KR20220121747A - 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 상기 부호화 방법에 의해 생성된 데이터 스트림을 저장하는 기록 매체 - Google Patents

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Abstract

본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 역변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 잔차 계수에 대한 정보를 파싱하는 단계, 상기 정보를 역이진화하여, 상기 잔차 계수를 복원하는 단계, 및 상기 잔차 계수에 대해 선택적으로 상기 역변환을 적용하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 역이진화는, 상기 잔차 계수에 대한 라이스 파라미터를 기초로 수행되고, 상기 라이스 파라미터는, 참조 잔차 계수들의 절대값 합을 기초로 유도되는 제1 변수를 기초로 유도될 수 있다.

Description

비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 상기 부호화 방법에 의해 생성된 데이터 스트림을 저장하는 기록 매체{A METHOD OF ENCODING/DCODING A VIDEO SIGNAL AND A RECODING MEDIUM STROING DATA STREAM GENERATED BY THE ENCODING METHOD}
본 개시는 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 개시는 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 잔차 계수의 효율적으로 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 잔차 계수의 이진화를 위한 라이스 파라미터를 적응적으로 선택할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법은, 현재 블록에 역변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 잔차 계수에 대한 정보를 파싱하는 단계, 상기 정보를 역이진화하여, 상기 잔차 계수를 복원하는 단계, 및 상기 잔차 계수에 대해 선택적으로 상기 역변환을 적용하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 역이진화는, 상기 잔차 계수에 대한 라이스 파라미터를 기초로 수행되고, 상기 라이스 파라미터는, 참조 잔차 계수들의 절대값 합을 기초로 유도되는 제1 변수를 기초로 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 부호화 방법은, 현재 블록에 변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계, 상기 변환을 적용 또는 스킵하여, 상기 현재 블록의 잔차 계수를 획득하는 단계, 상기 잔차 계수에 대한 신택스 값을 결정하는 단계, 및 상기 신택스를 이진화하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 이진화는, 상기 잔차 계수에 대한 라이스 파라미터를 기초로 수행되고, 상기 라이스 파라미터는, 참조 잔차 계수들의 절대값 합을 기초로 유도되는 제1 변수를 기초로 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 라이스 파라미터는, 복수개의 구간들 중 상기 제1 변수가 속하는 구간에 매핑되는 시프팅 파라미터를 기초로 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 라이스 파라미터는, 초기 라이스 파라미터에 상기 시프팅 파라미터를 가산하여 유도되고, 상기 초기 라이스 파라미터는, 상기 시프팅 파라미터를 기초로 상기 제1 변수를 스케일링하여 유도된 제2 변수를 기초로 획득될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 구간들의 개수는 복호화기에서 기 정의된 값을 갖고, 상기 기 정의된 값은 5일 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 구간들의 개수는, 상기 현재 블록에 상기 역변환이 스킵되는지 여부에 따라 상이하게 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 복수의 구간들 각각의 범위는, 임계값에 의하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 임계값은, 상기 현재 블록에 상기 역변환이 스킵되는지 여부, 상기 현재 블록의 크기, 상기 현재 블록의 형태 또는 상기 현재 블록의 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 임계값을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 라이스 파라미터는, 초기 라이스 파라미터에 시프팅 파라미터를 가산하여 유도되고, 상기 시프팅 파라미터는 상기 제1 변수를 스케일링하여 획득된 제2 변수를 기초로 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서, 상기 시프팅 파라미터는 상기 제2 변수에 Floor 함수를 적용하여 유도될 수 있다.
본 개시에 따른 비디오 신호 복호화/부호화 방법에 있어서,상기 정보는, 상기 잔차 계수의 절대값과 4와의 차분을 나타내는 제1 신택스 또는 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스일 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 의하면, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 개수에 따라, 잔차 계수의 부호화 방법을 상이하게 설정함으로써, 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 의하면, 라이스 파라미터를 적응적으로 선택하게 함으로써, 잔차 계수에 대한 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 부호화기에서 잔차 계수를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 잔차 계수의 크기 정보의 부호화 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 복호화기에서 잔차 계수를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 잔차 계수의 크기 정보의 복호화 과정을 나타낸 도면이다.
도 7은 RC 방식 하에서 잔차 계수가 부/복호화되는 예를 나타낸 것이다.
도 8은 TSRC 방식 하에서 잔차 계수가 부/복호화되는 예를 나타낸 것이다.
도 9는 라이스 파라미터를 유도하는데 이용되는 참조 잔차 계수들의 위치를 예시한 도면이다.
도 10은 변수 locSumAbs가 속하는 구간에 따라, 라이스 파라미터 cRiceParam가 결정되는 예를 설명하기 위한 것이다.
본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 개시의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 개시의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 개시에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 개시는 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 개시의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 개시의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 개시의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화 장치에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 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, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화 장치에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화 장치와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화 장치의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화 장치에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화 장치에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화 장치에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화 장치에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화 장치에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화 장치에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화 장치에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화 장치로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화 장치의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화 장치에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화 장치에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화 장치로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 개시의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로, 부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛) 또는 예측 블록(또는 예측 유닛) 등을 나타내는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 화소 어레이를 나타낼 수 있다. 별도의 구분이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 예컨대, 후술되는 실시예에서, 부호화 블록(코딩 블록) 및 부호화 유닛(코딩 유닛)은 상호 동등한 의미인 것으로 이해될 수 있다.
영상은 블록 단위로 부호화/복호화될 수 있다. 코딩 블록은 트리 구조에 기반하여 재귀적으로 분할될 수 있다. 일 예로, 쿼드(quad) 트리 분할, 바이너리(binary) 트리 분할 또는 터너리(ternary) 트리 분할 중 적어도 하나에 의해 코딩 블록이 분할될 수 있다.
또한, 코딩 블록을 복수의 예측 블록들 또는 복수의 변환 블록들로 분할할 수 있다.
현재 블록에 대해 예측을 수행한 뒤, 원본 블록과 예측 블록을 차분하여 잔차 블록을 획득할 수 있다. 잔차 블록이 획득되면, 잔차 블록에 변환 또는 양자화 중 적어도 하나를 수행함으로써, 잔차 계수가 획득될 수 있다.
현재 블록에 변환이 적용되는지 여부를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 일 예로, transform_skip_flag가 부호화되어 시그날링될 수 있다. transform_skip_flag가 1인 경우, 현재 블록에 변환이 적용되지 않았음을 나타낸다. 여기서, 변환은 후술할 제1 변환 뿐만 아니라, 제2 변환도 포함될 수 있다. transform_skip_flag가 0인 경우, 현재 블록에 변환이 적용됨을 나타낸다. transform_skip_flag가 0인 경우, 현재 블록에 제1 변환이 필수적으로 적용되는 한편, 제2 변환은 선택적으로 적용될 수 있다.
변환은, DCT에 기반한 변환 커널 또는 DST에 기반한 변환 커널 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 여기서, DCT에 기반한 변환 커널은, DCT-2 또는 DCT-8 중 적어도 하나를 포함하고, DST에 기반한 변환 커널은, DST-7을 포함할 수 있다. 잔차 샘플을 변환한 결과에, 추가 변환을 적용할 수도 있다. DCT 또는 DST 기반의 변환 커널에 의해 수행되는 변환을 제1 변환이라 호칭하고, 제1 변환의 결과에 추가 적용되는 변환을 제2 변환이라 호칭할 수 있다.
변환 계수에 선택적으로 양자화를 적용하고, 이후, 잔차 계수와 관련한 정보를 부호화할 수 있다. 여기서, 잔차 계수는, 변환 또는 양자화의 적용 여부에 따라, 양자화된 변환 계수, 변환 계수 또는 양자화된 잔차 샘플 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 잔차 계수를 잔차(Residual) 신호라 호칭할 수도 있다.
복호화기에서는, 부호화기의 역과정을 통해 잔차 샘플을 복원할 수 있다. 구체적으로, 잔차 계수를 획득한 뒤, 획득된 잔차 계수에 역양자화 및/또는 역변환을 수행하여, 잔차 샘플을 획득할 수 있다. 이때, 역변환은, 제1 변환의 역과정인 제1 역변환 및 제2 변환의 역과정인 제2 역변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
잔차 계수를 부/복호화하기 위해, 다양한 신택스들이 이용될 수 있다. 또한, 상기 잔차 계수에 관한 신택스들은 엔트로피 부호화되어, 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 이때, 현재 블록을 적어도 하나 이상의 서브 블록 들로 분할한 뒤, 서브 블록 단위로 잔차 계수에 대한 엔트로피 부/복호화가 수행될 수도 있다.
이하, 잔차 계수의 부/복호화 과정을 상세히 설명한다.
현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는 경우, 스캔 순서 상 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치를 부호화할 수 있다.
또한, 현재 블록 내 서브 블록 단위로, 서브 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 서브 블록 플래그를 부호화할 수 있다. 서브 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는 경우, 스캔 순서에 따라, 각 잔차 계수에 대한 정보가 추가 부호화될 수 있다.
이때, 마지막 0이 아닌 잔차 계수를 포함하는 서브 블록보다 스캔 순번이 빠른 서브 블록에 대해서는, 서브 블록 플래그의 부호화가 생략될 수 있다. 상기 서브 블록에는, 0이 아닌 잔차 계수가 포함되지 않는 바, 서브 블록 플래그의 값이 0으로 간주될 수 있다.
또한, 마지막 0이 아닌 잔차 계수를 포함하는 서브 블록에 대해서는, 서브 블록 플래그의 부호화를 생략할 수도 있다. 상기 서브 블록에는 0이 아닌 잔차 계수가 반드시 포함되는 바, 서브 블록 플래그의 값이 1로 간주될 수 있다.
다른 예로, 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치 정보의 부호화를 생략할 수 있다. 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치 정보의 부호화가 생략되는 경우, 현재 블록 내 모든 서브 블록들에 대해 서브 블록 플래그가 부호화될 수 있다.
이때, 스캔 순번이 마지막 서브 블록을 제외한 잔여 서브 블록들에 0이 아닌 잔차 계수가 포함되지 않은 것으로 결정되는 경우, 마지막 서브 블록에는 0이 아닌 잔차 계수가 반드시 포함되는 것으로 이해될 수 있다. 이에 따라, 마지막 서브 블록에 대해서는 서브 블록 플래그의 부호화를 생략하고, 그 값이 1인 것으로 간주할 수 있다.
마지막 0이 아닌 계수의 위치 정보가 부호화었는지 여부를 나타내는 정보가 추가 부호화될 수도 있다. 마지막 0이 아닌 계수의 위치 정보가 부호화되는 경우, 상기 정보의 값은 1로 설정될 수 있다. 이 경우, 마지막 0이 아닌 계수가 존재하는 서브 블록부터 서브 블록 플래그가 부호화될 수 있다. 반면, 마지막 0이 아닌 계수의 위치 정보가 부호화되지 않는 경우, 상기 정보의 값은 0으로 설정될 수 있다. 이 경우, 스캔 순서가 첫번째인 서브 블록부터 서브 블록 플래그가 부호화될 수 있다.
현재 블록에 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는 경우, 상기 현재 블록 내 첫번째 서브 블록에 대해서는, 0이 아닌 잔차 계수가 반드시 포함되는 것으로 가정할 수 있다. 이에 따라, 첫번째 서브 블록에 대해서는 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 서브 블록 플래그의 부호화를 생략할 수 있다.
각 잔차 계수에 관한 정보는, 잔차 계수가 0이 아닌 값을 갖는지 여부를 나타내는 플래그, 잔차 계수의 크기를 나타내는 정보 및 잔차 계수의 부호를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
소정의 스캔 순서에 따라 잔차 계수들을 부호화할 수 있다. 이때, 현재 블록에 변환이 스킵되었는지 여부에 기초하여, 잔차 계수들의 부호화 순서가 상이할 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 변환이 스킵되지 않은 경우, 서브 블록 내 우측 하단에 위치하는 잔차 계수가 첫번째로 부호화되고, 좌측 상단에 위치하는 잔차 계수가 마지막으로 부호화될 수 있다. 즉, 역-대각 스캔, 역-수평 스캔 또는 역-수직 스캔을 따라 잔차 계수들 간 스캔 순번이 결정될 수 있다. 반면, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우, 서브 블록 내 좌측 상단에 위치하는 잔차 계수가 첫번째로 부호화되고, 우측 하단에 위치하는 잔차 계수가 마지막으로 부호화될 수 있다. 즉, 대각 스캔, 수평 스캔 또는 수직 스캔을 따라 잔차 계수들 간 스캔 순번이 결정될 수 있다.
또는, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우에도, 역-대각 스캔, 역-수평 스캔 또는 역-수직 스캔을 따라 잔차 계수들 간 스캔 순번을 결정할 수도 있다.
잔차 계수들의 스캔 순서는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 또는, 잔차 계수들의 스캔 순서를 나타내는 정보가 부호화되어 시그날링될 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기, 형태, 인트라 예측 모드, 변환이 스킵되었는지 여부 또는 2차 변환이 수행되었는지 여부 중 적어도 하나에 기초하여 스캔 순서가 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우에는, 대각 방향 (또는 역대각 방향) 스캔 순서에 따라, 잔차 계수들을 부호화/복호화하고, 현재 블록에 대해 변환이 스킵되지 않은 경우에는, 역대각 방향 (또는 대각 방향) 스캔 순서에 따라, 잔차 계수들을 부호화/복호화할 수 있다.
도 3은 부호화기에서 잔차 계수를 부호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 잔차 계수가 0이 아닌 값을 갖는지 여부를 나타내는 플래그, sig_coeff_flag를 부호화할 수 있다(S310). 잔차 계수의 값이 0인 경우, 플래그 sig_coeff_flag의 값을 0으로 설정하여 부호화할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 값이 0이 아닌 경우, 플래그 sig_coeff_flag의 값을 1로 설정하여 부호화할 수 있다. 잔차 계수의 값이 0이 아닌 경우, 잔차 계수의 크기 정보가 더 부호화될 수 있다(S320).
도 4는 잔차 계수의 크기 정보의 부호화 과정을 나타낸 흐름도이다.
적어도 하나 이상의 abs_level_gtx_flag[N]를 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 부호화할 수 있다. 여기서, N은, 0 이상의 정수일 수 있다. 플래그 abs_level_gtx_flag[N]는 잔차 계수의 절대값이 (2N+1) 보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타낼 수 있다. 잔차 계수의 절대값을 부호화하는데 이용되는 abs_level_gtx_flag[N]의 개수는, 현재 블록에 변환이 스킵되었는지 여부에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록에 변환이 스킵되지 않은 경우, 2개의 abs_level_gtx_flag[N] (N은 0부터 1)가 이용될 수 있다. 반면, 현재 블록에 변환이 스킵된 경우, 3개 이상의 abs_level_gtx_flag[N] (예컨대, 3개, 4개, 또는 5개)가 이용될 수 있다. 본 실시예에서는, 2개의 abs_level_gtx_flag[N]가 이용되는 것으로 가정한다.
잔차 계수의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 abs_level_gtx_flag[0]를 부호화할 수 있다(S410). 잔차 계수의 절대값이 1인 경우, 플래그 abs_level_gtx_flag[0]의 값을 0으로 설정하여 부호화할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 절대값이 1보다 큰 경우, 플래그 abs_level_gtx_flag[0]의 값을 1로 설정하여 부호화할 수 있다.
잔차 계수의 절대값이 1보다 큰 경우, 잔차 계수의 절대값이 짝수인지 또는 홀수인지 여부를 나타내는 플래그 par_level_flag를 부호화할 수 있다(S420). 잔차 계수의 절대값이 짝수인 경우, 플래그 par_level_flag를 0으로 설정하여 부호화할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 절대값이 홀수인 경우, 플래그 par_level_flag를 1로 설정하여 부호화할 수 있다. 또는, 이와 반대로, 잔차 계수의 절대값이 짝수인 경우, 플래그 par_level_flag를 1로 설정하고, 잔차 계수의 절대값이 홀수인 경우, 플래그 par_level_flag를 0으로 설정할 수도 있다.
다음으로, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 abs_level_gtx_flag[1]를 부호화할 수 있다(S430). 잔차 계수의 절대값이 3 이하인 경우, 플래그 abs_level_gtx_flag[1]의 값을 0으로 설정할 수 있다. 반면, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큰 경우, 플래그 abs_level_gtx_flag[1]의 값을 1로 설정할 수 있다.
잔차 계수의 절대값이 3보다 큰 경우, 잔여 크기를 나타내는 abs_remainder을 부호화할 수 있다(S440). 신택스 abs_remainder은, 잔차 계수의 절대값에서 4를 차분하여 유도된 값을 오른쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도될 수 있다.
도 4에 도시된, abs_level_gtx_flag[0] 및 abs_level_gtx_flag[1] 플래그 이외에도, abs_level_gtx_flag[2], abs_level_gtx_flag[3] 또는 abs_level_gtx_flag[4] 등과 같은, abs_level_gtx_flag[N] 가 추가 부호화될 수 있다. 이때, abs_level_gtx_flag[N] 플래그는 abs_level_gtx_flag[N-1] 의 값이 1인 경우에 한하여 추가 부/복호화될 수 있다.
abs_level_gtx_flag[N]는, 잔차 계수의 절대값이, (2N+1)보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타낼 수 있다. abs_level_gtx_flag[N]가 이용되는 경우, abs_remainder은, 잔차 계수의 절대값에서 2(N+1)을 차분하여 유도된 값을 오른쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도될 수 있다.
상술한 예에서는, sig_coeff_flag, abs_level_gtx_flag[0], par_level_flag, abs_level_gtx_flag[1] 및 abs_reminder 을 이용하여, 잔차 계수의 절대값이 부호화되는 것으로 예시되었다. 다른 예로, 잔차 계수의 절대값을 그대로 부호화할 수도 있다. 일 예로, 잔차 계수의 절대값을 나타내는 신택스 dec_abs_level가 부호화될 수 있다. 잔차 계수의 절대값의 부호화 방법을 선택하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
잔차 계수의 크기 정보를 부호화한 이후, 잔차 계수의 부호를 나타내는 플래그 coeff_sign_flag를 부호화할 수 있다(S330). 플래그 coeff_sign_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수가 양수임을 나타낸다. 반면, 플래그 coeff_sign_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수가 음수임을 나타낸다.
도 5는 복호화기에서 잔차 계수를 복호화하는 과정을 나타낸 흐름도이다.
서브 블록 내 0이 아닌 잔차 계수가 포함되는 것으로 결정된 경우, 소정 스캔 순서에 기초하여, 잔차 계수들을 복원할 수 있다.
먼저, 잔차 계수가 0이 아닌 값을 갖는지 여부를 나타내는 플래그, sig_coeff_flag를 복호화할 수 있다(S510). 플래그 sig_coeff_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 값이 0임을 나타낸다. 반면, 플래그 sig_coeff_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 값이 0이 아님을 나타낸다. 플래그 sig_coeff_flag의 값이 1인 경우, 잔차 계수의 크기 정보가 더 복호화될 수 있다(S520).
도 6은 잔차 계수의 크기 정보의 복호화 과정을 나타낸 도면이다.
설명의 편의를 위해, 잔차 계수는 최대 2개의 abs_level_gtx_flag[N] 를 이용하여 부호화된 것으로 가정한다.
잔차 계수의 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 abs_level_gtx_flag[0]를 복호화할 수 있다(S610). 플래그 abs_level_gtx_flag[0]의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 절대값이 1임을 나타낸다. 반면, 플래그 abs_level_gtx_flag[0]의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 절대값이 1보다 큼을 나타낸다.
플래그 abs_level_gtx_flag[0]의 값이 1인 경우, 잔차 계수의 절대값이 짝수인지 또는 홀수인지 여부를 나타내는 플래그 par_level_flag를 복호화할 수 있다(S620). 플래그 par_level_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 절대값이 짝수임을 나타내고, 플래그 par_level_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 절대값이 홀수임을 나타낸다.
다음으로, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큰지 여부를 나타내는 플래그 abs_level_gtx_flag[1]를 복호화할 수 있다(S630). 플래그 abs_level_gtx_flag[1]의 값이 0인 것은, 잔차 계수의 절대값이 3보다 작음을 나타낸다. 플래그 abs_level_gtx_flag[1]의 값이 0인 경우, 플래그 par_level_flag의 값에 따라, 잔차 계수의 절대값이 2 또는 3으로 결정될 수 있다.
플래그 abs_level_gtx_flag[1]의 값이 1인 것은, 잔차 계수의 절대값이 3보다 큼을 나타낸다.
플래그 abs_level_gtx_flag[1]의 값이 1인 경우, 잔여 크기를 나타내는 abs_reminder을 복호화할 수 있다(S640). 신택스 abs_reminder가 나타내는 값을 왼쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도된 값에, 3 또는 4를 더하여, 잔차 계수의 절대값을 유도할 수 있다.
도 6에 도시된, abs_level_gtx_flag[0] 및 abs_level_gtx_flag[1]플래그 이외에도, abs_level_gtx_flag[2], abs_level_gtx_flag[3] 또는 abs_level_gtx_flag[4] 등과 같은, abs_level_gtx_flag[N]가 추가 복호화될 수 있다. 이때, abs_level_gtx_flag[N] 의 값이 1인 경우, abs_level_gtx_flag[N+1]이 추가 복호화될 수 있다.
abs_level_gtx_flag[N]는, 잔차 계수의 절대값이, (2N+1)보다 큰 값을 갖는지 여부를 나타낼 수 있다. abs_level_gtx_flag[0]가 이용되는 경우, abs_reminder 은, 잔차 계수의 절대값에서 2(N+1)을 차분하여 유도된 값을 오른쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도되는 값으로 설정될 수 있다.
상술한 예에서는, sig_coeff_flag, abs_level_gtx_flag[0], par_level_flag, abs_level_gtx_flag[1] 및 abs_reminder 을 이용하여, 잔차 계수의 절대값이 복호화되는 것으로 예시되었다. 다른 예로, 잔차 계수의 절대값을 그대로 복호화할 수도 있다. 일 예로, 잔차 계수의 절대값을 나타내는 신택스 dec_abs_level가 복호화될 수 있다. 잔차 계수의 절대값의 복호화 방법을 선택하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
잔차 계수의 크기 정보를 복호화한 이후, 잔차 계수의 부호를 나타내는 플래그 coeff_sign_flag를 복호화할 수 있다(S530). 플래그 coeff_sign_flag의 값이 0인 것은, 잔차 계수가 양수임을 나타낸다. 반면, 플래그 coeff_sign_flag의 값이 1인 것은, 잔차 계수가 음수임을 나타낸다.
설명한 바와 같이, 잔차 계수는 적어도 하나의 신택스에 의해 부호화될 수 있다. 신택스(들)의 이진화 과정을 거쳐 잔차 계수가 다수의 빈(bin)으로 변경될 수 있고, 변경된 빈들이 엔트로피 부호화를 통해 부호화될 수 있다.
엔트로피 부호화는, 문맥(context) 정보를 이용한 부호화 및 문맥 정보를 이용하지 않는 부호화로 구분될 수 있다. 문맥은, 빈의 값이 0일 확률 또는 1일 확률을 나타낸다. 여기서, 문맥 정보를 이용한 부/복호화 방식을 문맥 코딩(context coding)이라 호칭하고, 문맥 정보를 이용하지 않은 부/복호화 방식을 바이패스 코딩(bypass coding)이라 호칭할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165) 및 엔트로피 복호화부(210)의 처리율(throughput)을 증가시키기 위해, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈들의 개수를 제한할 수 있다. 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈들의 개수를 제한하기 위해, 임계값을 설정할 수 있다. 임계값을 CCB (Coded Context Bin)이라 호칭할 수도 있다. 생성된 빈들 중 카운트 값이 임계값보다 작은 빈은 문맥 정보를 이용한 부호화가 수행된다. 카운트 값이 임계값과 같거나, 임계값을 초과하는 경우, 더 이상 문맥 정보를 이용한 부호화를 사용하지 않을 수 있다.
부/복화화기에서 적응적으로 임계값을 결정할 수 있다. 일 예로, 임계값은, 현재 블록의 크기, 형태, 현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수들의 개수, 현재 블록에 변환이 스킵되었는지 여부, 현재 블록에 적용되는 변환 커널의 종류, 현재 블록에 양자화가 적용되었는지 여부, 컬러 컴포넌트(예컨대, Y, Cb, Cr), 현재 블록의 양자화 파라미터 또는 비트 심도 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
일 예로, 임계값은 현재 블록 내, 0이 아닌 잔차 계수들의 개수에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록 내 0이 아닌 잔차 계수들의 개수에 실수를 곱한 값 또는 오프셋을 가산 또는 감산한 값이 임계값으로 설정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 포함하는 화소들의 개수에 기초하여 임계값이 결정될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록 내 화소들의 개수에 실수를 곱한 값 또는 오프셋을 가산 또는 감산한 값을 임계값으로 설정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여, 임계값이 결정될 수 있다. 구체적으로, 블록의 크기 및/또는 형태 별로 적어도 하나의 임계값 후보들이 기 정의되어 있을 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 대응하는 적어도 하나의 임계값 후보들로부터 현재 블록의 임계값 후보를 선택할 수 있다. 현재 블록의 크기 및/또는 형태에 대응하는 임계값 후보들의 개수가 복수개인 경우, 복수의 임계값 후보들 중 하나를 특정하기 위한 인덱스 정보가 추가로 부/복호화될 수도 있다.
일 예로, 변환 스킵이 적용되었는지 여부, 현재 블록에 적용되는 변환 커널 또는 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여, 임계값이 결정될 수 있다.
또는, 임계값을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스, 픽처 헤더 또는 슬라이스 헤더와 같은 상위 헤더를 통해 부호화될 수 있다.
또는, 부호화기/복호화기에서, 임계값이 고정되어 있을 수 있다.
상술한 바와 같이, 현재 블록에 변환이 스킵되었는지 여부에 따라, 잔차 계수의 부/복호화를 위한 스캔 순서, gt_N_flag의 개수 또는 문맥 정보를 이용하여 부/복호화되는 빈의 개수 (즉, 임계값) 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 현재 블록에 변환이 적용되었을 때(즉, 변환이 스킵되지 않은 경우), 잔차 계수를 부/복호화하는 것을 RC (Residual Coding) 방식이라 호칭할 수 있다. 반면, 현재 블록에 변환이 적용되지 않았을 때(즉, 변환이 스킵된 경우), 잔차 계수를 부/복호화하는 것을 TSRC (Transform Skip Residual Coding) 방식이라 호칭할 수있다. 이하 RC 방식 및 TSRC 방식에서의 잔차 계수 부호화 방법을 상세히 살펴보기로 한다.
도 7은 RC 방식 하에서 잔차 계수가 부/복호화되는 예를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 잔차 계수는 4x4 크기의 서브 블록 단위로 부/복호화되는 것으로 가정한다. 또한, 문맥 정보를 이용하여 부/복화화되는 빈의 최대 개수(즉, 임계값)은, 52라고 가정한다.
RC 방식이 적용되는 경우, 잔차 계수는 서브 블록 내 오른쪽 아래 잔차 계수에서부터 왼쪽 위 잔차 계수까지 역대각 스캔 방향을 따라 부/복호화될 수 있다. 도 7에서, C15는, 서브 블록 내 우하단에 위치하는 잔차 계수를 나타내고, C0는, 서브 블록 내 좌상단에 위치하는 잔차 계수를 나타낸다.
또한, 도 7에서, 얇은 실선의 화살표는, 문맥 정보를 이용하여 부/복호화되는 빈들을 나타내고, 굵은 실선의 화살표는, 문맥 정보를 이용하지 않고 부/복호화되는 빈들을 나타낸다. 또한, 화살표간 연결선은, 각 신택스들의 부/복호화 순서를 나타낸다.
RC 방식 하에서는 최대 2개의 abs_level_gtx_flag[N]가 이용될 수 있다.
표 1은 RC 방식 하에서 잔차 계수를 부/복호화하는데 이용되는 신택스들을 수식으로 정의한 것이다.
Pass 신택스명 수식
pass 1 sig_coeff_flag CN != 0
abs_level_gtx_flag[0] !! ( |CN| - 1 )
par_level_flag ( |CN| - 2 ) & 1
abs_level_gtx_flag[1] ( |CN| - 2 ) >> 1
pass 2-1 abs_remainder ( |CN| - 4 ) >> 1
pass 2-2 dec_abs_level |CN|
pass 3 coeff_sign_flag CN < 0 ? 1 : 0
표 2는, 잔차 계수 C15의 값이 (-21)인 경우, 각 신택스들의 값을 나타낸 것이다.
Pass 신택스명 수식
pass 1 sig_coeff_flag 1
abs_level_gtx_flag[0] 1
par_level_flag 1
abs_level_gtx_flag[1] 1
pass 2-1 abs_remainder 8
pass 2-2 dec_abs_level -
pass 3 coeff_sign_flag 1
표 3은 복호화기에서 잔차 계수를 복원하는 과정을 나타낸 것이다.
수식
TmpCN sig_coeff_flag + abs_level_gtx_flag[0] + par_level_flag + (abs_level_gtx_flag[1]<<1)
|CN| TmpCN + (abs_remainder<<1)
표 3에서, 변수 TmpCN은 abs_remaiinder값이 반영되지 않은 상태의 임시 복원 계수를 나타낸다. 신택스 abs_remainder가 존재하지 않는 경우(예컨대, abs_level_gtx_flag[0] 또는 abs_level_gtx_flag[1]이 0인 경우), 임시 복원 계수 TmpCN이 잔차 계수의 절대값으로 설정될 수 있다. 반면, 신택스 abs_remainder가 존재하는 경우(예컨대, abs_level_gtx_flag[1]이 1인 경우), 임시 복원 계수 TmpCN에 abs_remainder에 의해 유도된 값(구체적으로, abs_remainder를 왼쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도된 값)을 더하여 잔차 계수의 절대값을 유도할 수 있다.일 예로, 표 2의 예를 참고하면, 잔차 계수 C15에 대한, 변수 TmpC15의 값은 5 (구체적으로, 1+1+1+(1<<1))로 유도될 수 있다. 또한, 잔차 계수 C15에 대한 절대값 |C15|는 임시 잔차 계수 TmpC15(즉, 5)에 abs_remainder를 왼쪽으로 1만큼 시프닝하여 유도된 값(즉, 16)을 더하여 21로 유도될 수 있다.
이후, coeff_sign_flag의 값을 통해, 잔차 계수 C0의 값이 최종적으로 -21로 복원될 수 있다.
패스(pass)는, 부호화 순서 및 복호화 순서를 나타낸다. 일 예로, 복호화기에서는, 1패스에 속하는 신택스들을 모두 복호화한 뒤, 2패스에 속하는 신택스들을 복호화할 수 있다. 또한, 2패스에 속하는 신택스들을 모두 복호화한 뒤, 3패스에 속한 신택스들이 복호화될 수 있다.
도시된 예에서, 2-2 패스는, 1패스, 2-1 패스 및 3 패스의 대체 경로를 나타낸다.
문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 계수가 임계값보다 작은 경우, 1 패스 및 2-1 패스를 거쳐 잔차 계수의 절대값이 부호화될 수 있다. 반면, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 계수가 임계값과 같거나 큰 경우, 2-2 패스를 거처, 잔차 계수의 절대값이 부호화될 수 있다.
도 8은 TSRC 방식 하에서 잔차 계수가 부/복호화되는 예를 나타낸 것이다.
설명의 편의를 위해, 잔차 계수는 4x4 크기의 서브 블록 단위로 부/복호화되는 것으로 가정한다. 또한, 문맥 정보를 이용하여 부/복화화되는 빈의 최대 개수(즉, 임계값)은, 112라고 가정한다.
TSRC 방식이 적용되는 경우, 잔차 계수는 서브 블록 내 왼쪽 위 잔차 계수에서부터 오른쪽 아래 잔차 계수 까지대각 스캔 방향을 따라 부/복호화될 수 있다. 도 8에서, C15는, 서브 블록 내 우하단에 위치하는 잔차 계수를 나타내고, C0는, 서브 블록 내 좌상단에 위치하는 잔차 계수를 나타낸다.
또한, 도 8에서, 얇은 실선의 화살표는, 문맥 정보를 이용하여 부/복호화되는 빈들을 나타내고, 굵은 실선의 화살표는, 문맥 정보를 이용하지 않고 부/복호화되는 빈들을 나타낸다. 또한, 화살표간 연결선은, 각 신택스들의 부/복호화 순서를 나타낸다.
TSRC 방식 하에서는 최대 5개의 abs_level_gtx_flag[N]가 이용될 수 있다.
표 4는 TSRC 방식 하에서 잔차 계수를 부/복호화하는데 이용되는 신택스들을 수식으로 정의한 것이다.
pass 신택스명 수식
pass 1 sig_coeff_flag CN != 0
coeff_sign_flag CN < 0 ? 1 : 0
abs_level_gtx_flag[0] !! ( |CN| - 1 )
par_level_flag ( |CN| - 2 ) & 1
pass 2 abs_level_gtx_flag[1] ( |CN| - 2 ) >= 4
abs_level_gtx_flag[2] ( |CN| - 2 ) >= 6
abs_level_gtx_flag[3] ( |CN| - 2 ) >= 8
abs_level_gtx_flag[4] ( |CN| - 2 ) >= 10
pass 3 abs_remainder ( |CN| - 10 ) >> 1
표 5는, 잔차 계수 C0의 값이 (-21)인 경우, 각 신택스들의 값을 나타낸 것이다.
pass 신택스명 수식
pass 1 sig_coeff_flag 1
coeff_sign_flag 1
abs_level_gtx_flag[0] 1
par_level_flag 1
pass 2 abs_level_gtx_flag[1] 1
abs_level_gtx_flag[2] 1
abs_level_gtx_flag[3] 1
abs_level_gtx_flag[4] 1
pass 3 abs_remainder 5
표 6은 복호화기에서 잔차 계수를 복원하는 과정을 나타낸 것이다.
수식
TmpCN sig_coeff_flag + abs_level_gtx_flag[0] + par_level_flag
CN TmpCN + (abs_level_gtx_flag[1]<<1) + (abs_level_gtx_flag[2]<<1) + (abs_level_gtx_flag[3]<<1) + (abs_level_gtx_flag[4]<<1) +
(abs_remainder<<1)
표 6에서, 변수 TmpCN은 pass1 과정에서 유도된 임시 복원 계수를 나타낸다. pass2에 대한 부/복호화가 추가 수행되어야 하는 경우(예컨대, abs_level_gtx_flag[0]가 1인 경우), abs_level_gtx_flag[1], abs_level_gtx_flag[2], abs_level_gtx_flag[3], abs_level_gtx_flag[4] 또는, abs_remainder 중 적어도 하나를 이용하여 잔차 계수의 절대값이 업데이트될 수 있다. 일 예로, 표 5의 예를 참고하면, 잔차 계수 C0에 대한, 변수 TmpC0의 값은 3 (구체적으로, 1+1+1)로 유도될 수 있다. 또한, 잔차 계수 C0에 대한 절대값 |C0|는 임시 잔차 계수 TmpC0(즉, 3)에 abs_level_gtx_flag[1], abs_level_gtx_flag[2], abs_level_gtx_flag[3] 및 abs_level_gtx_flag[4] 각각을 왼쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도된 값들의 합(즉, 8) 및 abs_remainder를 왼쪽으로 1만큼 시프팅하여 유도된 값(즉, 10)을 더하여, 21로 유도될 수 있다.
이후, coeff_sign_flag의 값을 통해, 잔차 계수 C0의 값이 최종적으로 -21로 복원될 수 있다.
문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈의 개수를 카운팅할 때, 마지막 0이 아닌 잔차 계수의 위치를 나타내는 정보를 부호화할 시, 카운터가 동작하지 않도록 설정할 수 있다. 즉, 상기 정보는 카운팅 대상에서 제외될 수 있다.
또는, 현재 블록 내 서브 블록 별 0이 아닌 잔차 계수가 존재하는지 여부를 나타내는 플래그를 부호화할 시, 카운터가 동작하지 않도록 설정할 수도 있다. 즉, 상기 플래그는 카운팅 대상에서 제외될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 문맥 정보를 이용하여 부호화되는 빈들의 개수를 제한하기 위해, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈들의 개수가 임계값 이상이 되는 경우, abs_level_gtx_flag[N]을 이용하여, 잔차 계수를 단계적으로 부호화하는 대신, 잔차 계수의 절대값을 그대로 부호화할 수 있다. 일 예로, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수가, 임계값보다 작은 경우에는, sig_coeff_flag, coeff_sign_flag, abs_level_gtx_flag[N] 또는 abs_remainder 중 적어도 하나를 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 부호화할 수 있다. 반면, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈의 개수가 임계값이상인 경우, 잔차 계수의 절대값을 나타내는 신택스 dec_abs_level을 부호화할 수 있다.
복호화기에서도, 문맥 정보를 이용하여 부호화된 빈을 복호화할 때마다 카운터를 작동할 수 있다. 카운터의 값이 임계값 보다 작은 경우에는, sig_coeff_flag, coeff_sign_flag, abs_level_gtx_flag[N] 또는 abs_remainder 중 적어도 하나를 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 복원할 수 있다. 반면, 카운터의 값이 임계값 이상인 경우, 신택스 dec_abs_level을 이용하여, 잔차 계수의 절대값을 복원할 수 있다.
문맥 정보를 이용하여 부/복호화된 빈의 개수가 임계값 이상이되는 경우, 신택스 dec_abs_level을 이용하여 부/복호화를 수행하는 것은, RC 방식에만 적용되거나, TSRC 방식에만 적용될 수 있다.
또는, RC 방식 및 TSRC 방식 모두에 대해, 문맥 정보를 이용하여 부/복호화된 빈의 개수가 임계값 이상이 되는 경우, 신택스 dec_abs_level을 이용하여 부/복호화를 수행할 수 있다. 이때, RC 방식 및 TSRC 방식 하에서의 임계값은 상이하게 설정될 수 있다.
특정 신택스에 대해 엔트로피 부호화를 수행하기 이전, 해당 신택스의 이진화가 선행된다. 일 예로, 고정 길이 이진화(Fixed Length Binarization), 절삭단 단항 이진화(Truncated Unary Binarization), 절삭된 라이스 이진화(Truncated Rice Binarization) 또는 k-차 지수 골룸 이진화(k-th Exponential Golomb Binarization) 방식 중 적어도 하나에 의해 신택스에 대한 빈 스트링(Bin String)이 생성될 수 있다.
이 중, 절삭된 라이스 이진화 방식은, 두개의 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 절삭된 라이스 이진화 방식에서는, cMax 파라미터 및 라이스 파라미터(cRiceParam)가 이용될 수 있다. 여기서, cMax 파라미터는 이진화되는 빈 스트링의 최대 길이를 나타내는 것으로 최대 길이 파라미터라 호칭될 수도 있다.
절삭된 라이스 이진화 방식에서, 부호화하려는 값(즉, 심볼 값)을 프리픽스(prefix) 및 서픽스(suffix)로 구분할 수 있다. 구체적으로, 프리픽스는 다음의 수학식 1에 기초하여 유도될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서, prefixVal은, 프리픽스의 값을나타내고, symbolVal은, 부호화하고자 하는 값을 나타낸다. 이 후, 프리픽스의 값을 이진화할 수 있다. 일 예로, 표 7은, 프리픽스 값에 따른 이진화 결과(즉, 빈 스트링)을 나타낸 것이다.
prefixVal Bin string
0 0
1 1 0
2 1 1 0
3 1 1 1 0
4 1 1 1 1 0
5 1 1 1 1 1 0
...
bin index 0 1 2 3 4 5 ...
프리픽스의 값이, cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 결과(즉, cMax>>cRiceParam)보다 작은 경우, 프리픽스의 값과 동일한 길이의 1의 빈 어레이를 생성한 뒤, 상기 빈 어레이의 마지막에 0을 추가한 빈 스트링을 생성할 수 있다. 반면, 프리픽스의 값이 cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 결과와 같은 경우, 프리픽스의 값과 동일한 길이의 1의 빈 어레이를 생성할 수 있다. 표 8은 cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 결과가 6인 경우, 각 프리픽스에 대한 빈 스트링을 예시한 것이다.
prefixVal Bin string
0 0
1 1 0
2 1 1 0
3 1 1 1 0
4 1 1 1 1 0
5 1 1 1 1 1 0
6 1 1 1 1 1 1
bin index 0 1 2 3 4 5
cMax 파라미터가 부호화하려는 값보다 크고, 라이스 파라미터 cRiceParam이 0보다 큰 경우, 서픽스가 추가 부/복호화될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 서픽스는 이용되지 않는다. 서픽스가 이용되는 경우, 하기 수학식 2에 따라, 서픽스 값이 유도될 수 있다.
Figure pat00002
수학식 2에서, suffixVal은, 서픽스의 값을 나타낸다.
서픽스 값은 고정 길이 이진화 방식에 의해 이진화될 수 있다. 고정 길이 이진화 방식이 적용되는 경우, 서픽스 값을 이진화하기 위한 cMax 파라미터의 값은, 다음의 수학식 3에 의해 유도될 수 있다.
Figure pat00003
서픽스 값을 부호화하여 생성되는 빈 스트링의 길이는 고정된 길이를 갖는다. 이때, 빈 스트링의 길이는 다음의 수학식 4에 의해 유도될 수 있다.
Figure pat00004
상기 수학식 4에서, fixedLength는, 고정 길이(즉, 빈 스트링의 길이)를 나타낸다. Ceil() 함수는, 올림 함수를 나타낸다. 고정 길이 이진화 방식이 적용되는 경우, 이진화 할 수 있는 값의 최대 개수는, 2fixedLength로 설정될 수 있다. 일 예로, 변수 fixedLength의 값이 2인 경우, 최대 4개의 값을 이진화할 수 있다.
다음의 표 9는 변수 fixedLength가 2인 경우, 4개의 값이 이진화되는 예를 나타낸 것이다.
Val Bin string
0 0 0
1 0 1
2 1 0
3 1 1
bin index 0 1
제한된 k차 지수 골룸 이진화 방식 하에서는, 변수 k, 변수 maxPreExtLen 및 변수 truncSuffixLen을 이용하여 심볼 값이 이진화된다. 구체적으로, 표 10은 제한된 k차 지수 골룸 이진화 방식 하에서, 심볼 값이 이진화되는 예를 나타낸 것이다.
codeValue = symbolVal >> k
preExtLen = 0
while( ( preExtLen < maxPreExtLen ) && ( codeValue > ( ( 2 << preExtLen ) - 2 ) ) ) {
preExtLen++
put( 1 )
}
if( preExtLen = = maxPreExtLen )
escapeLength = truncSuffixLen
else {
escapeLength = preExtLen + k
put( 0 )
}
symbolVal = symbolVal - ( ( ( 1 << preExtLen ) - 1 ) << k )
while( ( escapeLength- - ) > 0 )
put( ( symbolVal >> escapeLength ) & 1 )
잔차 계수 관련, 신택스들의 이진화는, 절삭형 라이스 이진화 방식 및 제한된 k차 골룸 이진화 방식을 혼합하여 수행될 수 있다. 일 예로, 신택스 abs_remainder 및 신택스 dec_abs_level에 대해, 절삭형 라이스 이진화 방식 및 제한된 k차 골룸 이진화 방식을 혼합하여 이진화할 수 있다.이하, 신택스 abs_remainder를 이진화하는 방식을 예시할 것이나, 후술되는 예시는, 신택스 dec_abs_level을 이진화하는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.
일 예로, 신택스 abs_remainder를 프리픽스 부분 및 서픽스 부분으로 나눈 뒤, 프리픽스 부분은 절삭형 라이스 이진화 방식을 통해 이진화하고, 서픽스 부분은 제한된 k차 골룸 이진화 방식을 통해 이진화할 수 있다. 구체적으로, 신택스 abs_remainder의 프리픽스를 절삭형 라이스 이진화 방식의 심볼 값(symbolVal)으로 적용하는 한편, 신택스 abs_remainder의 서픽스를 제한된 k차 골룸 이진화 방식의 심볼 값(SymbolVal)으로 입력할 수 있다.
절삭형 라이스 이진화 방식 하에서는, 심볼 값이 프리픽스 부분과 서픽스 부분으로 구분된다. 즉, 신택스 abs_remainder의 프리픽스 부분은 재차 프리픽스 부분 및 서픽스 부분으로 분류될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 신택스 abs_remainder를 1차적으로 프리픽스 부분 및 서픽스 부분으로 분류한 결과에는 '제1'의 첨두어를 붙이고, 제1 프리픽스 부분을 프리픽스 부분 및 서픽스 부분으로 재분류한 결과에는 '제2'의 첨두어를 붙이기로 한다. '제1' 또는 '제2'의 첨두어가 부가되지 않은 경우, 해당 내용은, 제1 및 제2 프리픽스 또는 제1 및 제2 서픽스에 공통 적용되거나, 문맥에 따라, 제1 및 제2 프리픽스 또는 제1 및 제2 서픽스 중 하나로 해석되어야 할 것이다.
프리픽스 값이 cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 값과 동일한 경우에만 서픽스 부분의 이진화가 수행될 수 있다. 일 예로, cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 값이 6인 경우, 프리픽스를 절삭형 라이스 이진화 방식으로 이진화하여 생성된 결과가 '111111'인 경우(즉, 프리픽스의 값이 6인 경우)에 한하여 서픽스 부분의 이진화가 수행될 수 있다.
신택스 abs_remainder의 프리픽스 부분(즉, 제1 프리픽스)을 절삭형 라이스 이진화 방식으로 이진화하기 위해, cMax 파라미터 및 라이스 파라미터 cRiceParam의 값이 설정되어야 한다. 이때, 라이스 파라미터의 값은 잔차 계수의 부호화 방식에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
일 예로, 잔차 계수가 TSRC 방식으로 부호화되는 경우, 라이스 파라미터 cRiceParam은 기 정의된 상수로 설정될 수 있다. 여기서, 기 정의된 상수는 1일 수 있다. 또는, 기 정의된 상수는, 2, 3 또는 4와 같은 자연수일 수도 있다.
반면, 잔차 계수가 RC 방식으로 부호화되는 경우, 주변 참조 화소들의 정보를 참조하여 라이스 파라미터 cRiceParam을 유도할 수 있다. 구체적으로, 현재 잔차 계수보다 이전에 복원된 적어도 하나의 잔차 계수들을 참조하여, 현재 잔차 계수에 대한 라이스 파라미터 cRiceParam를 유도할 수 있다.
도 9는 라이스 파라미터를 유도하는데 이용되는 참조 잔차 계수들의 위치를 예시한 도면이다.
잔차 계수가 RC 방식으로 부호화되는 경우, 현재 화소로부터 우측 및/또는 하단에 위치하면서, 현재 화소로부터의 거리가 2 이하인 화소들을 참조 화소로 설정할 수 있다. 여기서, 현재 화소로부터의 거리는, 현재 화소와의 x축 좌표 차분 및 y축 좌표 차분의 합이 2 이하인 화소들을 나타낸다. 일 예로, 현재 화소의 위치를 (x, y)라 할 경우, (x, y+1), (x, y+2), (x+1, y), (x+2, y) 및 (x+1, y+1) 위치의 화소들이 참조 화소들로 설정될 수 있다.
도시된 예와 다르게, 현재 화소로부터 거리가 1 이하인 화소들, 또는 현재 화소로부터 거리가 N 이하인 화소들을 참조 화소들로 사용할 수도 있다. 여기서, N은, 3 또는 4 등의 자연수일 수 있다.
이후 참조 화소들 각각의 절대값을 합하여 변수 locSumAbs를 유도할 수 있다. 즉, 변수 locSumAbs는, (x, y+1), (x, y+2), (x+1, y), (x+2, y) 및 (x+1, y+1) 위치 잔차 계수들의 절대값 합을 나타낼 수 있다. 일 예로, 잔차 계수들 각각의 절대값은, 표 3의 예에서와 같이, 신택스 sig_coeff_flag, abs_level_gtx_flag[0], par_level_falg, abs_level_gtx_flag[1] 및 abs_remainder를 기초로 유도될 수 있다.
변수 locSumAbs가 유도되면, 상기 변수 locSumAbs의 값이 기 정의된 범위 내에 존재하도록 강제하기 위해, 클리핑 함수를 적용할 수 있다. 일 예로, 수학식 5는 클리핑 함수를 적용하여, 변수 locSumAbs의 값을 업데이트하는 예를 나타낸 것이다.
Figure pat00005
상기 수학식 5에서, baseLevel은 고정된 값으로 설정될 수 있다. 일 예로, baseLevel은 4로 고정될 수 있다. 또는, 현재 블록의 크기, 현재 화소의 위치, 또는 현재 화소가 블록 경계에 인접하여 위치하는지 여부 중 적어도 하나에 기초하여, 변수 baseLevel의 값을 적응적으로 결정할 수도 있다.
또는, 이진화하고자 하는 신택스의 종류에 따라, baseLevel의 값을 상이하게 설정할 수 있다. 일 예로, 신택스 abs_remainder를 이진화하고자 하는 경우에는, baseLevel의 값을 4로 설정하는 한편, 신택스 dec_abs_level을 이진화하고자 하는 경우에는, baseLevel의 값을 0으로 설정할 수 있다.
Clip3(A, B, C) 함수는, C를 A 및 B와 비교하여, 출력값을 결정하는 함수이다. 일 예로, C가 A 와 같거나 작은 경우에는 Clip3 함수의 결과로 A가 출력된다. C가 B 와 같거나 큰 경우에는 Clip3 함수의 결과로 B가 출력 된다. 위 두 조건을 만족하지 않는 경우, Clip3 함수의 결과로 C가 출력된다.
변수 locSumAbs가 유도되면, 기 정의된 룩업 테이블을 참조하여, 라이스 파라미터 cRiceParam를 유도할 수 있다. 표 11은 변수 locSumAbs 값과 라이스 파라미터 cRiceParam 간의 매핑 관계를 예시한 것이다.
locSumAbs 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
cRiceParam 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 2 2
locSumAbs 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
cRiceParam 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3
표 9에 예시된 바와 같이, 변수 locSumAbs의 값에 따라, 라이스 파라미터 cRiceParam의 값은 0 내지 3 중 하나로 결정될 수 있다.상술한 예와 반대로, 잔차 계수가 TSRC 방식으로 부호화되는 경우, 잔차 계수들의 정보를 참조하여 라이스 파라미터 cRiceParam를 유도하고, 잔차 계수가 RC 방식으로 부호화되는 경우, 라이스 파라미터 cRiceParam를 고정된 값으로 설정할 수도 있다. 잔차 계수가 TSRC 방식으로 부호화되는 경우, 주변 잔차 계수들은, 현재 화소의 상단 및/또는 좌측에 위치하면서, 현재 화소와의 거리가 N 이하인 화소들을 포함할 수 있다. 여기서, N은, 1, 2 또는 3과 같은 자연수일 수 있다.
또는, TSRC 방식 및 RC 방식 각각에 대해, 라이스 파라미터 cRiceParam를 기 정의된 값으로 설정할 수도 있다.
또는, TSRC 방식 및 RC 방식 각각에 대해, 참조 잔차 계수들의 정보를 참조를 참조하여 라이스 파라미터 cRiceParam를 유도할 수도 있다.
라이스 파라미터 cRiceParam이 유도되면, 라이스 파라미터 cRiceParam을 기초로, cMax 파라미터를 유도할 수 있다. 일 예로, 수학식 6은 cMax 파라미터가 유도되는 예를 나타낸 것이다.
Figure pat00006
cMax 파라미터 및 라이스 파라미터 cRiceParam가 유도되면, 신택스 abs_remainder의 제1 프리픽스를 다음의 수학식 7과 같이 유도할 수 있다.
Figure pat00007
제1 프리픽스 prefixVal이 유도되면, cMax 파라미터와 라이스 파라미터 cRiceParam를 이용하여, 절삭된 라이스 이진화 방식으로 제1 프리픽스 prefixVal을 이진화할 수 있다. 구체적으로, 제1 프리픽스 prefixVal을 절삭된 라이스 이진화를 위한 심볼 값 SymbolVal로 입력할 수 있다.
구체적으로, 제1 프리픽스 prefixVal를 절삭된 라이스 이진화 방식으로 이진화하기 위해, 제1 프리픽스를 제2 프리픽스 및 제2 서픽스로 분류할 수 있다.
일 예로, 신택스 abs_remainder의 값은 23이고, 라이스 파라미터 cRiceParam은 2인 것으로 가정한다. 수학식 6에 의해, cMax 파라미터는 24 (6<<2)로 유도될 수 있다. 그리고, 수학식 7에 의해, 신택스 abs_remainder의 제1 프리픽스 prefixVal은 23으로 설정될 수 있다.
cMax 파라미터 및 라이스 파라미터 cRiceParam에 기초하여, 제1 프리픽스 prefixVal를 제2 프리픽스 및 제2 서픽스로 분류할 수 있다. 일 예로, 수학식 1에 의해, 제1 프리픽스 prefixVal의 프리픽스 부분(즉, 제2 프리픽스)를 유도하고, 수학식 2에 의해, 제1 프리픽스 prefixVal의 서픽스 부분(즉, 제2 서픽스)를 유도할 수 있다.
일 예로, 제1 프리픽스 prefixVal을 심볼 값 SymbolVal로 설정하였을 때, 수학식 1에 의해, 제2 프리픽스 prefixVal는 5로 설정될 수 있다. 제2 프리픽스 prefixVal의 값은, cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 결과값 6보다 작으므로, 표 8과 같이 '111110'으로 이진화될 수 있다.
cMax 파라미터가 부호화하려는 값(즉, 제1 프리픽스, 23)보다 크고, 라이스 파라미터 cRiceParam가 0보다 큰 값을 가지므로, 제1 프리픽스에 대한 서픽스(즉, 제2 서픽스)가 추가로 이진화될 수 있다. 구체적으로, 수학식 2에 의해, 제2 서픽스 SuffixVal의 값이 3 (23-(5<<2))으로 유도될 수 있다. 그리고, 수학식 3에 의해 제2 서픽스를 고정 길이 이진화 방식으로 이진화하기 위한 cMax 파라미터의 값이 3 ((1 << 2) - 1)으로 유도될 수 있다. 또한, 제2 서픽스를 이진화하여 생성되는 빈 스트링의 길이는 수학식 4에 의해, 2로 유도될 수 있다. 이 결과, 제2 서픽스는 '11'로 이진화될 수 있다.
위와 같이, 신택스 abs_remainder의 제1 프리픽스 값 23을 이진화한 결과, '11111011'의 빈 스트링이 생성된다. 상기 빈 스트링은, cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 결과 값(즉, 111111)과 상이하므로, 신택스 abs_remainder에 대한 서픽스(즉, 제1 서픽스)의 생성 과정은 생략될 수 있다.
다음으로, 신택스 abs_remainder의 값이 25이고, 라이스 파라미터 cRiceParams의 값이 2인 경우의 이진화 과정을 살펴본다. 수학식 6에 의해, cMax 파라미터는 24 (6<<2)로 유도될 수 있다. 그리고, 수학식 7에 의해, 신택스 abs_remainder의 제1 프리픽스 prefixVal은 24로 설정될 수 있다.
cMax 파라미터 및 라이스 파라미터 cRiceParam에 기초하여, 제1 프리픽스 prefixVal를 제2 프리픽스 및 제2 서픽스로 분류할 수 있다. 일 예로, 제1 프리픽스 prefixVal을 심볼 값 SymbolVal로 설정하였을 때, 수학식 1에 의해, 제2 프리픽스 prefixVal는 6으로 설정될 수 있다. 제2 프리픽스 prefixVal의 값은, cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 결과값 6보다 작으므로, 표 8과 같이 '111111 로 이진화될 수 있다.
cMax 파라미터가 부호화하려는 값(즉, 제1 프리픽스, 24)보다 크지 않으므로, 제1 프리픽스에 대한 서픽스(즉, 제2 서픽스)에 대한 이진화는 생략될 수 있다. 그 결과, 신택스 abs_remainder의 제1 프리픽스 값 24를 이진화한 결과, '111111'의 빈 스트링이 생성된다. 상기 빈 스트링은, cMax 파라미터를 라이스 파라미터 cRiceParam 만큼 우측으로 시프팅한 결과 값(즉, 111111)과 동일하므로 신택스 abs_remainder에 대한 서픽스(즉, 제1 서픽스)의 이진화 과정이 추가 수행될 수 있다.
신택스 abs_remainder에 대한 제1 서픽스는 다음의 수학식 8과 같이 유도될 수 있다.
Figure pat00008
상기 수학식 8에 의해, 신택스 abs_remainder에 대한 제1 서픽스 SuffixVal은 1 (25-24)로 유도될 수 있다.
제1 서픽스 SuffixVal은 제한된 k차 지수 골룸 이진화 방식에 의해 이진화될 수 있다. 제한된 k차 지수 골룸 이진화 방식 하에서, 변수 k는, 라이스 파라미터 cRiceParam에 1을 가산한 값(즉, cRiceParam + 1)로 설정할 수 있다. 또한, 변수 maxPreExtLen 및 변수 truncSuffixLen은, 제1 서픽스 SuffixVal의 값을 기초로 결정될 수 있다. 일 예로, 제1 서픽스 SuffixVal을 심볼 값 SymbolVal로 입력하였을 때, 표 10에 개시된 절차를 따라, 변수 maxPreExtLen 및 변수 truncSuffixLen의 값이 유도될 수 있다. 일 예로, 제1 서픽스 SuffixVal이 1인 경우, 표 10의 예를 따라, 변수 maxPreExtLen 및 변수 trunSuffixLen이 각각 11 및 15로 설정될 수 있다.
상술한 예에서와 같이, 잔차 계수와 관련한 신택스 abs_remainder 및 신택스 dec_abs_level은, 라이스 파라미터 cRiceParam에 기반한 절삭된 라이스 이진화 방식 및 제한된 k차 골룸 이진화 방식을 이용하여 이진화될 수 있다. 이때, 상기 신택스들의 효율적인 이진화를 위해, 라이스 파라미터 cRiceParam를 적정한 값으로 설정하는 것이 매우 중요하다 할 것이다.
상술한 예에서와 같이, 라이스 파라미터는, 참조 잔차 계수들의 절대값 합 locSumAbs를 기초로 유도될 수 있다. 다만, 영상의 비트 심도(Bit-Depth)가 크거나, 양자화 파라미터의 값이 작은 경우, 참조 잔차 계수들의 절대값 합을 나타내는 변수 locSumAbs의 값도 큰 값을 갖는 경향을 보이게 된다. 이 경우에도, 상술한 수학식 5 및 표 9에 기반하여 라이스 파라미터 cRiceParam를 설정한다면, 라이스 파라미터 cRiceParam의 값이 큰 값(예컨대, 2 또는 3)으로 설정되는 경향을 띨 것이다.
즉, 영상의 비트 심도가 크거나 양자화 파라미터의 값이 작은 경우, 변수 locSumAbs의 값 만으로는, 라이스 파라미터 cRiceParam를 적정한 값으로 설정하기 어려운 문제가 발생한다.
위와 같은 문제를 해소하기 위해, 변수 locSumAbs가 속하는 구간에 따라, 라이스 파라미터 cRiceParam를 유도하는 방법을 제안한다. 후술되는 실시예를 응용하여, 라이스 파라미터 cRiceParam의 값을 표 9에서 정의된 값(예컨대, 0 내지 3)과 상이한 값(예컨대, 4 이상의 값)으로 설정할 수도 있다.
도 10은 변수 locSumAbs가 속하는 구간에 따라, 라이스 파라미터 cRiceParam가 결정되는 예를 설명하기 위한 것이다.
임계값 T가 결정되면, 임계값 T를 이용하여, 각 구간을 정의할 수 있다. 구체적으로, 구간 0는 0 부터 T-1 까지로 정의되고, 구간 0 및 마지막 구간을 제외한 구간 N은, (T << (N-1)s) 부터 ((T << Ns) - 1) 까지로 정의될 수 있다. 마지막 구간 M은, (T << (M-1)s) 이상의 구간으로 정의될 수 있다.
도 10에서는, 5개의 구간이 정의되어 있는 것으로 예시되었으나, 예시된 것보다 더 많은 개수 또는 더 적은 개수의 구간들을 정의할 수도 있다.
이때, 구간들의 개수는, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 예컨대, 3개, 4개, 5개 혹은 6개의 구간이 기 정의되어 있을 수 있다. 또는, 구간들의 개수는, 비트 심도, 양자화 파라미터 또는 임계값 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 결정될 수도 있다.
또는, 신택스의 종류에 따라, 구간들의 개수가 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 신택스 abs_remainder에 대한 구간들의 개수와 신택스 dec_abs_level에 대한 구간들의 개수는 상이할 수 있다.
임계값 T는, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 또는, 비트스트림을 통해 임계값 T를 결정하기 위한 정보가 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS), 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS) 또는 슬라이스 헤더를 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 복수의 임계값 후보들 중 하나를 가리키는 인덱스 정보일 수 있다. 또는, 상기 정보는 임계값을 가리키거나, 임계값에서 소정의 값(예컨대, 1)을 차분하여 유도된 값을 가리킬 수 있다.
또는, 비트 심도, 양자화 파라미터, 현재 블록의 크기/형태 또는 잔차 계수의 부호화 방식(예컨대, TSRC 방식 또는 RC 방식이 적용되었는지 여부) 중 적어도 하나에 기초하여 임계값 T가 적응적으로 결정될 수도 있다.
또는, 신택스의 종류에 따라, 임계값이 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 신택스 abs_remainder에 대한 임계값 T와 신택스 dec_abs_level에 대한 임계값 T는 상이할 수 있다.
변수 s는, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 또는, 비트스트림을 통해 변수 s를 결정하기 위한 정보가 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set, SPS), 픽처 파라미터 세트(Picture Parameter Set, PPS) 또는 슬라이스 헤더를 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 복수의 변수 s 후보들 중 하나를 가리키는 인덱스 정보일 수 있다. 또는, 상기 정보는 변수 s를 가리키거나, 변수 s에서 소정의 값(예컨대, 1)을 차분하여 유도된 값을 가리킬 수 있다.
또는, 비트 심도, 양자화 파라미터, 현재 블록의 크기/형태 또는 잔차 계수의 부호화 방식(예컨대, TSRC 방식 또는 RC 방식이 적용되었는지 여부) 중 적어도 하나에 기초하여 변수 s가 적응적으로 결정될 수도 있다.
또는, 신택스의 종류에 따라, 변수 s가 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 신택스 abs_remainder에 대한 변수 s와 신택스 dec_abs_level에 대한 변수 s는 상이할 수 있다.
각 구간마다 시프팅 파라미터 매핑되어 있을 수 있다. 일 예로, 구간 0에 대응하는 시프팅 파라미터 shift는 0의 값을 갖고, 구간 0를 제외한 구간 N에 대응하는 시프팅 파라미터 shift는 (s << (N-1))로 설정될 수 있다. 일 예로, 구간 1에 대응하는 시프팅 파라미터 shift는 s의 값을 갖고, 구간 2에 대응하는 시프팅 파라미터 shift는 2s의 값을 갖고, 구간 3에 대응하는 시프팅 파라미터 shift는 4s의 값을 가질 수 있다.
참조 화소들 각각의 잔차 계수 절대값 합을 더하여 변수 locSumAbs를 유도한 뒤, 변수 locSumAbs가 속하는 구간을 결정할 수 있다. 변수 locSumAbs가 속하는 구간이 결정되면, 변수 locSumAbs가 속하는 구간에 대응하는 시프팅 파라미터를 획득할 수 있다. 변수 locSumAbs가 속하는 구간에 대응하는 시프팅 파라미터가 획득되면, 획득된 시프팅 파라미터를 기초로 변수 locSumAbs를 스케일링할 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 9와 같이, 변수 locSumAbs를 스케일링하여, 변수 locSumAbs를 업데이트할 수 있다.
Figure pat00009
이후, 변수 locSumAbs과 룩업 테이블을 이용하여, 초기 라이스 파라미터 cRiceParam을 유도할 수 있다. 일 예로, 변수 locSumAbs에 수학식 5의 클리핑 함수를 적용하여, 변수 locSumAbs를 업데이트한 뒤, 업데이트된 변수 locSumAbs와 표 9의 룩업 테이블을 이용하여, 초기 라이스 파라미터 cRiceParam을 유도할 수 있다.
이후, 초기 라이스 파라미터 cRiceParam와 시프팅 파라미터 shift를 합하여, 최종 라이스 파라미터 cRiceParam의 값을 획득할 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 10의 예에서와 같이, 초기 라이스 파라미터 cRiceParam에 시프팅 파라미터 shift를 더하여, 확장된 라이스 파라미터 cRiceParam을 획득할 수 있다.
Figure pat00010
확장된 라이스 파라미터 cRiceParam가 유도되면, 상기 확장된 라이스 파라미터에 기초하여, 신택스 abs_remainder 또는 신택스 dec_abs_level에 대한 이진화를 수행할 수 있다.
상술한 예에서는, 변수 locSumAbs가 속하는 구간을 결정하는 과정을 거쳐, 시프팅 파라미터 shift가 획득되는 것으로 예시되었다.
다른 예로, 변수 locSumAbs가 속하는 구간을 결정하는 과정을 생략한 채, 변수 locSumAbs에 대한 정규화를 수행한 뒤, 정규화된 변수 locSumAbs의 값을 기초로 시프팅 파라미터 shift를 유도할 수도 있다. 구체적으로, 하기 수학식 11의 예에서와 같이, 변수 locSumAbs의 값을 스케일링하여, 변수 scaledVal을 획득할 수 있다.
Figure pat00011
상기 수학식 11에서, 변수 A 및 변수 B는, 변수 locSumAbs를 스케일링하는데 이용되는 스케일링 파라미터를 나타낸다. 변수 A 및 변수 B 중 적어도 하나는 부/복호화하고자 하는 신택스의 종류에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 신택스 abs_remainder를 이진화하는 경우와 신택스 dec_abs_level을 이진화하는 경우에 있어서, 변수 A 및 변수 B 중 적어도 하나는 상이하게 설정될 수 있다.
또는, 변수 A 및 변수 B 중 적어도 하나는 컬러 성분 별로 독립적으로 결정되거나, 컬러 성분 별로 상이하게 설정될 수 있다.
또는, 변수 A 및 변수 B 중 적어도 하나는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 값으로 설정될 수 있다.
또는, 변수 A 및 변수 B 중 적어도 하나를 결정하기 위한 정보가 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 SPS, PPS 또는 슬라이스 헤더를 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 변수 A를 결정하기 위한 제1 정보 또는 변수 B를 결정하기 위한 제2 정보가 각각 시그날링되거나, 변수 A 및 변수 B의 세트로 구성된 복수의 세트 후보 중 적어도 하나를 특정하는 인덱스 정보가 시그날링될 수 있다.
또는, 비트 심도, 양자화 파라미터, 현재 블록의 크기/형태 또는 잔차 계수의 부호화 방식(예컨대, TSRC 방식 또는 RC 방식이 적용되었는지 여부) 중 적어도 하나에 기초하여, 변수 A 및 변수 B 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다.
변수 scaledVal이 유도되면, 상기 변수를 이용하여, 시프팅 파라미터 shift를 유도할 수 있다. 일 예로, 하기 수학식 12와 같이, 시프팅 파라미터 shift를 유도할 수 있다.
Figure pat00012
수학식 12에서, Floor(x) 함수는, x를 내림한 결과를 출력한다. 상기 수학식 12에 의해, 변수 scaledVal가 0인 경우, 시프팅 파라미터 shift는 0으로 설정되고, 변수 scaledVal이 0이 아닌 경우, 시프팅 파라미터 shift는, Floor(Log2(scaledVal))로 설정될 수 있다.
시프팅 파라미터 shift가 유도되면, 수학식 9의 예시와 같이, 변수 locSumAbs를 업데이트할 수 있다. 이후, 변수 locSumAbs과 룩업 테이블을 이용하여, 초기 라이스 파라미터 cRiceParam을 유도할 수 있다. 일 예로, 변수 locSumAbs에 수학식 5의 클리핑 함수를 적용하여, 변수 locSumAbs를 업데이트한 뒤, 업데이트된 변수 locSumAbs와 표 9의 룩업 테이블을 이용하여, 초기 라이스 파라미터 cRiceParam을 유도할 수 있다.
이후, 수학식 10의 예에서와 같이, 초기 라이스 파라미터 cRiceParam와 시프팅 파라미터 shift를 합하여, 최종 라이스 파라미터 cRiceParam의 값을 획득할 수 있다.
복호화기에서도 부호화기에서와 동일한 방법으로, 역이진화(de-Binarization)을 위한 변수들을 획득할 수 있다. 예컨대, 상술한 라이스 파라미터 cRiceParam의 유도 방법은 부호화기 및 복호화기에서 공통적으로 적용될 수 있다. 라이스 파라미터 cRiceParam가 획득되면, 빈 스트링의 역이진화를 통해, 신택스 abs_remainder 및/또는 신택스 dec_abs_level 값이 복원될 수 있다.
상술한 실시예들에서 사용된 신택스들의 명칭은, 설명의 편의를 위해 명명된 것에 불과하다.
복호화 과정 또는 부호화 과정을 중심으로 설명된 실시예들을, 부호화 과정 또는 복호화 과정에 적용하는 것은, 본 개시의 범주에 포함되는 것이다. 소정의 순서로 설명된 실시예들을, 설명된 것과 상이한 순서로 변경하는 것 역시, 본 개시의 범주에 포함되는 것이다.
상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 개시에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

Claims (13)

  1. 현재 블록에 역변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 잔차 계수에 대한 정보를 파싱하는 단계;
    상기 정보를 역이진화하여, 상기 잔차 계수를 복원하는 단계; 및
    상기 잔차 계수에 대해 선택적으로 상기 역변환을 적용하는 단계를 포함하되,
    상기 역이진화는, 상기 잔차 계수에 대한 라이스 파라미터를 기초로 수행되고,
    상기 라이스 파라미터는, 참조 잔차 계수들의 절대값 합을 기초로 유도되는 제1 변수를 기초로 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 라이스 파라미터는,
    복수개의 구간들 중 상기 제1 변수가 속하는 구간에 매핑되는 시프팅 파라미터를 기초로 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 라이스 파라미터는,
    초기 라이스 파라미터에 상기 시프팅 파라미터를 가산하여 유도되고,
    상기 초기 라이스 파라미터는, 상기 시프팅 파라미터를 기초로 상기 제1 변수를 스케일링하여 유도된 제2 변수를 기초로 획득되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 구간들의 개수는 복호화기에서 기 정의된 값을 갖고,
    상기 기 정의된 값은 5인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 구간들의 개수는, 상기 현재 블록에 상기 역변환이 스킵되는지 여부에 따라 상이하게 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 구간들 각각의 범위는, 임계값에 의하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 임계값은, 상기 현재 블록에 상기 역변환이 스킵되는지 여부, 상기 현재 블록의 크기, 상기 현재 블록의 형태 또는 상기 현재 블록의 양자화 파라미터 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 임계값을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 명시적으로 시그날링되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 라이스 파라미터는, 초기 라이스 파라미터에 시프팅 파라미터를 가산하여 유도되고,
    상기 시프팅 파라미터는 상기 제1 변수를 스케일링하여 획득된 제2 변수를 기초로 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  10. 제10 항에 있어서,
    상기 시프팅 파라미터는 상기 제2 변수에 Floor 함수를 적용하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 정보는, 상기 잔차 계수의 절대값과 4와의 차분을 나타내는 제1 신택스 또는 상기 잔차 계수의 절대값을 나타내는 제2 신택스인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  12. 현재 블록에 변환이 스킵되는지 여부를 결정하는 단계;
    상기 변환을 적용 또는 스킵하여, 상기 현재 블록의 잔차 계수를 획득하는 단계;
    상기 잔차 계수에 대한 신택스 값을 결정하는 단계; 및
    상기 신택스를 이진화하는 단계를 포함하되,
    상기 이진화는, 상기 잔차 계수에 대한 라이스 파라미터를 기초로 수행되고,
    상기 라이스 파라미터는, 참조 잔차 계수들의 절대값 합을 기초로 유도되는 제1 변수를 기초로 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 압축된 비디오 데이터를 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 있어서,
    상기 압축된 비디오 데이터는, 현재 블록의 잔차 계수에 대한 정보를 포함하고,
    상기 정보를 역이진화하여, 상기 잔차 계수가 복원된고,
    상기 역이진화는, 상기 잔차 계수에 대한 라이스 파라미터를 기초로 수행되고,
    상기 라이스 파라미터는, 참조 잔차 계수들의 절대값 합을 기초로 유도되는 제1 변수를 기초로 유도되는 것을 특징으로 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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