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. 특히, 다양한 객체들의 존재로 다양한 방향의 에지들(객체들 간의 경계들)을 포함하는 픽처들과 같이 복잡한 텍스처를 가지는 픽처들을 보다 효율적으로 부호화할 수 있는 압축 기술이 요구된다.
본 발명은 인트라 예측모드로 부호화 시 참조 샘플을 선택하는 방법에 관한 것으로, 인트라 예측모드 중 각도 모드 적용 시 모드의 방향에 맞게 참조 샘플을 적응적으로 재설정하는 부호화 및 복호화 방법을 제시하는 것을 주된 목적으로 한다.
본 실시예에 의하면, 인트라예측을 이용하여 현재블록을 복호화하는 영상 복호화 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 상기 현재블록의 인트라 예측모드를 포함하는 관련정보를 복호화하는 과정; 상기 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 상기 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 과정; 상기 수행방향에 따라 상기 인트라예측을 실행하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정; 상기 비트스트림으로부터 상기 현재블록의 잔차블록을 복원하는 과정; 및 상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여 상기 현재블록을 복원하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법을 제공한다.
본 실시예에 의하면, 인트라예측을 이용하여 현재블록을 부호화하는 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하는 과정; 상기 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 상기 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 과정; 상기 수행방향에 따라 상기 인트라예측을 실행하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정; 상기 현재블록에서 상기 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성하는 과정; 및 상기 인트라 예측모드와 관련된 정보 및 상기 잔차블록을 부호화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법을 제공한다.
본 실시예에 의하면, 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장하는, 디코더에서 판독가능한 기록매체에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은, 인트라예측을 이용하여 현재블록을 부호화하는 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하는 과정; 상기 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 상기 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 과정; 상기 수행방향에 따라 상기 인트라예측을 실행하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정; 상기 현재블록에서 상기 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성하는 과정; 및 상기 인트라 예측모드와 관련된 정보 및 상기 잔차블록을 부호화하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체를 제공한다.
본 발명은 블록의 위치, 참조 샘플의 유무 등의 조건을 고려하여 인트라 예측 부호화 및 복호화함으로써, 부호화 효율을 높일 뿐만 아니라 주관적 화질도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
잔차 신호를 줄이기 위하여 예측 방향을 적응적으로 적용함으로써, 부호화 효율을 높일 뿐만 아니라 주관적 화질도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
예측 방향 및 참조 샘플의 유무에 따라 잔차 신호를 최소화하는 예측 샘플을 사용하여 인트라 예측을 수행함으로써, 부호화 효율을 높일 뿐만 아니라 주관적 화질도 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 최하단 위치의 참조샘플의 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 5는 최하단이 아닌 위치의 참조샘플 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 7의 (a)는 현재 블록의 참조 샘플들을 상단 참조 라인과 좌측 참조 라인으로 그룹화한 것을 도시한 도면이고 도 7의 (b)는 인트라예측 방향에 따른 참조샘플 그룹의 사용을 도시한 도면이다.
도 8은 제1 참조샘플 그룹 중 일부가 참조 가능하지 않고 제2 참조샘플 그룹 전부가 참조 가능한 경우를 도시한 도면이다.
도 9는 제1 참조샘플 그룹 중 일부 및 제2 참조샘플 그룹 중 일부가 참조 가능하지 않은 경우를 도시한 도면이다.
도 10은 현재블록을 분할하여 분할된 영역별로 참조샘플을 선택하는 경우를 예시한 도면이다.
도 11은 본 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 12는 본 실시예에 따른 영상 부호화 방법에 대한 예시적인 흐름도이다.
도 13은 본 실시예에 따른 영상 복호화 방법에 대한 예시적인 흐름도이다.
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 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 영상 부호화 장치(100)와 그 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 부호화 장치(100)는 블록 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 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 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스(sequence)로 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 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 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, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처로 구성된 시퀀스에 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다.
또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 하이-레벨(high level) 신택스로 칭할 수 있다.
추가로, 비트스트림은 픽처 또는 픽처보다 작은 픽셀 그룹, 예컨대, 슬라이스에 의해 참조되는 파라미터들을 포함하는 하나 이상의 적응 파라미터 셋(APS, Adaptation Parameter Set)을 포함할 수 있다. 픽처 헤더 또는 슬라이스 헤더는, 대응하는 픽처 또는 슬라이스에서 사용될 APS를 식별하기 위한 ID를 포함한다. 서로 다른 PPS를 참조하는 픽처들 또는 서로 다른 픽처 헤더를 참조하는 슬라이스들은 동일한 APS ID를 통해 동일한 파라미터들을 공유할 수 있다.
복수의 픽처들 각각은, 독립적인 부호화/복호화 가능한, 및/또는 독립적인 디스플레이가 가능한, 복수의 서브픽처들로 분할될 수도 있다. 서브픽처 분할이 적용되는 경우, 픽처 내에서의 서브픽처들의 레이아웃(layout)에 대한 정보가 시그널링된다.
블록 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.
블록 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 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 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 지칭될 수 있다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서 보는 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT 구조에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(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 제2 플래그(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 제1 플래그(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 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개의 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.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 기복원된 샘플들로부터 참조샘플들을 구성하고 참조샘플들을 이용하여 현재블록 내의 샘플들을 예측한다.
인트라 예측부(122)는 예측에 사용할 참조 샘플을 구비하기 위하여, 참조할 위치에 대해 참조가능한 샘플이 존재하는지 여부를 확인한다. 이때 만일 참조할 위치에 대해 참조가능한 샘플이 존재하지 않는다고 판단되는 경우, 인트라 예측부(122)는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 사이에 약속된 소정의 방법에 따라 해당 위치에 샘플값을 채워넣은 후 필터를 적용하여 참조샘플을 만든다.
여기서, 필터를 적용하기 전의 참조 샘플 refUnfilt[x][y]은 표 1과 같이 생성될 수 있다. 여기서, refIdx는 참조 라인의 인덱스를, refW와 refH는 각각 참조 영역의 너비와 높이를 나타낸다.

1) 만약 refUnfilt[x][y] (with x = -1 - refIdx, y = -1 - refIdx..refH - 1 and
x = -refIdx..refW - 1, y = -1 - refIdx)의 모든 샘플들이 인트라 예측에 참조샘플로서
사용이 불가능하다면 refUnfilt[x][y]의 모든 값들은 1 << (BitDepth - 1) 로 설정된다.

2) 그렇지 않고 일부 refUnfilt[x][y] 값만이 인트라 예측에 사용 불가능하다면 다음의 (a) ~ (c)의 과정이 적용된다.

(a) refUnfilt[-1　- refIdx][refH　- 1] 이 참조샘플로서 사용 불가능하다면, 사용가능한 샘플 refUnfilt[x][y]를 x　=　-1　- refIdx, y　=　refH　- 1 부터 x　=　-1　- refIdx, y　=　-1-refIdx 까지 탐색한 후, x　=　-refIdx, y　=　-1 - refIdx 부터 x　=　refW　-　1, y　=　
-1　-　refIdx 까지 참조샘플을 탐색한다. 사용가능한 refUnfilt[x][y]를 찾았다면 탐색을 종료하고 refUnfilt[-1　- refIdx][refH　- 1]를 refUnfilt[x][y]로 설정한다.

(b) x　=　-1　- refIdx, y　=　refH　- 2..-1　-　refIdx 범위의 refUnfilt[x][y]에 대하여 사용 불가능한 샘플이 있다면 refUnfilt[x][y]는 refUnfilt[x][y+1]로 설정된다.

(c) x　=　-refIdx..refW　- 1, y　=　-1　-　refIdx 범위의 refUnfilt[x][y]에 대해
사용 불가능한 샘플이 있다면 refUnfilt[x][y]는 refUnfilt[x-1][y]로 설정된다.
도 3은 참조샘플의 탐색순서를 도시한 도면이다.
표 1의 1)의 과정 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 인트라 예측부(122)는 예측을 위한 참조 샘플이 사용가능한지 여부 판단을 위하여 현재블록의 좌측의 최하단 참조샘플로부터 현재블록의 상단의 최우측 참조샘플까지 시계방향으로 탐색한다.
인트라 예측부(122)는 모든 참조샘플 위치에서 참조 샘플이 사용가능하지 않다면 샘플값이 가질 수 있는 값의 최대값의 절반 값을 반올림하여 참조샘플값으로서 채워 넣는다. 즉, 예컨대 참조샘플 값이 8bit 깊이(depth)를 갖는다면 128을, 10bit 깊이라면 512로 참조샘플값으로서 채워 넣는다.
도 4는 최하단 위치의 참조샘플의 생성 방법을 도시한 도면이고, 도 5는 최하단이 아닌 위치의 참조샘플 생성 방법을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시하듯이, 인트라 예측부(122)는 일부의 참조샘플 위치에서 참조샘플이 사용가능하지 않다면 사용가능하지 않은 위치의 참조샘플을 표 1의 (a) ~ (c)의 방법으로 생성한다.
도 4에서와 같이, 인트라 예측부(122)는 좌측 최하단 위치의 참조샘플이 사용가능하지 않을 경우 도 3의 탐색 순서상 가장 처음 나오는 사용 가능한 참조샘플을 복사하여 좌측 최하단 위치의 참조샘플 값으로서 채워 넣는다.
인트라 예측부(122)는 좌측 최하단 위치 이외의 참조샘플이 사용가능하지 않다면 도 5와 같이 탐색방향에서 바로 이전의 사용가능한 참조샘플 값을 복사하여 사용가능하지 않은 참조 샘플 값으로서 채워 넣는다.
인트라 예측부(122)는 이와 같은 방법으로 현재블록의 상단 및 좌측의 참조샘플을 모두 만든 후 필터를 적용시켜 최종 참조 샘플 p[x][y]를 만들 수 있다.
최종 참조 샘플 p[x][y]의 생성 방법은 표 2와 같다.
아래의 조건이 모두 참인 경우 filterFlag를 1로 설정
. refIdx(참조영상 색인)가 0인 경우
. nTbW * nTbH(현재블록의 크기) 가 32보다 큰 경우
. cIdx가 0인 경우(즉, 현재블록이 휘도 신호를 의미)
. IntraSubPartitionsSplitType이 ISP_NO_SPLIT과 같은 경우(현재블록이 서브 파티션으로 분할되지 않는 것을 의미)
. refFilterFlag(참조샘플 필터링 허용 여부를 지시하는 플래그)가 1인 경우

그렇지 않은 경우 filterFlag를 0으로 설정

filterFlag가 1인 경우
. p[-1][-1]
= (refUnfilt[-1][0]+2*refUnfilt[-1][-1]+refUnfilt[0][-1]+2) >> 2
. p[-1][y]
= (refUnfilt[-1][y+1]+2*refUnfilt[-1][y]+refUnfilt[-1][y-1]+2) >> 2,
y=0..refH-2
. p[-1][refH-1] = refUnfilt[-1][refH-1]
. p[x][-1]
= (refUnfilt[x-1][-1]+2*refUnfilt[x][-1]+refUnfilt[x+1][-1]+2) >> 2,
x=0..refW-2
. p[refW-1][-1] = refUnfilt[refW-1][-1]

filterFlag가 0인 경우 x = -1-refIdx, y = -1-refIdx..refH-1과 x = -refIdx..refW-1,
y = -1-refIdx에 대하여
. p[x][y] = refUnfilt[x][y]
도 6은 복수의 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 6에서 보는 바와 같이, 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 복수의 인트라 예측모드는 Planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 참조샘플과 연산식이 다르게 정의된다.
인트라 예측부(122)는 인트라 예측모드 중 하나를 사용한 인트라예측을 위하여 앞서 설명한 방법으로 참조샘플들을 생성하고 인트라예측을 수행한다.
블록 단위로 예측을 수행하는 특성상 예측이 수행될 현재블록의 참조샘플에 해당하는 샘플이 아직 복원되지 않아 존재하지 않을 수 있다. 또한, CTU의 경계 또는, 픽처의 경계에 있는 블록인 경우 참조샘플이 존재하지 않는 등 여러 이유로 인해 참조샘플이 존재하지 않을 수 있다. 이때, 존재하지 않는 참조 샘플의 경우 인접한 참조샘플의 값을 그대로 가져와서 해당 참조샘플로서 사용될 수 있다.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정한다. 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 참조샘플과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
도 7의 (a)는 현재 블록의 참조 샘플들을 상단 참조 라인과 좌측 참조 라인으로 그룹화한 것을 도시한 도면이고 도 7의 (b)는 인트라예측 방향에 따른 참조샘플 그룹의 사용을 도시한 도면이다.
본 실시예에서는 도 7과 같이 참조할 위치의 샘플들을 둘 이상의 그룹으로 나누고 하나의 그룹 또는 둘 이상의 그룹을 사용하여 인트라예측이 수행되는 경우, 특정 참조샘플 그룹을 사용한 인트라예측이 불가능한 경우 다른 참조샘플 그룹의 하나 이상의 참조샘플을 이용하여 인트라예측을 수행하는 기술을 개시한다.
인트라 예측부(122)는 인트라 예측모드가 지시하는 고유의 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 샘플 위치에 사용가능 참조샘플의 존재 여부에 따라 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 인트라예측의 수행방향을 결정한다.
여기서, 제1 예측방향은 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중에서 제1 참조샘플 그룹을 참조하는 것으로 가정하여 설명하나 제1 예측방향이 제2 참조샘플 그룹을 참조하는 경우 및 제1 참조샘플 그룹과 제2 참조샘플 그룹을 모두 참조하는 경우에도 적용 가능하다.
또한, 제2 예측방향은 제1 예측방향의 반대방향일 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않고 각 인트라 예측모드에 해당하는 제1 방향마다 지정된 기설정 방향 혹은 기설정 방식으로 계산된 방향일 수도 있다.
제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조샘플이 모두 존재하는 경우에는 해당 인트라 예측모드에 대한 제2 예측방향이 고려되지 않는다. 제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조가능 샘플이 적어도 일부 존재하지 않는 경우 해당 인트라 예측모드에 대한 제2 예측방향을 고려하여 제1 예측방향 및 제2 예측방향 중에서 하나가 해당 인트라 예측의 수행방향으로 결정된다.
제2 예측방향이 선택되는 경우는 제2 참조샘플 그룹이 다음의 네가지에 해당하는 경우를 포함한다.
(1) 참조할 위치에 샘플이 모두 존재하는 그룹
(2) 가장 많은 수의 참조 샘플이 존재하는 그룹
(3) 참조 샘플이 존재하는 비율이 가장 큰 그룹
(4) 픽처 또는 슬라이스의 경계를 포함하지 않는 그룹
제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조샘플이 적어도 일부가 존재하지 않고 제2 예측방향으로 참조할 위치에 참조샘플이 모두 존재하는 경우 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 방향으로 현재블록에 대한 인트라예측이 수행될 수 있다.
또한, 제1 예측방향으로 참조할 위치에 사용가능 참조샘플의 수보다 제2 예측방향으로 참조할 위치에 사용가능 참조샘플의 수가 더 클 경우, 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 방향으로 현재블록에 대한 인트라예측이 수행될 수 있다.
또한, 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조가능 참조샘플의 비중보다 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향으로 참조할 위치에 참조가능 참조샘플의 비중이 더 큰 경우, 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 현재블록에 대한 인트라예측이 수행된다.
도 8은 제1 참조샘플 그룹 중 일부가 참조 가능하지 않고 제2 참조샘플 그룹 전부가 참조 가능한 경우를 도시한 도면이다.
도 8에서, 제1 예측방향이 모드번호 66번에 해당하고 제2 예측방향이 모드번호 2번에 해당하는 경우, 제1 참조샘플 그룹 중에서 반 정도는 현재블록에 대한 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능하지 않으며 제2 참조샘플 그룹은 전부 현재블록에 대한 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능하다. 따라서, 이 경우 인트라 예측부(122)는 제2 예측방향으로 현재블록의 인트라예측의 수행방향을 결정하여 현재블록의 인트라예측을 수행한다.
도 9는 제1 참조샘플 그룹 중 일부 및 제2 참조샘플 그룹 중 일부가 참조 가능하지 않은 경우를 도시한 도면이다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제1 예측방향이 모드번호 66번에 해당하고 제2 예측방향이 모드번호 2번에 해당하는 경우, 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중보다 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중이 더 크므로 현재블록에 대한 제2 예측방향의 인트라예측이 수행된다. 참고로, 도 9에서 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중은 1/2이고 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중은 약 14/18이다.
또한, 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수보다 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수가 더 크므로 현재블록에 대한 제2 예측방향의 인트라예측이 수행된다. 참고로, 도 9에서 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수는 9이고 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수는 14이다.
도 9에서, 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라예측에 참조가능하지 않은 참조샘플의 값은 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이 다른 참조샘플의 값을 이용하여 결정된다.
만일, 인트라 예측부(122)는 현재 인트라 예측모드가 66번 모드이면 상단의 제1 참조샘플 그룹만을 사용하여 예측을 수행하지만, 현재 블록이 CTU의 최상단에 위치해 있는 경우 제1 참조샘플 그룹은 사용 가능하지 않기 때문에 제2 참조샘플 그룹이 이용가능한 경우 제2 예측방향으로 예측을 수행한다.
또한, 인트라 예측부(122)는 현재 블록이 CTU의 경계, 픽처의 경계 또는 슬라이스의 경계에 위치해 있는 경우 제1 예측방향과 제2 예측방향으로의 예측을 고려하여 인트라예측의 수행방향을 결정한다.
도 10은 현재블록을 분할하여 분할된 영역별로 참조샘플을 선택하는 경우를 예시한 도면이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제1 참조샘플 그룹 중 일부가 제1 예측방향의 인트라예측에 참조 불가능한 경우, 현재블록은 제1 참조샘플 그룹 중 참조가능한 샘플에 대응하는 영역(이하 '제1 영역')과 제1 참조샘플 그룹 중 참조 불가능한 샘플에 대응하는 영역(이하 '제2 영역')으로 나뉜다. 또한, 제2 영역의 경우도 제2 예측방향으로 인트라예측에 참조가능한 제2 참조샘플 그룹 샘플이 존재하는 제3 영역, 제2 예측방향으로 인트라예측에 참조가능한 제2 참조샘플 그룹 샘플이 존재하지 않는 제4 영역으로 다시 나뉜다.
이때, 제1 영역 및 제4 영역은 제1 예측방향으로 인트라예측이 수행되고 제3 영역은 제2 예측방향으로 인트라예측이 수행된다. 한편, 제4 영역에 대하여 제1 예측방향으로 인트라예측이 수행되기 전에 제4 영역의 제1 예측방향의 인트라예측에 대응하는 제1 참조샘플 그룹의 참조샘플의 값은 다른 참조샘플의 값을 이용하여 결정된다.
복수의 영역의 경계는 제1 예측방향과 나란하게 형성된다.
도 10과 관련하여 구체적 예를 들면, 현재 블록의 인트라 예측모드가 66번인 경우, 제1 참조샘플 그룹의 일부 및 제2 참조샘플 그룹의 일부가 존재하지 않으면 예측모드 66은 사용 가능하지 않는 참조샘플의 존재로 인하여 현재블록이 여러 영역으로 분할될 수 있다.
도 10에서, 영역 a에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹에 존재하지 않고 예측에 사용가능한 참조샘플이 제2 참조샘플 그룹에 존재하므로, 인트라 예측부(122)는 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 영역 a에 존재하는 화소들에 대한 예측을 수행한다.
영역 b에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹 및 제2 참조샘플 그룹의 해당하는 위치에 모두 존재하지 않으므로, 인트라 예측부(122)는 도 4 및 도 5에서와 같이 인접한 다른 참조샘플을 이용하여 결정된 참조샘플 값을 제1 참조샘플 그룹의 해당하는 위치에 채우고 결정된 참조샘플 값을 이용하여 제1 예측방향으로 영역 b에 존재하는 화소들에 대한 예측을 수행한다.
영역 c에 존재하는 화소들과 관련하여 제1 예측방향으로 제1 참조샘플 그룹에서 참조 가능하므로, 인트라 예측부(122)는 제1 참조샘플 그룹의 참조샘플 값을 이용하여 제1 예측방향으로 영역 c에 존재하는 화소들에 대한 예측을 수행한다.
영역 d에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹에 존재하지 않고 예측에 사용가능한 참조샘플이 제2 참조샘플 그룹에 존재하므로, 인트라 예측부(122)는 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 예측을 수행한다.
영역 d에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹에 존재하지 않고 예측에 사용가능한 참조샘플이 제2 참조샘플 그룹에 존재하므로, 인트라 예측부(122)는 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 예측을 수행한다.
인트라 예측부(122)는 인트라 예측모드가 지시하는 제1 예측방향에 대하여 참조가능한 참조샘플의 존재 여부에 기초하여 제2 예측방향도 고려할지 여부에 대한 ARS 플래그를 인트라예측 관련정보로서 생성하여 영상 복호화 장치로 전송할 수 있다.
예를 들어, ARS 플래그가 0이면 인트라예측은 제2 예측방향에 대한 고려 없이 인트라 예측모드가 지시하는 제1 예측방향으로 예측이 수행된다. 또한 ARS 플래그가 1이면 제2 예측방향을 고려하여 선택적으로 제1 예측방향 또는 제2 예측방향으로 현재블록에 대한 인트라 예측이 수행된다.
만일, ARS 플래그가 1인 경우, 제2 예측방향을 고려하여 현재블록에 대한 인트라 예측이 수행됨에 있어서 추가정보가 인트라예측 관련정보에 포함될 수도 있다. 다시 말해서, 추가정보는 제1 참조샘플 그룹 및 제2 참조샘플 그룹의 사용가능 여부에 따라 복수의 영역으로 나눠서 제1 예측방향 또는 제2 예측방향으로 예측을 수행할 것인지 여부를 지시한다.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 통해 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)의 동작에 관한 상세한 사항은 본 실시예의 요지를 벗어나므로 상세한 설명은 생략한다.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.
변환부(140)는 잔차 블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수 있다. 잔차 블록의 2차원 크기를 변환을 수행하기 위한 블록 크기인 변환 단위(Transform Unit, 이하 'TU')로 사용할 수 있다. 또는, 잔차 블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 각 서브블록을 TU로 사용하여 해당 서브블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수도 있다.
변환부(140)는 잔차 블록을 하나 이상의 서브블록들로 나누고, 변환을 하나 이상의 서브블록들에 적용하여, 변환 블록들의 잔차 값들을 픽셀 도메인에서 주파수 도메인으로 변환한다. 주파수 도메인에서, 변환된 블록들은 하나 이상의 변환 계수 값들을 포함하는 계수블록(coefficient block)들 또는 변환 블록(transform block)이라고 지칭된다. 변환에는 2차원 변환 커널(kernel)이 사용될 수 있으며, 수평 방향 변환과 수직 방향 방향에 각각 1차원 변환 커널이 사용될 수도 있다. 변환 커널은 이산 코사인 변환(DCT), 이산 사인 변환(DST) 등에 기반할 수 있다. 변환 커널은 변환 매트릭스로 칭할 수도 있다.
변환부(140)는 잔차 블록 또는 변환 단위에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 커널 또는 변환 매트릭스가 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 커널의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 커널 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차 블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 커널 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 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. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 계수들의 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 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 예측모드에 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 인트라예측 관련정보(예컨대, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 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 샘플들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 샘플로서 사용된다.
루프(loop) 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 샘플들에 대한 필터링을 수행한다. 루프 필터부(180)는 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(182)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 샘플과 원본 샘플 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터로서, 각 복원된 샘플들에 그에 대응하는 오프셋에 가산되는 방식으로 수행된다. ALF(186)는 필터링을 수행할 대상 샘플 및 그 대상 샘플의 주변샘플들에 필터 계수들을 적용하여 대상 샘플에 대한 필터링을 수행한다. ALF(186)는 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
루프 필터부(180)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 11은 본 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 11을 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 복호화 장치(1100)는 엔트로피 복호화부(1110), 재정렬부(1115), 역양자화부(1120), 역변환부(1130), 예측부(1140), 가산기(1150), 루프 필터부(1160) 및 메모리(1170)를 포함하여 구성될 수 있다.
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(1110)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(1110)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(1110)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(1110)는 현재블록의 인트라예측 관련정보(예컨대, 인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소(element)를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(1110)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.
또한, 엔트로피 복호화부(1110)는 양자화와 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.
재정렬부(1115)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(1110)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.
역양자화부(1120)는 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(1120)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(1120)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(1130)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 복원된 잔차블록을 생성한다. 또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(1130)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 커널 또는 변환 매트릭스를 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.
예측부(1140)는 인트라 예측부(1142) 및 인터 예측부(1144)를 포함할 수 있다.
인트라 예측부(1142)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(1144)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.
인트라 예측부(1142)는 엔트로피 복호화부(1110)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 결정된 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 샘플들을 이용하여 현재블록을 예측한다.
인트라 예측부(1142)는 예측에 사용할 참조 샘플을 구비하기 위하여, 참조할 위치에 대해 참조가능한 샘플이 존재하는지 여부를 확인한다. 이때 만일 참조할 위치에 대해 참조가능한 샘플이 존재하지 않는다고 판단되는 경우, 인트라 예측부(1142)는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치 사이에 약속된 소정의 방법에 따라 해당 위치에 샘플값을 채워넣은 후 필터를 적용하여 참조샘플을 만든다.
여기서, 필터를 적용하기 전의 참조 샘플 refUnfilt[x][y]은 표 1의 과정으로 생성될 수 있다. 여기서, refIdx는 참조 라인의 인덱스를, refW와 refH는 각각 참조 영역의 너비와 높이를 나타낸다.
표 1의 1)의 과정 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 인트라 예측부(1142)는 예측을 위한 참조 샘플이 사용가능한지 여부 판단을 위하여 현재블록의 좌측의 최하단 참조샘플로부터 현재블록의 상단의 최우측 참조샘플까지 시계방향으로 탐색한다.
인트라 예측부(1142)는 모든 참조샘플 위치에서 참조 샘플이 사용가능하지 않다면 인트라 예측부(1142)는 샘플값이 가질 수 있는 값의 최대값의 절반 값을 반올림하여 참조샘플값으로서 채워 넣는다. 즉, 인트라 예측부(1142)는 예컨대 참조샘플 값이 8bit 깊이(depth)를 갖는다면 128을, 10bit 깊이라면 512로 참조샘플값으로서 채워 넣는다.
도 4 및 도 5에 도시하듯이, 인트라 예측부(1142)는 일부의 참조샘플 위치에서 참조샘플이 사용가능하지 않다면 사용가능하지 않은 위치의 참조샘플을 표 1의 (a) ~ (c)의 방법으로 생성한다.
도 4에서와 같이, 인트라 예측부(1142)는 좌측 최하단 위치의 참조샘플이 사용가능하지 않을 경우 도 3의 탐색 순서상 가장 처음 나오는 사용 가능한 참조샘플을 복사하여 좌측 최하단 위치의 참조샘플 값으로서 채워 넣는다.
좌측 최하단 위치 이외의 참조샘플이 사용가능하지 않다면, 인트라 예측부(1142)는 도 5와 같이 탐색방향에서 바로 이전의 사용가능한 참조샘플 값을 복사하여 사용가능하지 않은 참조 샘플 값으로서 채워 넣는다.
이와 같은 방법으로 인트라 예측부(1142)는 현재블록의 상단 및 좌측의 참조샘플을 모두 만든 후 필터를 적용시켜 최종 참조 샘플 p[x][y]를 만들 수 있다.
최종 참조 샘플 p[x][y]의 생성 방법은 표 2와 같다.
도 6에서 보는 바와 같이, 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 복수의 인트라 예측모드는 Planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 참조샘플과 연산식이 다르게 정의된다.
인트라 예측부(1142)는 인트라 예측모드 중 하나를 사용한 인트라예측을 위하여 앞서 설명한 방법으로 참조샘플들을 생성하고 인트라예측을 수행한다.
블록 단위로 예측을 수행하는 특성상 예측이 수행될 현재블록의 참조샘플에 해당하는 샘플이 아직 복원되지 않아 존재하지 않을 수 있다. 또한, CTU의 경계 또는, 픽처의 경계에 있는 블록인 경우 참조샘플이 존재하지 않는 등 여러 이유로 인해 참조샘플이 존재하지 않을 수 있다. 이때, 존재하지 않는 참조 샘플의 경우 인접한 참조샘플의 값을 그대로 가져와서 해당 참조샘플로서 사용될 수 있다.
인트라 예측부(1142)는 복호화된 인트라예측 관련정보를 기반으로 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 복원하고, 복원된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 참조샘플과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다.
인트라 예측부(1142)는 도 7과 같이 참조할 위치의 샘플들을 둘 이상의 그룹으로 나누고 하나의 그룹 또는 둘 이상의 그룹을 사용하여 인트라예측을 수행한다. 이때, 특정 참조샘플 그룹을 사용한 인트라예측이 불가능한 경우, 인트라 예측부(122)는 다른 참조샘플 그룹의 하나 이상의 참조샘플을 이용하여 인트라예측을 수행한다.
인트라 예측부(1142)는 인트라 예측모드가 지시하는 고유의 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 샘플위치에 사용가능 참조샘플의 존재 여부에 따라 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 인트라예측의 수행방향을 결정한다.
여기서, 제1 예측방향은 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중에서 제1 참조샘플 그룹을 참조하는 것으로 가정하여 설명하나 제1 예측방향이 제2 참조샘플 그룹을 참조하는 경우 및 제1 참조샘플 그룹과 제2 참조샘플 그룹을 모두 참조하는 경우에도 적용 가능하다.
또한, 제2 예측방향은 제1 예측방향의 반대방향일 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않고 각 인트라 예측모드에 해당하는 제1 방향마다 지정된 기설정 방향 혹은 기설정 방식으로 계산된 방향일 수도 있다.
제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조샘플이 모두 존재하는 경우에는 해당 인트라 예측모드에 대한 제2 예측방향이 고려되지 않는다. 제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조가능 샘플이 적어도 일부 존재하지 않는 경우 해당 인트라 예측모드에 대한 제2 예측방향을 고려하여 제1 예측방향 및 제2 예측방향 중에서 하나가 해당 인트라 예측의 수행방향으로 결정된다.
제2 예측방향이 선택되는 경우는 제2 참조샘플 그룹이 다음의 네가지에 해당하는 경우를 포함한다.
(1) 참조할 위치에 샘플이 모두 존재하는 그룹
(2) 가장 많은 수의 참조 샘플이 존재하는 그룹
(3) 참조 샘플이 존재하는 비율이 가장 큰 그룹
(4) 픽처 또는 슬라이스의 경계를 포함하지 않는 그룹
제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조샘플이 적어도 일부가 존재하지 않고 제2 예측방향으로 참조할 위치에 참조샘플이 모두 존재하는 경우 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 방향으로 현재블록에 대한 인트라예측이 수행될 수 있다.
또한, 제1 예측방향으로 참조할 위치에 사용가능 참조샘플의 수보다 제2 예측방향으로 참조할 위치에 사용가능 참조샘플의 수가 더 클 경우, 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 방향으로 현재블록에 대한 인트라예측이 수행될 수 있다.
또한, 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향으로 참조할 위치에 참조가능 참조샘플의 비중보다 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향으로 참조할 위치에 참조가능 참조샘플의 비중이 더 큰 경우, 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 현재블록에 대한 인트라예측이 수행된다.
도 8에서, 제1 예측방향이 모드번호 66번에 해당하고 제2 예측방향이 모드번호 2번에 해당하는 경우, 제1 참조샘플 그룹 중에서 반 정도는 현재블록에 대한 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능하지 않으며 제2 참조샘플 그룹은 전부 현재블록에 대한 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능하다. 따라서, 이 경우 인트라 예측부(1142)는 제2 예측방향으로 현재블록의 인트라예측의 수행방향을 결정하여 현재블록의 인트라예측을 수행한다.
인트라 예측부(1142)는 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 예측방향이 모드번호 66번에 해당하고 제2 예측방향이 모드번호 2번에 해당하는 경우, 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중보다 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중이 더 크므로 현재블록에 대한 제2 예측방향의 인트라예측을 수행한다. 참고로, 도 9에서 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중은 1/2이고 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중은 약 14/18이다.
또한, 인트라 예측부(1142)는 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수보다 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수가 더 크므로 현재블록에 대한 제2 예측방향의 인트라예측을 수행한다. 참고로, 도 9에서 제1 참조샘플 그룹 중에서 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수는 9이고 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수는 14이다.
도 9에서, 제2 참조샘플 그룹 중에서 제2 예측방향의 인트라예측에 참조가능하지 않은 참조샘플의 값은 도 4 및 도 5에서 설명한 바와 같이 다른 참조샘플의 값을 이용하여 결정된다.
현재 인트라 예측모드가 66번 모드이면 인트라 예측부(1142)는 상단의 제1 참조샘플 그룹만을 사용하여 예측을 수행하지만, 현재 블록이 CTU의 최상단에 위치해 있는 경우 제1 참조샘플 그룹은 사용 가능하지 않기 때문에 제2 참조샘플 그룹이 이용가능한 경우 제2 예측방향으로 예측을 수행한다.
또한, 인트라 예측부(1142)는 현재 블록이 CTU의 경계, 픽처의 경계 또는 슬라이스의 경계에 위치해 있는 경우 제1 예측방향과 제2 예측방향으로의 예측을 고려하여 인트라예측의 수행방향을 결정한다. 다시 말해서 현재 블록이 CTU의 경계, 픽처의 경계 또는 슬라이스의 경계에 위치하는 경우에는 인접한 CTU, 인접한 픽처 또는 인접한 슬라이스의 참조샘플 그룹을 사용하여 현재블록의 인트라예측을 수행하는 것이 불가능할 수 있기 때문이다.
도 10에 도시한 바와 같이, 제1 참조샘플 그룹 중 일부가 제1 예측방향의 인트라예측에 참조 불가능한 경우, 현재블록은 제1 참조샘플 그룹 중 참조가능한 샘플에 대응하는 영역(이하 '제1 영역')과 제1 참조샘플 그룹 중 참조 불가능한 샘플에 대응하는 영역(이하 '제2 영역')으로 나뉜다. 또한, 제2 영역의 경우도 제2 예측방향으로 인트라예측에 참조가능한 제2 참조샘플 그룹 샘플이 존재하는 제3 영역, 제2 예측방향으로 인트라예측에 참조가능한 제2 참조샘플 그룹 샘플이 존재하지 않는 제4 영역으로 다시 나뉜다.
이때, 인트라 예측부(1142)는 제1 영역 및 제4 영역은 제1 예측방향으로 인트라예측이 수행되고 제3 영역은 제2 예측방향으로 인트라예측을 수행한다. 한편, 제4 영역에 대하여 제1 예측방향으로 인트라예측이 수행되기 전에 제4 영역의 제1 예측방향의 인트라예측에 대응하는 제1 참조샘플 그룹의 참조샘플의 값은 다른 참조샘플의 값을 이용하여 결정된다.
복수의 영역의 경계는 제1 예측방향과 나란하게 형성된다.
도 10과 관련하여 구체적 예를 들면, 현재 블록의 인트라 예측모드가 66번인 경우, 제1 참조샘플 그룹의 일부 및 제2 참조샘플 그룹의 일부가 존재하지 않으면 예측모드 66은 사용 가능하지 않는 참조샘플의 존재로 인하여 현재블록이 여러 영역으로 분할될 수 있다.
도 10에서, 영역 a에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹에 존재하지 않고 예측에 사용가능한 참조샘플이 제2 참조샘플 그룹에 존재하므로, 인트라 예측부(1142)는 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 영역 a에 존재하는 화소들에 대한 예측을 수행한다.
영역 b에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹 및 제2 참조샘플 그룹의 해당하는 위치에 모두 존재하지 않으므로, 인트라 예측부(1142)는 도 4 및 도 5에서와 같이 인접한 다른 참조샘플을 이용하여 결정된 참조샘플 값을 제1 참조샘플 그룹의 해당하는 위치에 채우고 결정된 참조샘플 값을 이용하여 제1 예측방향으로 영역 b에 존재하는 화소들에 대한 예측을 수행한다.
영역 c에 존재하는 화소들과 관련하여 제1 예측방향으로 제1 참조샘플 그룹에서 참조 가능하므로, 인트라 예측부(1142)는 제1 참조샘플 그룹의 참조샘플 값을 이용하여 제1 예측방향으로 영역 c에 존재하는 화소들에 대한 예측을 수행한다.
영역 d에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹에 존재하지 않고 예측에 사용가능한 참조샘플이 제2 참조샘플 그룹에 존재하므로, 인트라 예측부(1142)는 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 예측을 수행한다.
영역 d에 존재하는 화소들과 관련하여 예측에 사용가능한 참조샘플이 제1 참조샘플 그룹에 존재하지 않고 예측에 사용가능한 참조샘플이 제2 참조샘플 그룹에 존재하므로, 인트라 예측부(1142)는 제2 참조샘플 그룹을 이용하여 제2 예측방향으로 예측을 수행한다.
인트라 예측부(1142)는 인트라 예측모드가 지시하는 제1 예측방향에 대하여 참조가능한 참조샘플의 존재 여부에 기초하여 제2 예측방향도 고려할지 여부를 지시하는 ARS 플래그를 복호화된 인트라예측 관련정보로부터 추출할 수 있다.
예를 들어, ARS 플래그가 0이면 인트라 예측부(1142)는 제2 예측방향에 대한 고려 없이 인트라 예측모드가 지시하는 제1 예측방향으로 인트라예측을 수행한다. 또한 인트라 예측부(1142)는 ARS 플래그가 1이면 제2 예측방향을 고려하여 선택적으로 제1 예측방향 또는 제2 예측방향으로 현재블록에 대한 인트라 예측을 수행한다.
만일, ARS 플래그가 1인 경우, 제2 예측방향을 고려하여 현재블록에 대한 인트라 예측을 수행함에 있어서 추가정보가 인트라예측 관련정보에 포함될 수도 있다. 다시 말해서, 추가정보는 제1 참조샘플 그룹 및 제2 참조샘플 그룹의 사용가능 여부에 따라 복수의 영역으로 나눠서 제1 예측방향 또는 제2 예측방향으로 예측을 수행할 것인지 여부를 지시한다.
인터 예측부(1144)는 엔트로피 복호화부(1110)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.
인터 예측부(1144)는, 현재블록의 움직임벡터의 값에 따라 보간 필터링을 수행할 수도 있다. 즉, 움직임벡터의 소수 부분이 0이 아닌 경우, 인터 예측부(1144)는 그 소수 부분에 의해 지시되는 서브샘플들을 보간을 통해 생성한다. 움직임벡터의 수평 성분(x 성분)의 소수 부분이 0이 아닌 경우 수평 방향으로 보간이 수행되고, 움직임벡터의 수직 성분(y 성분)의 소수 부분이 0이 아닌 경우 수직 방향으로 보간이 수행된다.
가산기(1150)는 역변환부(1130)로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부(1144) 또는 인트라 예측부(1142)로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 샘플들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조샘플로서 활용된다.
루프 필터부(1160)는 디블록킹 필터(1162), SAO 필터(1164) 및 ALF(1166) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(1162)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다.
SAO 필터(1164)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 샘플과 원본 샘플 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 그에 대응하는 오프셋에 가산되는 방식으로 필터링을 수행한다.
ALF(1166)는 필터링을 수행할 대상 샘플 및 그 대상 샘플의 주변샘플들에 필터 계수들을 적용하여 대상 샘플에 대한 필터링을 수행한다. ALF(1166)는 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF(1166)의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호화한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다.
루프 필터부(1160)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(1170)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.
도 12는 본 실시예에 따른 영상 부호화 방법에 대한 예시적인 흐름도이다.
영상 부호화 장치(100)의 인트라 예측부(122)는 현재블록의 인트라 예측모드를 결정한다(S1210).
인트라 예측부(122)는 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 인트라예측의 수행방향을 결정한다(S1220).
인트라 예측부(122)는 인트라예측의 수행방향에 따라 인트라예측을 실행하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1230).
감산기(130)는 현재블록에서 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다(S1240).
변환부(140)는 잔차블록을 변환하고 양자화부(145)는 변환된 잔차블록을 양자화한다(S1250).
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행하며, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화된 잔차값과 선택된 인트라 예측모드를 포함하는 인트라예측 관련정보를 엔트로피 부호화한다(S1260).
S1210 내지 S1260의 과정은 영상 부호화 장치(100)의 설명에서 상술하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
도 13은 본 실시예에 따른 영상 복호화 방법에 대한 예시적인 흐름도이다.
영상 복호화 장치(1100)의 엔트로피 복호화부(1110)는 비트스트림으로부터 현재블록의 인트라 예측모드를 포함하는 인트라예측 관련정보를 복호화한다(S1310).
엔트로피 복호화부(1110)는 비트스트림으로부터 변환 정보를 복호화하고, 변환 정보에 근거하여 직사각 또는 정사각 형태의 변환 단위들을 결정하고, 각각의 변환 단위들에 해당하는 변환계수들을 복호화하여 변환계수블록들을 생성한다(S1320).
역양자화부(1120)는 각 변환계수블록들을 역양자화하고, 역변환부(1130)는 역양자화된 변환계수블록들을 역변환하여 잔차 블록을 생성한다(S1330).
인트라 예측부(1142)는 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 인트라예측의 수행방향을 결정하고 인트라 예측모드를 이용하여 수행방향에 따라 인트라예측을 수행하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1340).
가산기(1150)는 예측블록과 잔차블록을 가산하여 현재블록을 복원한다(S1350).
S1310 내지 S1350의 과정은 영상 복호화 장치(1100)의 설명에서 상술하였으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
한편, 본 개시에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다.
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.
100: 영상 부호화 장치 110: 블록 분할부
120: 예측부 122: 인트라 예측부
124: 인터 예측부 130: 감산기
140: 변환부 145: 양자화부
150: 재정렬부 155: 엔트로피 부호화부
160: 역양자화부 165: 역변환부
170: 가산기 180: 루프 필터부
182: 디블록킹 필터 184: SAO
186: ALF 190: 메모리
1100: 영상 복호화 장치 1110: 엔트로피 복호화부
1115: 재정렬부 1120: 역양자화부
1130: 역변환부 1140: 예측부
1142: 인트라 예측부 1144: 인터 예측부
1150: 가산기 1160: 루프 필터부
1162: 디블록킹 필터 1164: SAO
1166: ALF 1170: 메모리

Claims (19)

  1. 인트라예측을 이용하여 현재블록을 복호화하는 영상 복호화 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 상기 현재블록의 인트라 예측모드를 포함하는 관련정보를 복호화하는 과정;
    상기 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 상기 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 과정;
    상기 수행방향에 따라 상기 인트라예측을 실행하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정;
    상기 비트스트림으로부터 상기 현재블록의 잔차블록을 복원하는 과정; 및
    상기 예측블록과 상기 잔차블록을 가산하여 상기 현재블록을 복원하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재블록의 위치에 따라 상기 제1 예측방향으로 참조할 위치의 참조샘플의 존재 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 예측방향이 상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 어느 하나의 참조샘플 그룹을 이용한 예측방향과 관련되고 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 적어도 일부가 참조 가능하지 않은 경우, 상기 제1 참조샘플 그룹 및 상기 제2 참조샘플 그룹 중 다른 하나의 참조샘플 그룹을 이용하여 상기 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 어느 하나의 참조샘플 그룹과 관련하여, 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 상기 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중과 상기 제1 참조샘플 그룹 및 상기 제2 참조샘플 그룹 중 다른 하나의 참조샘플 그룹 중에서 상기 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중과의 비교결과에 따라 상기 제2 예측방향으로 상기 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 다른 하나의 참조샘플 그룹 중에서 상기 제2 예측방향의 인트라예측에 참조가능하지 않은 참조샘플의 값은 다른 참조샘플의 값을 이용하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 어느 하나의 참조샘플 그룹과 관련하여, 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 상기 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수와 상기 제1 참조샘플 그룹 및 상기 제2 참조샘플 그룹 중 다른 하나의 참조샘플 그룹 중에서 상기 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수와의 비교결과에 따라 상기 현재블록에 대한 상기 제2 예측방향의 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 상기 제1 예측방향의 예측에 필요한 어느 하나의 참조샘플 그룹과 관련하여, 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 일부가 상기 제1 예측방향의 인트라예측에 참조 불가능한지 여부에 따라 상기 현재블록을 복수의 영역으로 나누고 상기 영역별로 상기 제1 예측방향 및 상기 제2 예측방향 중에서 어느 방향으로 인트라예측을 수행될지 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 영역의 경계는 상기 제1 예측방향과 나란한 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 예측방향에 대하여 참조가능한 참조샘플 및 상기 제2 예측방향에 대하여 참조가능한 참조샘플이 모두 존재하지 않는 영역의 경우, 상기 제1 예측방향으로 상기 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 관련정보에는 ARS 플래그가 포함되며, 상기 ARS 플래그는 상기 참조가능한 참조샘플의 존재 여부에 기초하여 상기 제2 예측방향을 결정하는 동작이 수행되도록 지시하는 정보인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 현재블록이 CTU의 경계, 픽처의 경계 및 슬라이스의 경계 중 적어도 하나에 위치해 있는 경우 상기 제1 예측방향과 상기 제2 예측방향을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  12. 인트라예측을 이용하여 현재블록을 부호화하는 영상 부호화 방법에 있어서,
    상기 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하는 과정;
    상기 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 상기 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 과정;
    상기 수행방향에 따라 상기 인트라예측을 실행하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정;
    상기 현재블록에서 상기 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성하는 과정; 및
    상기 인트라 예측모드와 관련된 정보 및 상기 잔차블록을 부호화하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 예측방향이 상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 어느 하나의 참조샘플 그룹을 이용한 예측방향과 관련되고 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 적어도 일부가 참조 가능하지 않은 경우, 상기 제1 참조샘플 그룹 및 상기 제2 참조샘플 그룹 중 다른 하나의 참조샘플 그룹을 이용하여 상기 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 어느 하나의 참조샘플 그룹과 관련하여, 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 상기 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중과 상기 제1 참조샘플 그룹 및 상기 제2 참조샘플 그룹 중 다른 하나의 참조샘플 그룹 중에서 상기 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 비중과의 비교결과에 따라 상기 제2 예측방향으로 상기 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 어느 하나의 참조샘플 그룹과 관련하여, 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 상기 제1 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수와 상기 제1 참조샘플 그룹 및 상기 제2 참조샘플 그룹 중 다른 하나의 참조샘플 그룹 중에서 상기 제2 예측방향의 인트라 예측에 참조가능한 참조샘플의 수와의 비교결과에 따라 상기 현재블록에 대한 상기 제2 예측방향의 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 현재블록의 상단의 참조샘플 그룹(이하, '제1 참조샘플 그룹') 및 상기 현재블록의 좌측의 참조샘플 그룹(이하, '제2 참조샘플 그룹') 중 상기 제1 예측방향의 예측에 필요한 어느 하나의 참조샘플 그룹과 관련하여, 상기 어느 하나의 참조샘플 그룹 중 일부가 상기 제1 예측방향의 인트라예측에 참조 불가능한지 여부에 따라 상기 현재블록을 복수의 영역으로 나누고 상기 영역별로 상기 제1 예측방향 및 상기 제2 예측방향 중에서 어느 방향으로 인트라예측을 수행될지 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 영역의 경계는 상기 제1 예측방향과 나란한 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 예측방향에 대하여 참조가능한 참조샘플 및 상기 제2 예측방향에 대하여 참조가능한 참조샘플이 모두 존재하지 않는 영역의 경우, 상기 제1 예측방향으로 상기 인트라예측이 수행되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  19. 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장하는, 디코더에서 판독가능한 기록매체에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은,
    인트라예측을 이용하여 현재블록을 부호화하는 영상 부호화 방법에 있어서,
    상기 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하는 과정;
    상기 인트라 예측모드가 지시하는 예측방향(이하, '제1 예측방향')으로 참조할 위치에 참조샘플의 존재 여부에 따라 상기 제1 예측방향과 상이한 예측방향(이하, '제2 예측방향')을 고려하여 상기 인트라예측의 수행방향을 결정하는 과정;
    상기 수행방향에 따라 상기 인트라예측을 실행하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 과정;
    상기 현재블록에서 상기 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성하는 과정; 및
    상기 인트라 예측모드와 관련된 정보 및 상기 잔차블록을 부호화하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.
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