WO2014003423A4 - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to encoding / decoding of an image, and more particularly, to a scanning method for a residual signal.
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • UHD video is twice as high as H.264 / AVC And aims at encoding with compression efficiency.
  • 3D broadcasting and mobile communication networks can provide high-quality images at lower frequencies.
  • the present invention provides an image encoding / decoding method and apparatus capable of improving encoding / decoding efficiency.
  • the present invention provides a method and apparatus for scanning a residual signal capable of improving encoding / decoding efficiency.
  • a video decoding method includes deriving a scan type of a residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block and applying the scan direction to a residual signal for the current block, ,
  • the transform skip block is a block to which no transform is applied to the current block and is specified based on information indicating whether or not the transform is applied to the current block.
  • the scan direction of the residual signal for the current block is set to one of a vertical scan, a horizontal scan, .
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block may be reset.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a vertical scan, it can be reset to a horizontal scan.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a horizontal scan, it can be reset to the vertical scan.
  • the scan can be reset to the upper right scan.
  • the step of deriving a scan direction of a residual signal for the current block may include: It can be derived as the scan direction of the residual signal for the current block.
  • the predetermined size may be 4x4 size.
  • a scan direction derived based on an intra prediction mode of the current block can be reset.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a vertical scan, it can be reset to a horizontal scan.
  • the scan direction derived based on the intra prediction mode of the current block is a horizontal scan, it can be reset to the vertical scan.
  • the scan can be reset to the upper right scan.
  • the predetermined size may be 4x4 size.
  • the scan direction of the residual signal for the current block is derived based on the intra prediction mode of the current block .
  • an image decoding apparatus includes a scan direction deriving unit for deriving a scan type of a residual signal with respect to the current block according to whether the current block is a conversion skip block and a scan direction deriving unit for applying the scan direction to a residual signal for the current block,
  • the transform skip block is a block to which no transform is applied to the current block and is specified based on information indicating whether or not the transform is applied to the current block.
  • a video encoding method includes deriving a scan type of a residual signal for the current block according to whether the current block is a transform skip block and applying the scan direction to a residual signal for the current block, ,
  • the transform skip block is a block to which no transform is applied to the current block and is specified based on information indicating whether or not the transform is applied to the current block.
  • an image encoding apparatus includes a scan direction deriving unit for deriving a scan type of a residual signal with respect to the current block according to whether the current block is a conversion skip block and a scan direction deriving unit for applying the scan direction to a residual signal for the current block,
  • the transform skip block is a block to which no transform is applied to the current block and is specified based on information indicating whether or not the transform is applied to the current block.
  • the block having the conversion process and the conversion skip block having the conversion process have different conversion coefficient characteristics. Therefore, by providing a method and an apparatus for deriving a scanning direction corresponding to a characteristic of a transform skip block rather than a transform coefficient scan method applied to a block performing an existing transform process, encoding and decoding efficiency of the residual signal can be enhanced .
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a divided structure of an image when encoding an image.
  • Fig. 4 is a diagram showing a form of a prediction unit (PU) that a coding unit (CU) can include.
  • FIG. 5 is a diagram showing the form of a conversion unit (TU) that the coding unit (CU) can include.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the intra prediction mode.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an upper-right scanning method for a transform coefficient.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of a method of determining a scan direction according to an intra prediction mode.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a method of selecting a frequency conversion scheme for a residual signal (residual image).
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a view showing an example of a scanning direction to which the present invention can be applied.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a flowchart showing a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • 15 is a diagram showing an example of a resolution difference between a luminance block and a color difference block.
  • 16 is a view showing another example of the resolution difference between the luminance block and the color difference block.
  • 17 is a block diagram schematically showing an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram schematically showing a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. may be used to describe various configurations, but the configurations are not limited by the term. The terms are used for the purpose of distinguishing one configuration from another.
  • first configuration may be referred to as the second configuration, and similarly, the second configuration may be named as the first configuration.
  • each constituent element shown in the embodiments of the present invention are shown independently to represent different characteristic functions, which do not mean that each constituent element is composed of separate hardware or a single software constituent unit. That is, each constituent unit is included in each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of each constituent unit may form one constituent unit or one constituent unit may be divided into a plurality of constituent units to perform a function.
  • the integrated embodiments and the separate embodiments of each component are also included in the scope of the present invention unless they depart from the essence of the present invention.
  • the components are not essential components to perform essential functions in the present invention, but may be optional components only to improve performance.
  • the present invention can be implemented only with components essential for realizing the essence of the present invention, except for the components used for the performance improvement, and can be implemented by only including the essential components except the optional components used for performance improvement Are also included in the scope of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 includes a motion prediction unit 111, a motion compensation unit 112, an intra prediction unit 120, a switch 115, a subtractor 125, a transform unit 130, A quantization unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160, an inverse transformation unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference image buffer 190.
  • the image encoding apparatus 100 may encode an input image in an intra mode or an inter mode and output a bit stream.
  • the switch 115 In the intra mode, the switch 115 is switched to the intra mode, and in the inter mode, the switch 115 can be switched to the inter mode.
  • Intra prediction is intra prediction
  • inter prediction is inter prediction.
  • the image encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image, and then may code a residual between the input block and the prediction block. At this time, the input image may mean an original picture.
  • the intraprediction unit 120 may generate a prediction block by performing spatial prediction using the pixel values of the already coded / decoded blocks around the current block.
  • the motion predicting unit 111 can find a motion vector by searching an area of the reference picture stored in the reference picture buffer 190 that is best matched with the input block.
  • the motion compensation unit 112 may generate a prediction block by performing motion compensation using a motion vector.
  • the motion vector is a two-dimensional vector used for inter prediction, and can represent an offset between the current image to be encoded / decoded and the reference image.
  • the subtractor 125 may generate a residual block by a difference between the input block and the generated prediction block.
  • the transforming unit 130 may perform a transform on the residual block to output a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 may quantize the input transform coefficients according to a quantization parameter (or a quantization parameter) to output a quantized coefficient.
  • the entropy encoding unit 150 may output a bit stream by performing entropy encoding based on the values calculated by the quantization unit 140 or the encoding parameter values calculated in the encoding process.
  • entropy encoding When entropy encoding is applied, a small number of bits are allocated to a symbol having a high probability of occurrence, and a large number of bits are allocated to a symbol having a low probability of occurrence, thereby expressing symbols, The size of the column can be reduced. Therefore, the compression performance of the image encoding can be enhanced through the entropy encoding.
  • the entropy encoding unit 150 may use an encoding method such as Exponential-Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • an encoding method such as Exponential-Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • the image encoding apparatus 100 Since the image encoding apparatus 100 according to the embodiment of FIG. 1 performs inter-prediction encoding, that is, inter-view prediction encoding, the currently encoded image needs to be decoded and stored for use as a reference image. Accordingly, the quantized coefficients are inversely quantized in the inverse quantization unit 160 and inversely transformed in the inverse transformation unit 170. The inverse quantized and inverse transformed coefficients are added to the prediction block through the adder 175 and a reconstruction block is generated.
  • the restoration block passes through the filter unit 180 and the filter unit 180 applies at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) can do.
  • the filter unit 180 may be referred to as an adaptive in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion occurring at the boundary between the blocks.
  • the SAO may add a proper offset value to the pixel value to compensate for coding errors.
  • ALF can perform filtering based on the comparison between the reconstructed image and the original image.
  • the reconstruction block having passed through the filter unit 180 can be stored in the reference picture buffer 190.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an intra prediction unit 240, a motion compensation unit 250, an adder 255 A filter unit 260, and a reference picture buffer 270.
  • the video decoding apparatus 200 receives the bit stream output from the encoder and decodes the video stream into the intra mode or the inter mode, and outputs the reconstructed video, that is, the reconstructed video.
  • the switch In the intra mode, the switch is switched to the intra mode, and in the inter mode, the switch can be switched to the inter mode.
  • the image decoding apparatus 200 may obtain a reconstructed residual block from the input bitstream, generate a prediction block, and add the reconstructed residual block and the prediction block to generate a reconstructed block, i.e., a reconstructed block .
  • the entropy decoding unit 210 may entropy-decode the input bitstream according to a probability distribution to generate symbols including a symbol of a quantized coefficient type.
  • the quantized coefficients are inversely quantized in the inverse quantization unit 220 and inversely transformed in the inverse transformation unit 230.
  • the reconstructed residual block can be generated as a result of inverse quantization / inverse transformation of the quantized coefficients.
  • the intraprediction unit 240 may generate a prediction block by performing spatial prediction using the pixel value of the already decoded block around the current block.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by performing motion compensation using a motion vector and a reference image stored in the reference picture buffer 270.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, SAO, and ALF to a restoration block or a restored picture.
  • the filter unit 260 may output a reconstructed image, that is, a reconstructed image.
  • the reconstructed image is stored in the reference picture buffer 270 and can be used for inter prediction.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a divided structure of an image when encoding an image.
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • coding is performed by a coding unit (CU) in order to efficiently divide an image.
  • CU coding unit
  • the HEVC sequentially divides the image 300 in units of a Largest Coding Unit (LCU), and then determines a divided structure in units of LCUs.
  • the division structure means a distribution of a coding unit (hereinafter referred to as a CU) for efficiently encoding an image in the LCU 310, and this distribution is a distribution of four CUs reduced to half of the horizontal size and vertical size thereof. Quot; CU " A partitioned CU can be recursively partitioned into four CUs whose halftone and vertical sizes are reduced by half for CUs partitioned in the same manner.
  • the depth information is information indicating the size of the CU, and is stored for each CU.
  • the depth of the LCU may be zero and the depth of the Smallest Coding Unit (SCU) may be a predefined maximum depth.
  • the LCU is a coding unit having a maximum coding unit size as described above, and a Smallest Coding Unit (SCU) is a coding unit having a minimum coding unit size.
  • the depth of the CU increases by one each time the LCU 310 divides into halves and halves. For each depth, a CU that does not perform a partitioning has a size of 2Nx2N, and a CU that performs a partitioning is divided into 4 CUs having a size of NxN in a 2Nx2N size CU. The size of N decreases by half every time the depth increases by one.
  • the size of the LCU having the minimum depth of 0 is 64x64 pixels
  • the size of the SCU having the maximum depth of 3 may be 8x8 pixels.
  • the CU (LCU) of 64x64 pixels can be represented by depth 0, the CU of 32x32 pixels by depth 1, the CU of 16x16 pixels by depth 2, and the CU (SCU) of 8x8 pixel by depth 3.
  • information on whether to divide a specific CU can be expressed through division information of 1 bit for each CU.
  • This division information can be included in all the CUs except for the SCU. For example, when the CU is not divided, 0 can be stored in the division information, and when the CU is divided, 1 can be stored in the division information.
  • the CU divided from the LCU includes a prediction unit (PU) or a prediction unit (PB), which is a basic unit for prediction, and a transform unit (TU or Transform Block; TB) .
  • PU prediction unit
  • PB prediction unit
  • TU Transform Block
  • Fig. 4 is a diagram showing a form of a prediction unit (PU) that a coding unit (CU) can include.
  • a CU that is no longer subdivided among the CUs segmented from the LCU is divided into one or more prediction units, and this action itself is also referred to as a partition (or partition).
  • the prediction unit (hereinafter referred to as PU) is a basic unit for performing prediction, and is encoded in any one of a skip mode, an inter mode, and an intra mode, and is divided into various forms according to each mode .
  • the 2Nx2N mode 410 having the same size as the CU can be supported without a partition in the CU.
  • inter mode eight partitioned types in the CU such as 2Nx2N mode 410, 2NxN mode 415, Nx2N mode 420, NxN mode 425, 2NxnU mode 430, 2NxnD mode 435 ), nLx2N mode 440, and nRx2N mode 445, for example.
  • the 2Nx2N mode 410 and the NxN mode 425 can be supported in the CU.
  • FIG. 5 is a diagram showing the form of a conversion unit (TU) that the coding unit (CU) can include.
  • a conversion unit (hereinafter referred to as a TU) is a basic unit used for a space conversion and a quantization process in a CU.
  • the TU may have a square or rectangular shape.
  • a CU that is not further divided among the CUs segmented from the LCU may be divided into one or more TUs.
  • the partition structure of the TU may be a quad-tree structure.
  • one CU 510 may be divided into one or more TUs of various sizes according to a quad tree structure.
  • HEVC performs intraprediction (hereinafter referred to as intraprediction) coding as in H.264 / AVC.
  • intraprediction intraprediction
  • the neighboring blocks located around the current block are used according to the intra prediction mode (or prediction direction) Predictive encoding is performed.
  • H.264 / AVC has 9 directional prediction modes, while HEVC performs 36 types of prediction modes including 33 directional prediction modes and 3 non-directional prediction modes.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the intra prediction mode. Different intra mode prediction modes may be assigned different mode numbers.
  • Planar Intra_Planar
  • DC Intra_DC
  • LM Intra_FromLuma
  • Encoding for the 36 intraprediction modes as shown in FIG. 6 can be applied to the luminance signal and the color difference signal, respectively.
  • the intra prediction mode can be encoded in three ways as shown in Table 1 below.
  • Table 1 shows an example of a method of encoding an intra prediction mode for a color difference signal.
  • the encoding method of the intra-prediction mode for three color-difference signals will be described with reference to Table 1.
  • the first method uses a derived mode (DM) in which an intraprediction mode of a luminance signal is directly applied to an intraprediction mode of a color difference signal.
  • the second method is a method using an encoding mode (EM (Explicit Mode) applying an actual intra prediction mode.
  • the intra prediction modes of the color difference signals encoded in the EM mode are Planar, Average mode (DC), Horizontal mode (Hor), Vertical mode (Ver) Mode).
  • the third method is a method using an LM mode for predicting a color difference signal from a restored luminance signal. The most efficient encoding method of the three modes described above can be selected.
  • the prediction image for the signal obtained by performing the prediction using the intra prediction mode as described above may have a difference value from the original image.
  • the difference image having a difference value between the predicted image and the original image can be subjected to entropy encoding after frequency domain transformation and quantization.
  • the coefficients of the quantized image of the two-dimensional form can be rearranged in a one-dimensional form.
  • a zigzag scanning method is used in a video coding method such as a conventional H.264 / AVC, but an up-right scanning is basically used in an HEVC.
  • the frequency domain transform may include an integer transform, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), or an intra prediction mode dependent DCT / DST.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • intra prediction mode dependent DCT / DST intra prediction mode dependent DCT / DST.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an upper-right scanning method for a transform coefficient.
  • a block having an arbitrary size can be divided into sub-blocks each having a size of 4x4 to perform encoding.
  • a 16x16 block can be divided into 16 4x4 subblocks and coded.
  • the flag may be significant_coeff_group_flag (sigGrpFlag). If the value of significant_coeff_group_flag is 1, it means that there is at least one quantized transform coefficient in the corresponding 4x4 sub-block. Conversely, if the value of significant_coeff_group_flag is 0, it means that there is no quantized transform coefficient in the corresponding 4x4 sub- have.
  • the scan direction (scan type or scan order) and the scan direction for significant_coeff_group_flag for the 4x4 sub-block shown in FIG. 7 basically use the upper right scan direction.
  • the upper right direction scanning method is applied.
  • the upper left direction (Up-right), the horizontal direction (Horizontal), and the vertical direction (Vertical) scan are used for the scanning method for the quantization coefficient.
  • an upper-right scanning method may be basically used.
  • the scan direction in the intra prediction may be selected differently depending on the intra prediction mode, and this may be applied to both the luminance signal and the color difference signal.
  • Table 2 below shows an example of a method of determining the scan direction according to the intra prediction mode.
  • IntraPredModeValue means intra prediction mode.
  • the luminance signal corresponds to the IntraPredMode value
  • the color difference signal corresponds to the IntraPredModeC value.
  • log2TrafoSize indicates the size of the current transform block using log. For example, a value of IntraPredModeValue of 1 means an average mode (DC; Intra_DC), and a value of log2TrafoSize-2 of 1 means a block of 8x8 size.
  • the numbers 0, 1 and 2 determined by the intra prediction mode (IntraPredModeValue) and the current transform block size (log2TrafoSize) indicate the scanning direction.
  • the upper right scanning direction (Up-right) may be represented by 0, the horizontal scanning direction (Horizontal) by 1, and the vertical scanning direction (Vertical) by 2.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an embodiment of a method of determining a scan direction according to an intra prediction mode.
  • the method of FIG. 8 can be performed in the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 8, the method of FIG. 8 is described as being performed by the encoding apparatus for the sake of convenience of explanation, but it can also be applied to the decoding apparatus as well.
  • IntraPredMode indicates an intra prediction mode for a luminance signal
  • IntraPredModeC indicates an intra prediction mode for a color difference signal
  • IntraPredMode (C) may be a luminance signal or a color difference signal depending on the component of the signal.
  • the encoding apparatus determines to use the upper right direction scan by scanning for the residual signal (S860).
  • the encoding device determines to use the upper right directional scan by scanning for the residual signal (S860) .
  • the encoding device applies the intra prediction mode (IntraPredMode And determines the scan direction for the scan.
  • the encoding apparatus determines to use the vertical direction scan in the scan for the residual signal (S840).
  • the encoder determines to use the horizontal scan as a scan for the residual signal (S850).
  • IntraPredMode (C) determines to use the upper right directional scan in the scan for the residual signal (S860) .
  • the difference value (or residual signal, residual) between the original image and the predicted image is subjected to frequency domain transformation and quantization, and then entropy-coded.
  • an integer transform an integer discrete cosine transform (DCT), an integer discrete cosine transform (DST), or an intra prediction mode dependent DCT / DST, It is applied adaptively.
  • a transform skip algorithm may be applied to enhance coding efficiency in screen contents such as a document image or a PowerPoint presentation image.
  • a transform skip algorithm When a transform skip algorithm is applied, the difference value (or residual signal, residual) between the original image and the predicted image is directly quantized and then entropy-encoded without frequency conversion. Therefore, the frequency conversion process is skipped in the block to which the conversion skip algorithm is applied.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an example of a method of selecting a frequency conversion scheme for a residual signal (residual image).
  • the method of FIG. 9 can be performed in the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 9, the method of FIG. 9 is described as being performed by the encoding apparatus for the sake of convenience of explanation, but it can also be applied to the decoding apparatus as well.
  • the encoding device performs frequency conversion on the luminance signal of the current block and the residual image of the color- (S990). ≪ / RTI >
  • the encoding device obtains an intra prediction mode (IntraPredMode) for the luminance signal of the current block (S910).
  • IntraPredMode intra prediction mode for the luminance signal of the current block
  • the encoder applies integer conversion or DCT to the frequency transform of the luminance signal of the current block and the residual image of the color difference signal (S990).
  • the encoder checks the intra prediction mode of the current block.
  • the encoder applies DST in the horizontal direction and DCT in the vertical direction as a frequency conversion method for the luminance signal of the current block (S960).
  • the frequency conversion method for the color difference signal of the current block can apply DCT in both horizontal and vertical directions.
  • the encoding apparatus applies DST to both the horizontal and vertical directions using the frequency conversion scheme for the luminance signal of the current block (S970).
  • the frequency conversion method for the color difference signal of the current block can apply DCT in both horizontal and vertical directions.
  • the encoder applies DCT for the horizontal direction and DCT for the vertical direction to apply the DST to the luminance signal of the current block (S980).
  • the frequency conversion method for the color difference signal of the current block can apply DCT in both horizontal and vertical directions.
  • the encoding apparatus applies DCT to both the horizontal and vertical directions using the frequency conversion scheme for the luminance signal of the current block and the residual image of the color difference signal (S990).
  • the iWidth is an indicator indicating the size of the transform block, and the iWidth value according to the size of each transform block can be allocated as follows.
  • the size of the transform block is 64x64, the iWidth is 64, the size of the transform block is 32x32, the size of the transform block is 32, the size of the transform block is 16x16, IWidth may be 4 if the size of the transform block is 4x4 and iWidth may be 2 if the transform block size is 2x2.
  • the transform process for scaled transform coefficients is as follows.
  • cIdx is '0', it means a luminance signal. If cIdx is '1' or cIdx is '2', it means a color difference signal. If cIdx is '1', it means Cb in the chrominance signal, and if cIdx is '2', it means Cr in the chrominance signal.
  • the encoding mode (PredMode) of the current block is the intra prediction mode (Intra)
  • the value of Log2 (nW * nH) is equal to 4 and the value of cIdx is 0,
  • the horizTrType and vertTrType are obtained from Table 3 below. If not, set the variables horizTrType and vertTrType to '0'.
  • the residual image of the current block is performed in the following order.
  • the inverse transform process is performed for the scaled transform coefficients with the values horizTrType and vertTrType.
  • the size (nW, nH) of the current block, the scaled transform coefficient array (nWxnH array d), and the variable horizTrType are input and the one-dimensional inverse transform is performed in the horizontal direction to output the array (nWxnH array e).
  • the size (nW, nH) of the current block, the array (nWxnH array g), and the variable vertTrType are input, and one-dimensional inverse transformation is performed in the vertical direction.
  • an array (nWxnH) array r for the residual signal is set according to the following equation (2) according to cIdx.
  • the block to which the transform skip algorithm is applied does not perform the frequency transform process. Therefore, the block having the existing frequency conversion process and the conversion skip block have different conversion coefficient characteristics. That is, when the transform coefficient scanning method applied to the block performing the existing frequency conversion process is applied to the conversion skip block, the coding efficiency can be reduced. Therefore, the present invention provides a coefficient scan method applicable to a transform skip block.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 10 can be performed in the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 10, the method of FIG. 10 is described as being performed by the encoding apparatus for the sake of convenience of explanation, but it can also be applied to the decoding apparatus as well.
  • the scan direction for the residual signal (or the transform coefficient) of the current block may be determined depending on whether the current residual signal is a transformation skip algorithm.
  • the encoding apparatus determines a scan direction (Scan Type) for the residual signal of the current block as a horizontal scan (S1010).
  • the encoding apparatus determines a scan direction for the residual signal of the current block based on the intra prediction mode of the current block (S1020). For example, based on the intra prediction mode of the current block, it may be derived in either of the upper right direction (Up-right), the horizontal direction (Horizontal), and the vertical direction (Vertical) Can be applied.
  • the scan direction for the residual signal of the current block is determined to be the horizontal scan, but this is only an example, and the present invention is limited to this It is not.
  • the scan direction for the residual signal of the current block may be determined as an upper right scan or a vertical scan.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 11 can be performed in the above-described encoding apparatus of FIG. 1 or the above-described decoding apparatus of FIG. In the embodiment of FIG. 11, the method of FIG. 11 is described as being performed in the encoding apparatus for the sake of convenience of explanation, but it can be similarly applied to the decoding apparatus.
  • the encoding apparatus parses information indicating whether a residual signal (or a transform coefficient) exists in the current block (S1100).
  • information indicating whether a residual signal exists in the current block may be 'cbf'. If there is a residual signal in the current block, that is, if the current block contains one or more non-zero transform coefficients, the value of 'cbf' may be one. Otherwise (if no residual signal is present in the current block), the value of 'cbf' may be zero.
  • the following process proceeds. Otherwise, when information indicating whether or not a residual signal exists in the current block indicates that there is no residual signal in the current block, for example, when the value of cbf is 0 (S1105), the scan direction induction process of FIG. (S1110).
  • the coding apparatus indicates the difference value of the quantization step for the current block Information is parsed (S1115).
  • the information indicating the difference value of the quantization step for the current block may be a variable 'cu_qp_delta'.
  • step S1115 may be omitted and the next step S1120 may be performed.
  • the encoder sets information on the size of the current block (S1120).
  • log2TrafoSize may be a result of right-shifting the sum of 'log2TrafoWidth' representing the width of the current block and 'log2TrafoHeight' representing the height of the current block.
  • log2TrafoSize denotes the size of the TU block for the luminance signal.
  • the encoder sets both log2TrafoWidth and log2TrafoHeight of the current block to 2 S1130). That is, the width and height of the current block are set to a size of 4.
  • Cu_tranquant_bypass_flag the mode in which the transformation and quantization are not performed
  • the encoding apparatus parses information indicating whether or not to apply the transform to the current block, e.g., transform_skip_flag (S1140).
  • the coding apparatus can determine the scanning direction for the residual signal of the current block based on the intra prediction mode of the current block as described above with reference to FIG. 8 (S1150 ⁇ S1160).
  • an intra prediction mode (IntraPredMode The scan direction for the residual signal of the current block can be determined (S1155). Otherwise, if the value of cIdx of the current block is not 0 (S1150), that is, if the current block is a color difference signal, a scan for the residual signal of the current block based on the intra prediction mode (IntraPredModeC) Direction (S1160).
  • scanIdx may be an index value indicating a scan direction for a residual signal of the current block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction, when the value of scanIdx is 1, the horizontal direction, and when the value of scanIdx is 2, the vertical direction can be indicated.
  • ScanType may be a table indicating the scan direction determined by the intra-prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • IntraPredMode denotes an intra prediction mode for a luminance signal
  • IntraPredModeC denotes an intra prediction mode for a color difference signal.
  • the scan direction for the residual signal of the current block is set to the upper right direction, but this is only an example, and the present invention is not limited thereto.
  • the encoding apparatus parses the coefficient for the current block using the determined scanning direction (S1170).
  • FIG. 12 is a view showing an example of a scanning direction to which the present invention can be applied.
  • FIG. 12A shows an example of applying a diagonal scan (or top rightward scan) to a 4x4 block.
  • a residual signal (or a transform coefficient) in a 4x4 block can be scanned in the same order as in FIG. 12 (a).
  • the diagonal scanning direction shown in FIG. 12A is only one example, and the present invention is not limited thereto.
  • the remaining signal may be scanned by applying the diagonal scanning direction when the 4x4 block shown in FIG. 12 (a) is rotated 180 degrees to the right.
  • FIG. 12 (b) shows an example of applying a vertical scan to a 4x4 block.
  • a residual signal (or a transform coefficient) in a 4x4 block can be scanned in the same order as shown in FIG. 12 (b).
  • the vertical scanning direction shown in FIG. 12 (b) is only one example, and the present invention is not limited thereto.
  • the remaining signal may be scanned by applying the vertical scanning direction when the 4x4 block shown in FIG. 12 (b) is rotated 180 degrees to the right.
  • FIG. 12 (c) shows an example of applying a horizontal scan to a 4x4 block.
  • the residual signal (or the transform coefficient) in the 4x4 block can be scanned in the same order as in FIG. 12 (c).
  • the vertical scanning direction shown in FIG. 12C is only one example, and the present invention is not limited thereto.
  • the residual signal may be scanned by applying the horizontal scanning direction when the 4x4 block shown in (c) of FIG. 12 is rotated 180 degrees to the right.
  • FIGS. 10 and 11 can be expressed as Tables 4 and 5 when they are reflected in the TU (conversion unit) and the encoding syntax for the residual signal.
  • Table 4 shows the TU coding syntax according to an embodiment of the present invention.
  • transform_unit represents a bit stream for a coefficient of one TU block.
  • transform_unit represents a bit stream for a coefficient of one TU block.
  • the information (cbf_luma) indicating whether there is a residual signal in the luminance signal and the information (cbf_cb, cbf_cr) about whether there is a residual signal in the color difference signal whether or not residual coding of the residual signal for the TU block is parsed .
  • Table 5 shows the residual signal coding syntax according to an embodiment of the present invention.
  • residual_coding denotes a bit stream for a coefficient of one TU block.
  • one TU block may be a luminance signal or a color difference signal.
  • log2TrafoWidth is the width of the current block
  • log2TrafoHeight is the height of the current block.
  • log2TrafoSize means the result of right shift operation of the sum of input log2TrafoWidth and log2TrafoHeight and means the TU block size for the luminance signal.
  • PredMode indicates a coding mode for the current block, intra coding for intra picture coding, and inter coding for inter picture coding.
  • the scanIdx may be an index indicating a scan direction for the luminance signal of the current TU block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction, when the value of scanIdx is 1, the horizontal direction, and when the value of scanIdx is 2, the vertical direction can be indicated.
  • ScanType may be a table indicating the scan direction determined by the intra-prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • ScanType DIAG" or "Up-right” is one example.
  • IntraPredMode denotes an intra prediction mode for a luminance signal
  • IntraPredModeC denotes an intra prediction mode for a color difference signal
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to an embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 13 can be performed in the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 13, the method of FIG. 13 is described as being performed by the encoding apparatus for the sake of convenience of explanation, but it can also be applied to the decoding apparatus as well.
  • the encoding apparatus determines a scan type for a residual signal of a current block based on an intra prediction mode of a current block (S1300).
  • the intra prediction mode of the current block may be derived in either of the upper right direction (Up-right), the horizontal direction (Horizontal), and the vertical direction (Vertical) Can be applied.
  • the encoding apparatus If the residual signal (or the transform coefficient) of the current block is the transform skip block (S1310), the encoding apparatus resets the scan direction for the residual signal of the current block (S1330 to S1370). Otherwise, the scan direction induction process of FIG. 13 is terminated (S1320). At this time, the scan direction for the residual signal of the current block is applied to the scan direction determined in step S1300.
  • the encoding device resets the scan direction for the residual signal of the current block to the horizontal direction (S1350).
  • the encoding device sets the scan direction for the residual signal of the current block as vertical (S1360).
  • the encoding device scans for the residual signal of the current block Direction to the upper right direction (S1370).
  • the method of resetting the scan direction according to the conversion skip block according to the embodiment of FIG. 13 may be variously applied.
  • the scan direction of the luminance signal derived in accordance with the embodiment of FIG. 13 can be equally applied to the color difference signal. That is, the scanning direction of the luminance signal and the scanning direction of the color difference signal are the same.
  • the embodiment of FIG. 13 can be applied to each of the luminance signal and the color difference signal.
  • the scan direction of the current block may be determined through the scan direction of the neighboring block.
  • another kind of scanning direction other than the conventional scanning direction e.g., vertical direction, horizontal direction, upper right direction
  • FIG. 14 is a flowchart showing a method of deriving a scan direction for a residual signal (or a transform coefficient) according to another embodiment of the present invention.
  • the method of FIG. 14 can be performed in the encoding apparatus of FIG. 1 or the decoding apparatus of FIG. 2 described above. In the embodiment of FIG. 14, the method of FIG. 14 is described as being performed by the encoding apparatus for the sake of convenience of explanation, but it can also be applied to the decoding apparatus as well.
  • the encoding apparatus parses information indicating whether a residual signal (or a transform coefficient) exists in the current block (S1400).
  • information indicating whether a residual signal exists in the current block may be 'cbf'. If there is a residual signal in the current block, that is, if the current block contains one or more non-zero transform coefficients, the value of 'cbf' may be one. Otherwise (if no residual signal is present in the current block), the value of 'cbf' may be zero.
  • the information indicating whether or not there is a residual signal in the current block indicates that a residual signal exists in the current block, for example, if the value of cbf is 1 (S1405), the following process proceeds. Otherwise, if the information indicating whether or not a residual signal exists in the current block indicates that there is no residual signal in the current block, for example, if the value of cbf is 0 (S1405), the next process for the current block is ended (S1410).
  • the encoder indicates the difference value of the quantization step for the current block.
  • the information is parsed (S1415).
  • the information indicating the difference value of the quantization step for the current block may be a variable 'cu_qp_delta'.
  • step S1415 may be omitted and the next step S1420 may be performed.
  • the encoder sets information on the size of the current block (S1420).
  • log2TrafoSize may be a result of right-shifting the sum of 'log2TrafoWidth' representing the width of the current block and 'log2TrafoHeight' representing the height of the current block.
  • log2TrafoSize denotes the size of the TU block for the luminance signal.
  • the encoder sets both log2TrafoWidth and log2TrafoHeight of the current block to 2 S1430). That is, the width and height of the current block are set to a size of 4.
  • Cu_tranquant_bypass_flag the mode in which the transformation and quantization are not performed
  • the log2TraffoWidth and the log2TrapeoHeight of the current block are both 2 (S1435)
  • the encoding device parses information indicating whether to apply the transform to the current block, e.g., transform_skip_flag (S1440).
  • the coding apparatus calculates the residual signal of the current block based on the intra prediction mode of the current block (S1450 to S1460).
  • the intra prediction mode (IntraPredMode The scan direction for the residual signal of the current block can be determined (S1455). Otherwise, if the value of cIdx of the current block is not 0 (S1450), that is, if the current block is a color difference signal, a scan for the residual signal of the current block based on the intra prediction mode (IntraPredModeC) Direction (S1460).
  • scanIdx may be an index value indicating a scan direction for a residual signal of the current block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction, when the value of scanIdx is 1, the horizontal direction, and when the value of scanIdx is 2, the vertical direction can be indicated.
  • ScanType may be a table indicating the scan direction determined by the intra-prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • IntraPredMode denotes an intra prediction mode for a luminance signal
  • IntraPredModeC denotes an intra prediction mode for a color difference signal.
  • step S1445 if the coding mode of the current block is not coded in the intra prediction mode, the coding apparatus determines the scanning direction for the residual signal of the current block to be one of the upper right direction, the horizontal direction, and the vertical direction (S1465) . For example, by setting the value of scanIdx to 0, the scan direction for the residual signal of the current block can be determined as the upper right direction.
  • the encoding apparatus resets the determined scanning direction according to whether the current block is a conversion skip block (S1470).
  • the determined scanning direction can be reset by applying the method of FIG. 13 described above. If the current block is a transform skip block (when the parsed transform_skip_flag is 1), the encoder resets the determined scanning direction to the horizontal direction if the determined scanning direction is the vertical direction, and resets it to the vertical direction if the determined scanning direction is the horizontal direction can do.
  • the encoding apparatus parses the coefficient for the current block using the reset scanning direction (S1475).
  • Figs. 13 and 14 can be expressed as Tables 6 and 7 when they are reflected in the TU (conversion unit) and the encoding syntax for the residual signal.
  • Table 6 shows the TU coding syntax according to an embodiment of the present invention.
  • transform_unit represents a bit stream for a coefficient of one TU block.
  • transform_unit represents a bit stream for a coefficient of one TU block.
  • the information (cbf_luma) indicating whether there is a residual signal in the luminance signal and the information (cbf_cb, cbf_cr) about whether there is a residual signal in the color difference signal whether or not residual coding of the residual signal for the TU block is parsed .
  • Table 7 shows the residual signal coding syntax according to an embodiment of the present invention.
  • residual_coding denotes a bit stream for a coefficient of one TU block.
  • one TU block may be a luminance signal or a color difference signal.
  • log2TrafoWidth is the width of the current block
  • log2TrafoHeight is the height of the current block.
  • log2TrafoSize means the result of right shift operation of the sum of input log2TrafoWidth and log2TrafoHeight and means the TU block size for the luminance signal.
  • PredMode indicates a coding mode for the current block, intra coding for intra picture coding, and inter coding for inter picture coding.
  • the scanIdx may be an index indicating a scan direction for the luminance signal of the current TU block. For example, if the value of scanIdx is 0, the upper right direction, when the value of scanIdx is 1, the horizontal direction, and when the value of scanIdx is 2, the vertical direction can be indicated.
  • ScanType may be a table indicating the scan direction determined by the intra-prediction mode of Table 2 and the size of the current block.
  • ScanType DIAG" or "Up-right” is one example.
  • IntraPredMode denotes an intra prediction mode for a luminance signal
  • IntraPredModeC denotes an intra prediction mode for a color difference signal
  • the above-described embodiments may have different application ranges depending on the block size, the CU depth, or the TU depth.
  • the variable (for example, the size or depth information of the block) for determining the coverage can be set to use a predetermined value by the encoder or the decoder, use a predetermined value according to the profile or the level, If the value is written in the bitstream, the decoder may use this value from the bitstream.
  • Method A applies only to a given depth or more
  • Method B applies only to a given depth or less
  • Method C applies only to a given depth.
  • Table 8 shows an example of a method for determining the extent to which the inventive methods are applied according to the CU (or TU) depth.
  • O means applying the method to the corresponding depth of the CU (or TU)
  • X means not applying the method to the corresponding depth of the CU (or TU).
  • any indicator e.g., a flag
  • a value one greater than the maximum value of the CU depth may be applied It can also be expressed by signaling with a CU depth value indicating the range.
  • the method of determining the range of applying the methods of the present invention according to the depth of CU (or TU) described above is similar to that of the first embodiment (Figs. 10 and 11) of the present invention described above, (Figs. 13 and 14), respectively.
  • the method of determining the range to which the methods of the present invention are applied according to the CU (or TU) depth described above can be applied even when the resolution between the luminance signal and the color difference signal is different.
  • a method of determining the application range of the frequency conversion method (or the scanning direction) when the resolution between the luminance signal and the color difference signal is different will be described with reference to FIG. 15 and FIG.
  • 15 is a diagram showing an example of a resolution difference between a luminance block and a color difference block.
  • the luminance block 1510 of 8x8 size is a 4x4 size And corresponds to the color difference block 1520.
  • the 8x8 luminance block 1510 may have four 4x4 luminance blocks, and each of the 4x4 luminance blocks may have an intra prediction mode.
  • the 4x4 color difference block 1520 may not be divided into 2x2 color difference blocks.
  • the 4x4 color difference block 1520 may have one intra prediction mode.
  • an intra prediction mode of an 8x8 luminance block 1510 for deriving a frequency conversion scheme (or a scanning direction) for a residual signal of a 4x4 color difference block 1520 includes four 4x4 luminance
  • One of the intra prediction modes of the block may be used.
  • the method of deriving the intra prediction mode in order to selectively apply the frequency conversion method (or the scanning direction) to the residual signal of the color difference signal may be variously applied as in any one of the following 1 to 4.
  • Intra prediction mode of the block located on the upper left of the luminance signal block can be used.
  • the intraprediction mode of the block located at the upper right corner of the luminance signal block or the block located at the lower left corner or the lower right corner can be used.
  • the mean or median of the four luminance signal blocks can be used.
  • An average value or an intermediate value using intra prediction modes of four luminance signal blocks of the current block and color difference signal blocks of neighboring blocks of the current block can be used.
  • the intra prediction mode for the color difference signal can be derived by various methods.
  • 16 is a view showing another example of the resolution difference between the luminance block and the color difference block.
  • a 16x16 luminance block 1610 may have one intra-prediction mode.
  • the 8x8 color difference block 1620 can be divided into four 4x4 color difference blocks, and each of the 4x4 color difference blocks can have the intra prediction mode.
  • the intraprediction mode of the 16x16 luminance block 1610 may be used to derive a frequency conversion scheme (or scan direction) for the residual signal of the 8x8 color difference block 1620.
  • [ (Luminance block or chrominance block) of the current block in order to derive a frequency conversion scheme (or scan direction) for the residual signal of the 8x8 color difference block 1620 and to use the intraprediction mode.
  • the application range of the frequency conversion method or the scan direction may be differently applied to the color difference block depending on the size of the luminance block, or may be applied differently to the luminance signal image and the color difference signal image, It can be applied differently.
  • Table 9 is an example schematically showing a combination of methods for determining the application range according to the block size, color difference signal and luminance signal, vertical direction and horizontal direction and the like.
  • Method 1 of the methods of Table 9 shows that when the size of the luminance block is 8 (8x8, 8x4, 2x8, etc.) and the size of the color difference block is 4 (4x4, 4x2, 2x4)
  • the first embodiment (FIGS. 10 and 11) or the second embodiment (FIGS. 13 and 14) of the present invention can be applied to the luminance signal, the color difference signal, the horizontal signal, and the vertical signal.
  • the luminance block size is 16 (16x16, 8x16, 4x16, etc.) and the color difference block size is 4 (4x4, 4x2, 2x4)
  • the first embodiment (FIGS. 10 and 11) or the second embodiment of the present invention (FIGS. 13 and 14) can be applied to the luminance signal, the color difference signal, and the horizontal signal and not to the vertical signal.
  • 17 is a block diagram schematically showing an encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the encoding apparatus 1700 includes a scan direction deriving unit 1710 and a scanning unit 1720.
  • the scan direction derivation unit 1710 derives the scan direction of the residual signal for the current block according to whether the current block is a conversion skip block.
  • the conversion skip block is a block to which no conversion is applied to the current block, and may be specified based on information indicating whether to apply the conversion to the current block, for example, transform_skip_flag.
  • a specific method of deriving the scan direction for the residual signal of the current block according to whether the current block is a conversion skip block is as described in detail in the embodiments of the present invention.
  • the scanning unit 1720 applies the scanning direction derived by the scanning direction derivation unit 1710 to the residual signal of the current block.
  • the residual signal of the current block can be scanned in the scan direction shown in FIG.
  • FIG. 18 is a block diagram schematically showing a decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the decoding apparatus 1800 includes a scanning direction deriving unit 1810 and a scanning unit 1820.
  • the scan direction deriving unit 1810 derives the scan direction of the residual signal for the current block according to whether the current block is a conversion skip block.
  • the conversion skip block is a block to which no conversion is applied to the current block, and may be specified based on information indicating whether to apply the conversion to the current block, for example, transform_skip_flag.
  • a specific method of deriving the scan direction for the residual signal of the current block according to whether the current block is a conversion skip block is as described in detail in the embodiments of the present invention.
  • the scanning unit 1820 applies the scanning direction derived by the scanning direction derivation unit 1810 to the residual signal of the current block.
  • the residual signal of the current block can be scanned in the scan direction shown in FIG.

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Abstract

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 개시된다. 상기 영상 복호화 방법은 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치
본 발명은 영상의 부호화/복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 잔여 신호에 대한 스캔 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 해상도(1280x1024 혹은 1920x1080)를 가지는 방송 서비스가 국내뿐만 아니라 세계적으로 확대되고 있다. 이에 따라 많은 사용자들이 고해상도, 고화질의 영상에 많이 익숙해지고 있으며 그에 발맞춰서 많은 기관에서는 차세대 영상기기에 대한 개발에 박차를 가하고 있다. 또한 HDTV와 더불어 HDTV의 4배 이상의 해상도를 갖는 UHD(Ultra High Definition)에 대한 관심이 증대되면서 동영상 표준화 단체들은 보다 높은 해상도, 고화질의 영상에 대한 압축기술의 필요성을 인식하게 되었다. 또한 현재 HDTV, 휴대전화, 블루레이 플레이어에 사용되는 H.264/AVC보다 높은 압축 효율을 통해 동일한 화질을 유지하면서도 주파수 대역이나 저장 측면에서 많은 이득을 얻을 수 있는 새로운 표준이 절실한 실정이다.
현재 MPEG(Moving Picture Experts Group)과 VCEG(Video Coding Experts Group)는 공동으로 차세대 비디오 코덱인 HEVC(High Efficiency Video Coding)를 표준화하고 있으며, UHD 영상까지 포함한 영상을 H.264/AVC 대비 2배의 압축효율로 부호화를 하는 것을 목표로 하고 있다. 이는 HD, UHD 영상뿐만 아니라 3D 방송 및 이동통신망에서도 현재보다 낮은 주파수로 고화질의 영상을 제공할 수 있다.
본 발명은 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 부호화/복호화 효율을 향상시킬 수 있는 잔여 신호의 스캔 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 영상 복호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우, 수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출할 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우, 수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출할 수 있다.
상기 소정 크기는 4x4 크기일 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정할 수 있다.
상기 소정 크기는 4x4 크기일 수 있다.
상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는, 상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 영상 복호화 장치가 제공된다. 상기 장치는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 영상 부호화 장치가 제공된다. 상기 장치는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부 및 상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며, 상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정된다.
변환 스킵 알고리즘이 적용된 블록은 변환 과정을 수행하지 않으므로, 기존의 변환 과정을 수행한 블록과 변환 스킵 블록은 서로 다른 변환 계수 특성을 지닌다. 따라서, 기존의 변환 과정을 수행한 블록에 적용하였던 변환 계수 스캔 방법이 아닌 변환 스킵 블록의 특성에 맞는 스캐닝 방향을 유도하는 방법 및 장치를 제공함으로써, 잔여 신호에 대한 부호화 및 복호화 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화할 때 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 도면이다.
도 7은 변환 계수에 대한 상단 우측(Up-right) 스캔 방법의 일예를 나타내는 도면이다.
도 8은 인트라 예측 모드에 따른 스캔 방향을 결정하는 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 9는 잔여 신호(잔여 영상)에 대한 주파수 변환 방식을 선택하는 방법의 일예를 나타내는 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 스캔 방향의 일예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15는 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 일예를 도시한 도면이다.
도 16은 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 해당 설명을 생략할 수도 있다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있는 것을 의미할 수도 있고, 중간에 다른 구성 요소가 존재하는 것을 의미할 수도 있다. 아울러, 본 명세서에서 특정 구성을 포함한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성들은 상기 용어에 의해 한정되지 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성을 다른 구성으로부터 구별하는 목적으로 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성은 제2 구성으로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성도 제1 구성으로 명명될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성 단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 하나의 구성부를 이루거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있다. 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리 범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명이 적용되는 영상 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 영상 버퍼(190)를 포함한다.
영상 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라(intra) 모드 또는 인터(inter) 모드로 부호화를 수행하고 비트스트림을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치(115)가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치(115)가 인터로 전환될 수 있다. 인트라 예측은 화면 내 예측, 인터 예측은 화면 간 예측을 의미한다. 영상 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성한 후, 입력 블록과 예측 블록의 차분(residual)을 부호화할 수 있다. 이때, 입력 영상은 원 영상(original picture)를 의미할 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록 주변의 이미 부호화/복호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 픽처 버퍼(190)에 저장되어 있는 참조 영상에서 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 찾아 움직임 벡터를 구할 수 있다. 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서, 움직임 벡터는 인터 예측에 사용되는 2차원 벡터이며, 현재 부호화/복호화 대상 영상과 참조 영상 사이의 오프셋을 나타낼 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록과 생성된 예측 블록의 차분에 의해 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다.
변환부(130)는 잔차 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 출력할 수 있다. 그리고 양자화부(140)는 입력된 변환 계수를 양자화 파라미터(quantization parameter, 또는 양자화 매개변수)에 따라 양자화하여 양자화된 계수(quantized coefficient)를 출력할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터 값 등을 기초로 엔트로피 부호화를 수행하여 비트스트림(bit stream)을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 따라서 엔트로피 부호화를 통해서 영상 부호화의 압축 성능이 높아질 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수-골롬(Exponential-Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다.
도 1의 실시예에 따른 영상 부호화 장치(100)는 인터 예측 부호화, 즉 화면 간 예측 부호화를 수행하므로, 현재 부호화된 영상은 참조 영상으로 사용되기 위해 복호화되어 저장될 필요가 있다. 따라서 양자화된 계수는 역양자화부(160)에서 역양자화되고 역변환부(170)에서 역변환된다. 역양자화, 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 더해지고 복원 블록이 생성된다.
복원 블록은 필터부(180)를 거치고, 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), SAO(Sample Adaptive Offset), ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽처에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 적응적 인루프(in-loop) 필터로 불릴 수도 있다. 디블록킹 필터는 블록 간의 경계에 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. SAO는 코딩 에러를 보상하기 위해 픽셀값에 적정 오프셋(offset) 값을 더해줄 수 있다. ALF는 복원된 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 영상 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함한다.
영상 복호화 장치(200)는 부호화기에서 출력된 비트스트림을 입력 받아 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행하고 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환되고, 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 입력 받은 비트스트림으로부터 복원된 잔차 블록(reconstructed residual block)을 얻고 예측 블록을 생성한 후 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 더하여 재구성된 블록, 즉 복원 블록을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는, 입력된 비트스트림을 확률 분포에 따라 엔트로피 복호화하여, 양자화된 계수(quantized coefficient) 형태의 심볼을 포함한 심볼들을 생성할 수 있다.
엔트로피 복호화 방법이 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 각 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다.
양자화된 계수는 역양자화부(220)에서 역양자화되고 역변환부(230)에서 역변환되며, 양자화된 계수가 역양자화/역변환 된 결과, 복원된 잔차 블록이 생성될 수 있다.
인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(240)는 현재 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 픽셀값을 이용하여 공간적 예측을 수행하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 인터 모드인 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하여 움직임 보상을 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
잔차 블록과 예측 블록은 가산기(255)를 통해 더해지고, 더해진 블록은 필터부(260)를 거칠 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, SAO, ALF 중 적어도 하나 이상을 복원 블록 또는 복원 픽쳐에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 재구성된 영상, 즉 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화할 때 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
HEVC(High Efficiency Video Coding)에서는 영상을 효율적으로 분할하기 위해 코딩 유닛(Coding Unit; CU)으로 부호화를 수행한다.
도 3을 참조하면, HEVC에서는 영상(300)을 최대 코딩 유닛(Largest Coding Unit; LCU)(이하, LCU라 함) 단위로 순차적으로 분할한 후, LCU 단위로 분할 구조를 결정한다. 분할 구조는 LCU(310) 내에서 영상을 효율적으로 부호화하기 위한 코딩 유닛(이하, CU라 함)의 분포를 의미하며, 이러한 분포는 하나의 CU를 그 가로 크기 및 세로 크기의 절반으로 감소된 4개의 CU로 분할할지 여부에 따라 결정될 수 있다. 분할된 CU는 동일한 방식으로 분할된 CU에 대해서 그 가로 크기 및 세로 크기가 절반씩 감소된 4개의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다.
이때, CU의 분할은 미리 정의된 깊이까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보로써, 각 CU마다 저장되어 있다. 예컨대, LCU의 깊이는 0이고, SCU(Smallest Coding Unit)의 깊이는 미리 정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, LCU는 상술한 바와 같이 최대 코딩 유닛 크기를 가지는 코딩 유닛이며, SCU(Smallest Coding Unit)는 최소 코딩 유닛 크기를 가지는 코딩 유닛이다.
LCU(310)로부터 가로 및 세로 크기의 절반으로 분할을 수행할 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 각각의 깊이 별로, 분할을 수행하지 않는 CU의 경우에는 2Nx2N 크기를 가지며, 분할을 수행하는 CU의 경우에는 2Nx2N 크기의 CU에서 NxN 크기를 가지는 4개의 CU로 분할된다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소한다.
도 3을 참조하면, 최소 깊이가 0인 LCU의 크기는 64x64 화소이고, 최대 깊이가 3인 SCU의 크기는 8x8 화소일 수 있다. 이때, 64x64 화소의 CU(LCU)는 깊이 0으로, 32x32 화소의 CU는 깊이 1로, 16x16 화소의 CU는 깊이 2로, 8x8 화소의 CU(SCU)는 깊이 3으로 표현될 수 있다.
또한, 특정 CU를 분할할지에 대한 정보는 CU마다 1비트의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU를 제외한 모든 CU에 포함될 수 있으며, 예컨대 CU를 분할하지 않을 경우에는 분할 정보에 0을 저장할 수 있고, CU를 분할할 경우에는 분할 정보에 1을 저장할 수 있다.
한편, LCU로부터 분할된 CU는 예측을 위한 기본 단위인 예측 유닛(Prediction Unit; PU 또는 Prediction Block; PB)과 변환을 위한 기본 단위인 변환 유닛(Transform Unit; TU 또는 Transform Block; TB)으로 구성될 수 있다.
도 4는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 예측 유닛(PU)의 형태를 도시한 도면이다.
LCU로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 이상의 예측 유닛으로 분할되며 이 행위 자체 역시 분할(partition)(혹은 파티션)이라고 일컫는다. 예측 유닛(이하, PU라 함)은 예측을 수행하는 기본 단위로써, 스킵(skip) 모드, 인터(inter) 모드, 인트라(intra) 모드 중 어느 하나로 부호화되며, 각 모드에 따라서 다양한 형태로 파티션될 수 있다.
도 4를 참조하면, 스킵 모드의 경우, CU 내에서 파티션 없이, CU와 동일한 크기를 갖는 2Nx2N 모드(410)를 지원할 수 있다.
인터 모드의 경우, CU 내에서 8가지의 파티션된 형태, 예컨대 2Nx2N 모드(410), 2NxN 모드(415), Nx2N 모드(420), NxN 모드(425), 2NxnU 모드(430), 2NxnD 모드(435), nLx2N 모드(440), nRx2N 모드(445)를 지원할 수 있다.
인트라 모드의 경우, CU 내에서 2Nx2N 모드(410), NxN 모드(425)를 지원할 수 있다.
도 5는 코딩 유닛(CU)이 포함할 수 있는 변환 유닛(TU)의 형태를 도시한 도면이다.
변환 유닛(이하, TU라 함)은 CU 내에서 공간 변환과 양자화 과정을 위해 사용되는 기본 단위이다. TU는 정사각형 또는 직사각형 형태를 가질 수 있다. LCU로부터 분할된 CU 중 더 이상 분할되지 않는 CU는 하나 혹은 그 이상의 TU로 분할될 수 있다.
이때, TU의 분할 구조는 쿼드트리(quad-tree) 구조일 수 있다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 CU(510)가 쿼드트리 구조에 따라서 한번 혹은 그 이상 분할되어 다양한 크기의 TU들로 구성될 수 있다.
한편, HEVC에서는 H.264/AVC와 같이 화면 내 예측(이하, 인트라 예측) 부호화를 수행하며, 이때 현재 블록의 인트라 예측 모드(혹은 예측 방향성)에 따라 현재 블록의 주변에 위치한 주변 블록을 이용하여 예측 부호화를 수행한다. H.264/AVC는 9가지 방향성을 가지는 예측 모드를 가지는 반면, HEVC는 33 가지의 방향성 예측 모드와 3가지의 비방향성 예측 모드를 포함하는 총 36가지의 예측 모드를 가지고 부호화를 수행한다.
도 6은 인트라 예측 모드의 일예를 도시한 도면이다. 각 인트라 예측 모드에는 서로 다른 모드 번호가 할당될 수 있다.
도 6을 참조하면, 인트라 예측 모드는 총 36개의 예측 모드가 존재하며, 현재 블록의 픽셀 값을 예측하는데 사용되는 참조 픽셀들이 위치한 방향 및/또는 예측 방식에 따라 33가지의 방향성 모드와 3가지의 비방향성 모드를 포함할 수 있다.
3가지의 비방향성 모드에는 평면(Planar; Intra_Planar) 모드, 평균(DC; Intra_DC) 모드, 그리고 복원된 휘도 신호로부터 색차 신호를 예측하는 LM 모드(Intra_FromLuma)가 존재한다. 인트라 예측에서는 이 3가지의 비방향성 모드를 모두 사용할 수도 있고, 이중 일부만 사용할 수도 있다. 예컨대, 평면 모드와 평균 모드만 사용하고 LM 모드를 사용하지 않을 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같은 36가지의 인트라 예측 모드에 대한 부호화는 휘도 신호 및 색차 신호에 각각 적용될 수 있다. 예를 들어, 휘도 신호의 경우, 36가지의 인트라 예측 모드 중 LM 모드는 제외하고 부호화될 수 있다. 색차 신호의 경우, 아래 표 1과 같이 3가지 방법으로 인트라 예측 모드를 부호화할 수 있다.
표 1은 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 나타내는 일예이다.
표 1
Figure PCTKR2013005616-appb-T000001
표 1을 참조하여 3가지 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드의 부호화 방법을 설명한다. 첫 번째 방법은, 휘도 신호의 인트라 예측 모드를 색차 신호의 인트라 예측 모드로 그대로 적용하는 유도된 모드(DM; Derived Mode)를 이용하는 방법이다. 두 번째 방법은, 실제 인트라 예측 모드를 적용하는 부호화 모드(EM; Explict Mode)를 이용하는 방법이다. EM 모드로 부호화되는 색차 신호의 인트라 예측 모드는 평면 모드(Planar), 평균 모드(DC), 수평모드(Hor), 수직 모드(Ver), 수직 방향에서 8번째 위치한 모드(Ver+8 혹은 34 번 모드)를 포함한다. 세 번째 방법은, 복원된 휘도 신호로부터 색차 신호를 예측하는 LM 모드를 이용하는 방법이다. 상술한 세 가지 모드의 부호화 방법 중에서 가장 효율이 좋은 것이 선택될 수 있다.
상술한 바와 같은 인트라 예측 모드를 이용하여 예측이 수행됨으로써 취득된 신호에 대한 예측 영상은 원본 영상과의 차이 값을 가질 수 있다. 이러한 예측 영상과 원본 영상 간의 차이 값을 가지는 차분 영상은 주파수 영역 변환과 양자화를 거친 후 엔트로피 부호화될 수 있다.
이때, 엔트로피 부호화의 효율을 높이고자 2차원 형태의 양자화된 영상의 계수를 1차원 형태로 재정렬할 수 있다. 이러한 양자화 계수의 재정렬 시, 기존의 H.264/AVC 와 같은 비디오 부호화 방법에서는 지그재그 스캔 방법을 사용하였으나, HEVC에서는 상단 우측 방향(Up-right) 스캔을 기본적으로 사용한다.
아울러, 주파수 영역 변환에는 정수 변환, 정수 이산 여현 변환(Discrete Cosine Transform; DCT), 정수 이산 정현 변환(Discrete Sine Transform; DST), 또는 인트라 예측 모드 종속적인 DCT/DST 등이 있을 수 있다.
도 7은 변환 계수에 대한 상단 우측(Up-right) 스캔 방법의 일예를 나타내는 도면이다.
임의의 크기를 가지는 블록에 대한 양자화 계수의 부호화 시, 임의의 크기를 가지는 블록은 4x4 크기의 서브 블록으로 나누어져 부호화를 수행할 수 있다.
도 7을 참조하면, 16x16 크기의 블록은 16개의 4x4 크기의 서브 블록으로 분할되어 부호화될 수 있다. 복호화 과정에서, 각 서브 블록에 변환 계수가 존재하는지 여부는 비트스트림으로부터 파싱된 플래그 정보를 통해 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 플래그는 significant_coeff_group_flag(sigGrpFlag)일 수 있다. 만일, significant_coeff_group_flag 값이 1이면, 해당 4x4 서브 블록에 양자화된 변환 계수가 하나라도 존재하는 것을 의미하며, 반대로 significant_coeff_group_flag 값이 0이면, 해당 4x4 서브 블록에 양자화된 변환 계수가 존재하지 않는다는 것을 의미할 수 있다. 도 7에 도시된 4x4 서브 블록에 대한 스캔 방향(scan type 혹은 scan order) 및 significant_coeff_group_flag에 대한 스캔 방향은 모두 기본적으로 상단 우측 스캔 방향을 사용하였다.
도 7에서는 상단 우측 방향의 스캔 방법이 적용되는 것을 설명하였으나, 양자화 계수에 대한 스캔 방법에는 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 수직 방향(Vertical) 스캔이 있다. 예컨대, 인터 예측에서는 상단 우측 방향(Up-right) 스캔 방법을 기본적으로 사용할 수 있으며, 인트라 예측에서는 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 수직 방향(Vertical) 스캔을 선택적으로 사용할 수 있다.
인트라 예측에서의 스캔 방향은 인트라 예측 모드에 따라 다르게 선택될 수 있으며, 이는 휘도 신호 및 색차 신호에 모두 적용될 수 있다. 아래 표 2는 인트라 예측 모드에 따른 스캔 방향을 결정하는 방법의 일예를 나타낸다.
표 2
Figure PCTKR2013005616-appb-T000002
표 2에서, IntraPredModeValue는 인트라 예측 모드를 의미한다. 이때, 휘도 신호의 경우는 IntraPredMode 값에 해당하고, 색차 신호의 경우는 IntraPredModeC 값에 해당한다. log2TrafoSize는 현재 변환 블록의 크기를 log를 이용하여 나타낸 것을 의미한다. 예를 들어, IntraPredModeValue 값이 1이라는 것은 평균 모드(DC; Intra_DC)를 뜻하며, log2TrafoSize-2의 값이 1이라는 것은 8x8 크기의 블록을 의미한다.
또한, 표 2에서, 인트라 예측 모드(IntraPredModeValue)와 현재 변환 블록 크기(log2TrafoSize)에 의해 결정되는 숫자 0, 1, 2는 스캔 방향을 나타낸다. 예컨대, 상단 우측 스캔 방향(Up-right)은 0, 수평 스캔 방향(Horizontal)은 1, 수직 스캔 방향(Vertical)은 2로 나타낼 수 있다.
도 8은 인트라 예측 모드에 따른 스캔 방향을 결정하는 방법의 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 8의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 8의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 8의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 8에서, IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하며, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다. IntraPredMode(C)는 신호의 성분에 따라 휘도 신호도 될 수 있으며 색차 신호도 될 수 있다.
도 8을 참조하면, 현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)가 아니면(S800), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 상단 우측 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S860).
현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)이고, 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)가 LM 모드이면(S810), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 상단 우측 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S860).
현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)이고, 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)가 LM 모드가 아니면(S810), 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))에 따라 잔차 신호에 대한 스캔 방향을 결정한다.
만일, 현재 블록의 인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))의 모드 값이 6 이상이고 14 이하이면(S820), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 수직 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S840).
그렇지 않고(인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))의 모드 값이 6 이상이고 14 이하가 아닌 경우), 현재 블록의 인트라 예측 모드(IntraPredMode(C))의 모드 값이 22 이상이고 30 이하이면(S830), 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 수평 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S850).
그렇지 않으면, 즉 IntraPredMode(C))의 모드 값이 6 이상이고 14 이하, 그리고 22 이상이고 30 이하가 아닌 경우, 부호화 장치는 잔차 신호에 대한 스캔으로 상단 우측 방향 스캔을 사용하도록 결정한다(S860).
한편, 상술한 바와 같이, 원본 영상과 예측 영상 간의 차분 값(혹은 잔여 신호, residual)은 주파수 영역 변환과 양자화를 거친 후 엔트로피 부호화된다. 이때, 주파수 영역 변환으로 인한 부호화의 효율을 높이고자 정수 변환, 정수 이산 여현 변환(DCT), 정수 이산 정현 변환(DST), 또는 인트라 예측 모드 종속적인 DCT/DST 등을 블록의 크기에 따라 선택적, 적응적으로 적용하고 있다.
또한, 문서 영상이나 혹은 파워포인트의 프리젠테이션 영상과 같은 스크린 컨텐츠(screen contents)에서 부호화 효율을 높이기 위해서 변환 스킵(Transform SKIP) 알고리즘을 적용할 수 있다. 변환 스킵 알고리즘을 적용할 경우, 원본 영상과 예측 영상 간의 차분 값(혹은 잔여 신호, residual)은 주파수 변환 과정 없이 바로 양자화된 다음 엔트로피 부호화된다. 따라서, 이러한 변환 스킵 알고리즘이 적용된 블록에는 주파수 변환 과정을 건너뛰게 된다.
도 9는 잔여 신호(잔여 영상)에 대한 주파수 변환 방식을 선택하는 방법의 일예를 나타내는 순서도이다.
도 9의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 9의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 9의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 현재 블록이 인트라 예측 모드(intra)로 부호화되었고 그리고 휘도 신호(luma)의 블록이 아니라면(S900), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호의 잔여 영상에 대한 주파수 변환 방식으로 정수 변환 혹은 DCT를 적용한다(S990).
그렇지 않다면(현재 블록이 인트라 예측 모드로 부호화되었고 그리고 휘도 신호의 블록이라면)(S900), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredMode)를 획득한다(S910).
부호화 장치는 현재 블록이 4x4 크기(iWidth == 4)의 블록인지를 확인한다(S920).
만일, 현재 블록이 4x4 크기(iWidth == 4)의 블록이 아니라면, 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호의 잔여 영상에 대한 주파수 변환 방식으로 정수 변환 혹은 DCT을 적용한다(S990).
그렇지 않고 현재 블록이 4x4 크기(iWidth == 4)의 블록이라면, 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 검사한다.
만일, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 모드 값이 2 이상이고 10 이하이면(S930), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 주파수 변환 방식으로 수평방향은 DST을 적용하고 수직방향은 DCT을 적용한다(S960). 현재 블록의 색차 신호에 대한 주파수 변환 방식은 수평 및 수직 방향 모두에 DCT를 적용할 수 있다.
그렇지 않고 만일 현재 블록의 인트라 예측 모드의 모드 값이 0이거나 혹은 11 이상이고 25 이하이면(S940), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 주파수 변환 방식으로 수평 및 수직 방향 모두에 DST을 적용한다(S970). 현재 블록의 색차 신호에 대한 주파수 변환 방식은 수평 및 수직 방향 모두에 DCT를 적용할 수 있다.
그렇지 않고 만일 현재 블록의 인트라 예측 모드의 모드 값이 26 이상이고 34 이하이면(S950), 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호에 대한 주파수 변환 방식으로 수평 방향은 DCT을 적용하고 수직 방향은 DST을 적용한다(S980). 현재 블록의 색차 신호에 대한 주파수 변환 방식은 수평 및 수직 방향 모두에 DCT를 적용할 수 있다.
그렇지 않다면, 부호화 장치는 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호의 잔여 영상에 대한 주파수 변환 방식으로 수평 및 수직 방향 모두에 DCT을 적용한다(S990).
상술한 도 9에서, iWidth는 변환 블록의 크기를 나타내는 지시자이며, 각 변환 블록의 크기에 따른 iWidth 값은 다음과 같이 할당될 수 있다.
예를 들어, 변환 블록의 크기가 64x64이면 iWidth는 64, 변환 블록의 크기가 32x32이면 iWidth는 32, 변환 블록의 크기가 16x16이면 iWidth는 16, 변환 블록의 크기가 8x8이면 iWidth는 8, 변환 블록의 크기가 4x4이면 iWidth는 4, 변환 블록의 크기가 2x2이면 iWidth는 2일 수 있다.
상술한 도 9의 내용과 관련하여, 스케일된 변환 계수를 위한 변환 과정(Transformation process for scaled transform coefficients)은 다음과 같다.
여기서, 입력은 다음과 같다.
- 현재 변환 블록의 너비 Width; nW
- 현재 변환 블록의 높이 Height; nH
- 요소(element) dij를 가진 스케일된 변환 계수의 배열; (nWxnH) array d
- 현재 블록에 대한 변환 스킵 적용 여부 정보
- 현재 블록의 휘도 신호 및 색차 신호에 대한 인덱스; cIdx
만일 cIdx 가 ‘0’ 이면 휘도 신호를 의미하고, cIdx가 ‘1’ 이거나 혹은 cIdx가 ‘2’이면 색차 신호를 의미한다. 또한 cIdx 가 ‘1’이면 색차 신호에서 Cb를 의미하고, cIdx 가 ‘2’이면 색차 신호에서 Cr을 의미한다.
여기서, 출력은 다음과 같다.
- 스케일된 변환 계수를 역변환하여 구해진 잔여 신호에 대한 배열; (nWxnH) array r
현재 블록에 대한 부호화 모드(PredMode)가 화면 내 예측 모드(Intra)이고, Log2(nW*nH) 값이 ‘4’와 같고 cIdx 값이 ‘0’이면, 휘도 신호의 화면 내 예측 모드에 따라 변수 horizTrType과 vertTrType은 아래 표 3를 통해 구해진다. 만일 그렇지 않다면, 변수 horizTrType과 vertTrType은 ‘0’으로 설정한다.
표 3
Figure PCTKR2013005616-appb-T000003
현재 블록의 잔여 영상은 아래와 같은 순서로 수행된다.
먼저, 만일 현재 블록에 대한 변환 스킵이 적용되었을 경우에는 다음을 적용한다.
1. 만일 cIdx가 ‘0’이라면 shift = 13 - BitDepthY 이고, 그렇지 않다면 shift = 13 - BitDepthC 이다.
2. 잔여 신호에 대한 배열 rij (i=0..(nW)-1, j=0..(nH)-1)는 다음과 같이 설정한다. 만일 shift가 ‘0’보다 크다면, rij = ( dij + (1 << ( shift - 1) ) ) >> shift 이고, 그렇지 않다면, rij = ( dij << ( -shift ) 이다.
만일 현재 블록에 대한 변환 스킵이 적용되지 않았을 경우에는 다음을 적용한다.
변수 horizTrType과 vertTrType 값을 가지고 스케일된 변환 계수에 대한 역변환 과정을 수행한다. 먼저 현재 블록의 크기(nW, nH)와 스케일된 변환 계수 배열(nWxnH array d), 변수 horizTrType을 입력 받아 수평 방향으로 1차원 역변환을 수행하여 배열(nWxnH array e)를 출력한다.
다음으로 배열(nWxnH array e)을 입력 받아 배열(nWxnH array g)를 다음 수학식 1과 같이 유도한다.
수학식 1
Figure PCTKR2013005616-appb-M000001
다음으로 현재 블록의 크기(nW, nH)와 배열(nWxnH array g), 변수 vertTrType을 입력 받아 수직 방향으로 1차원 역변환을 수행한다.
다음으로 cIdx에 따라 잔여 신호에 대한 배열 (nWxnH) array r을 다음 수학식 2와 같이 설정한다.
수학식 2
Figure PCTKR2013005616-appb-M000002
여기서, shift는 cIdx가 ‘0’일때는 shift = 20 - BitDepthY 이고 그렇지 않으며 shift = 20 - BitDepthC 값을 가지며, BitDepth는 현재 영상에 대한 샘플의 비트수(예를 들어, 8 비트)를 의미한다.
한편, 상술한 바와 같이, 변환 스킵 알고리즘이 적용된 블록(이하, 변환 스킵 블록)은 주파수 변환 과정을 수행하지 않는다. 따라서, 기존의 주파수 변환 과정을 수행한 블록과 변환 스킵 블록은 서로 다른 변환 계수 특성을 가지게 된다. 즉, 기존의 주파수 변환 과정을 수행한 블록에 적용하였던 변환 계수 스캔 방법을 변환 스킵 블록에 적용할 경우 부호화 효율을 감소시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 변환 스킵 블록에 적용 가능한 계수 스캔 방법을 제공한다.
[실시예1] 모든 변환 스킵 블록에 대하여 스캔 방향을 통일하는 방법 및 장치
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 10의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 10의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 10의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 현재 블록의 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향은 현재 잔여 신호가 변환 스킵 알고리즘이 적용된 것인지 여부에 따라 결정될 수 있다.
현재 블록의 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 변환 스킵 블록일 경우(S1000), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향(Scan Type)을 수평 방향(Horizontal) 스캔으로 결정한다(S1010).
그렇지 않다면, 즉 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이 아닐 경우(S1000), 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정한다(S1020). 예컨대, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 및 수직 방향(Vertical) 중 어느 하나로 유도될 수 있으며, 하나의 예시로 상술한 도 8의 방법이 적용될 수 있다.
상술한 도 10의 실시예에서는, 현재 블록이 변환 스킵 블록일 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수평 방향 스캔으로 결정되는 것으로 설명하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 현재 블록이 변환 스킵일 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향 스캔 혹은 수직 방향 스캔으로 결정할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 11의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 11의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 11의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 부호화 장치는 현재 블록에 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 파싱한다(S1100).
예를 들어, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보는 ‘cbf’일 수 있다. 만일 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 경우, 즉 현재 블록에 0이 아닌 하나 혹은 그 이상의 변환 계수를 포함하고 있을 경우 ‘cbf’값은 1일 수 있다. 그렇지 않은 경우(현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 경우), ‘cbf’값은 0일 수 있다.
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 1인 경우(S1105), 다음 과정이 진행된다. 그렇지 않고, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 0인 경우(S1105), 도 11의 스캔 방향 유도 과정은 종료된다(S1110).
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우(예컨대, cbf == 1), 부호화 장치는 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보를 파싱한다(S1115). 예를 들어, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보는 ‘cu_qp_delta’ 변수일 수 있다.
여기서, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보(예컨대, cu_qp_delta)는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 유도하는 것과는 큰 상관성은 없다. 따라서, 단계 S1115는 생략하고 다음 단계 S1120을 수행할 수도 있다.
부호화 장치는 현재 블록의 크기에 대한 정보를 설정한다(S1120).
예를 들어, 현재 블록의 크기에 대한 정보는 ‘log2TrafoSize’변수를 이용하여 설정할 수 있다. log2TrafoSize는 현재 블록의 너비를 나타내는 ‘log2TrafoWidth’와 현재 블록의 높이를 나타내는 ‘log2TrafoHeight’의 합을 오른쪽 쉬프트(shift) 연산한 결과 값일 수 있다. 여기서, log2TrafoSize는 휘도 신호에 대한 TU 블록의 크기를 의미한다.
현재 블록의 크기를 나타내는 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight 중 하나라도 ‘1’이면(즉, 현재 블록의 너비와 높이가 2의 크기)(S1125), 부호화 장치는 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight를 모두 2로 설정한다(S1130). 즉, 현재 블록의 너비와 높이가 4의 크기로 설정된다.
현재 블록을 포함하는 현재 픽처에 전체적으로 변환 스킵 알고리즘이 적용되었고(transform_skip_enabled_flag == 1), 그리고 변환 및 양자화를 수행하지 않는 모드가 아니고(!cu_tranquant_bypass_flag), 그리고 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight가 모두 2일 경우(S1135), 부호화 장치는 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 파싱한다(S1140).
만일, 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않음을 나타내는 경우, 예컨대 transform_skip_flag가 0일 경우(현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우), 부호화 장치는 도 8에서 상술한 바와 같이 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1150~S1160).
예를 들어, 만일 현재 블록의 색 성분(colour component)을 지시하는 지시자인 cIdx의 값이 0일 경우(S1150), 즉 현재 블록이 휘도 신호일 경우, 현재 블록의 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredMode)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1155). 그렇지 않고, 현재 블록의 cIdx의 값이 0이 아닐 경우(S1150), 즉 현재 블록이 색차 신호일 경우, 현재 블록의 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1160).
여기서, scanIdx는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스 값일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다. ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
단계 S1145에서, 만일 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 대해 변환을 적용하는 것으로 나타내는 경우, 예컨대 transform_skip_flag가 1일 경우(현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향, 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 하나로 결정한다(S1165). 예컨대, scanIdx의 값을 0으로 설정하여, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 결정할 수 있다.
본 실시예에서는, 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 설정하였으나, 이는 하나의 예시일 뿐이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 현재 블록이 변환 스킵일 경우, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수평 방향 스캔(scanIdx = 1) 혹은 수직 방향 스캔(scanIdx = 2)으로 설정할 수도 있다.
부호화 장치는 상기 결정된 스캔 방향을 이용하여 현재 블록에 대한 계수를 파싱한다(S1170).
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 스캔 방향의 일예를 나타내는 도면이다.
도 12의 (a)는 4x4 크기 블록에 대해 대각 스캔(혹은 상단 우측 방향 스캔)을 적용하는 일예를 도시하였다. 도 12의 (a)와 같은 순서로 4x4 크기 블록 내 잔여 신호(혹은 변환 계수)를 스캔할 수 있다.
물론, 도 12의 (a)에 도시된 대각 스캔 방향은 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 12의 (a)에 도시된 4x4 크기 블록을 오른쪽으로 180도 회전한 경우의 대각 스캔 방향을 적용하여 잔여 신호를 스캔할 수도 있다.
도 12의 (b)는 4x4 크기 블록에 대해 수직 스캔을 적용하는 일예를 도시하였다. 도 12의 (b)와 같은 순서로 4x4 크기 블록 내 잔여 신호(혹은 변환 계수)를 스캔할 수 있다.
물론, 도 12의 (b)에 도시된 수직 스캔 방향은 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 12의 (b)에 도시된 4x4 크기 블록을 오른쪽으로 180도 회전한 경우의 수직 스캔 방향을 적용하여 잔여 신호를 스캔할 수도 있다.
도 12의 (c)는 4x4 크기 블록에 대해 수평 스캔을 적용하는 일예를 도시하였다. 도 12의 (c)와 같은 순서로 4x4 크기 블록 내 잔여 신호(혹은 변환 계수)를 스캔할 수 있다.
물론, 도 12의 (c)에 도시된 수직 스캔 방향은 하나의 예시일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 12의 (c)에 도시된 4x4 크기 블록을 오른쪽으로 180도 회전한 경우의 수평 스캔 방향을 적용하여 잔여 신호를 스캔할 수도 있다.
상술한 도 10 및 도 11의 예를 TU(변환 유닛) 및 잔여 신호에 대한 부호화 문법(Syntax)에 반영하면 표 4 및 표 5와 같이 나타낼 수 있다.
표 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 TU 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 4
Figure PCTKR2013005616-appb-T000004
표 4를 참조하면, transform_unit은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 나타낸다. 여기서 휘도 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_luma)와 색차 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_cb, cbf_cr)에 따라 TU 블록에 대한 잔여 신호의 부호화 정보(residual coding) 파싱 여부를 결정한다.
표 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 5
Figure PCTKR2013005616-appb-T000005
표 5를 참조하면, residual_coding은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 의미한다. 여기서, 하나의 TU 블록은 휘도 신호 혹은 색차 신호일 수 있다.
log2TrafoWidth는 현재 블록의 너비를 의미하고, log2TrafoHeight는 현재 블록의 높이를 의미한다. log2TrafoSize는 입력된 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight의 합을 오른쪽 쉬프트 연산한 결과를 의미하며, 휘도 신호에 대한 TU 블록 크기를 의미한다.
PredMode는 현재 블록에 대한 부호화 모드를 의미하며, 화면 내 부호화의 경우 인트라(intra)이며, 화면 간 부호화의 경우 인터(inter)이다.
scanIdx는 현재 TU 블록의 휘도 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다.
ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. 여기서 “ScanType=DIAG” 또는 “Up-right”로 되어 있는 것은 하나의 일 예이다.
IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
상술한 도 10 및 도 11의 실시예에서는 모든 변환 스킵 블록에 대하여 스캔 방향을 통일하는 방법에 대하여 설명하였다. 다시 말해, 변환 스킵 블록일 경우에는 동일한 스캔 방향을 적용하도록 하였다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 변환 스킵 블록일 경우 스캔 방향을 재설정하는 방법에 대하여 설명한다.
[실시예2] 변환 스킵 블록에 대하여 스캔 방향을 유도하는 방법 및 장치
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 13의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 13의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 13의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 13을 참조하면, 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향(scan type)을 결정한다(S1300).
예컨대, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상단 우측 방향(Up-right), 수평 방향(Horizontal), 및 수직 방향(Vertical) 중 어느 하나로 유도될 수 있으며, 하나의 예시로 상술한 도 8의 방법이 적용될 수 있다.
현재 블록의 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 변환 스킵 블록일 경우(S1310), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 재설정한다(S1330~S1370). 그렇지 않다면 도 13의 스캔 방향 유도 과정을 종료한다(S1320). 이때, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향은 단계 S1300에서 결정된 스캔 방향이 적용된다.
만일 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 결정된 스캔 방향이 수직 방향일 경우(S1330), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수평 방향으로 재설정한다(S1350).
그렇지 않고, 만일 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 결정된 스캔 방향이 수평 방향일 경우(S1340), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 수직 방향으로 재설정한다(S1360).
그렇지 않다면, 즉 현재 블록의 잔여 신호가 변환 스킵 블록이고, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 결정된 스캔 방향이 수직 및 수평 방향이 아닌 경우(S1340), 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 재설정한다(S1370).
상술한 도 13의 실시예에 따른 변환 스킵 블록인지에 따라 스캔 방향을 재설정하는 방법은 다양하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 13의 실시예에 따라 유도된 휘도 신호의 스캔 방향을 색차 신호에 동일하게 적용할 수 있다. 즉, 휘도 신호의 스캔 방향과 색차 신호의 스캔 방향이 동일하게 된다. 반대로 도 13의 실시예를 휘도 신호 및 색차 신호 각각에 대해 적용할 수 있다. 또는, 주변 블록의 스캔 방향을 통해 현재 블록의 스캔 방향을 결정할 수도 있다. 또는, 변환 스킵 블록일 경우에는 기존의 스캔 방향(예컨대, 수직 방향, 수평 방향, 상단 우측 방향)이 아닌 또 다른 종류의 스캔 방향을 사용할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 잔여 신호(혹은 변환 계수)에 대한 스캔 방향을 유도하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 14의 방법은 상술한 도 1의 부호화 장치 또는 상술한 도 2의 복호화 장치에서 수행될 수 있다. 도 14의 실시예에서는 설명의 편의를 위해 도 14의 방법이 부호화 장치에서 수행되는 것으로 설명하나, 이는 복호화 장치에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 14를 참조하면, 부호화 장치는 현재 블록에 잔여 신호(혹은 변환 계수)가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 파싱한다(S1400).
예를 들어, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보는 ‘cbf’일 수 있다. 만일 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 경우, 즉 현재 블록에 0이 아닌 하나 혹은 그 이상의 변환 계수를 포함하고 있을 경우 ‘cbf’값은 1일 수 있다. 그렇지 않은 경우(현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 경우), ‘cbf’값은 0일 수 있다.
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 1인 경우(S1405), 다음 과정이 진행된다. 그렇지 않고, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하지 않는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 0인 경우(S1405), 현재 블록에 대한 다음 과정은 종료된다(S1410).
만일, 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는지 여부를 나타내는 정보가 현재 블록에 잔여 신호가 존재하는 것으로 지시하는 경우, 예컨대 cbf 값이 1인 경우, 부호화 장치는 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보를 파싱한다(S1415). 예를 들어, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보는 ‘cu_qp_delta’ 변수일 수 있다.
여기서, 현재 블록에 대한 양자화 단계의 차이 값을 나타내는 정보(예컨대, cu_qp_delta)는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 유도하는 것과는 큰 상관성은 없다. 따라서, 단계 S1415는 생략하고 다음 단계 S1420을 수행할 수도 있다.
부호화 장치는 현재 블록의 크기에 대한 정보를 설정한다(S1420).
예를 들어, 현재 블록의 크기에 대한 정보는 ‘log2TrafoSize’변수를 이용하여 설정할 수 있다. log2TrafoSize는 현재 블록의 너비를 나타내는 ‘log2TrafoWidth’와 현재 블록의 높이를 나타내는 ‘log2TrafoHeight’의 합을 오른쪽 쉬프트(shift) 연산한 결과 값일 수 있다. 여기서, log2TrafoSize는 휘도 신호에 대한 TU 블록의 크기를 의미한다.
현재 블록의 크기를 나타내는 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight 중 하나라도 ‘1’이면(즉, 현재 블록의 너비와 높이가 2의 크기)(S1425), 부호화 장치는 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight를 모두 2로 설정한다(S1430). 즉, 현재 블록의 너비와 높이가 4의 크기로 설정된다.
현재 블록을 포함하는 현재 픽처에 전체적으로 변환 스킵 알고리즘이 적용되었고(transform_skip_enabled_flag == 1), 그리고 변환 및 양자화를 수행하지 않는 모드가 아니고(!cu_tranquant_bypass_flag), 그리고 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되었고(PredMode == MODE_INTRA), 그리고 현재 블록의 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight가 모두 2일 경우(S1435), 부호화 장치는 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 파싱한다(S1440).
만일, 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화된 경우(PredMode == MODE_INTRA)(S1445), 부호화 장치는 도 8에서 상술한 바와 같이 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1450~S1460).
예를 들어, 만일 현재 블록의 색 성분(colour component)을 지시하는 지시자인 cIdx의 값이 0일 경우(S1450), 즉 현재 블록이 휘도 신호일 경우, 현재 블록의 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredMode)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1455). 그렇지 않고, 현재 블록의 cIdx의 값이 0이 아닐 경우(S1450), 즉 현재 블록이 색차 신호일 경우, 현재 블록의 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드(IntraPredModeC)를 기반으로 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 결정할 수 있다(S1460).
여기서, scanIdx는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스 값일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다. ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
단계 S1445에서, 만일 현재 블록의 부호화 모드가 인트라 예측 모드로 부호화되지 않은 경우, 부호화 장치는 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향, 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 하나로 결정한다(S1465). 예컨대, scanIdx의 값을 0으로 설정하여, 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 상단 우측 방향으로 결정할 수 있다.
부호화 장치는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 결정된 스캔 방향을 재설정한다(S1470).
예컨대, 상술한 도 13의 방법을 적용하여 상기 결정된 스캔 방향을 재설정할 수 있다. 만일, 현재 블록이 변환 스킵 블록일 경우(상기 파싱된 transform_skip_flag가 1일 경우), 부호화 장치는 상기 결정된 스캔 방향이 수직 방향이면 수평 방향으로 재설정하고, 상기 결정된 스캔 방향이 수평 방향이면 수직 방향으로 재설정할 수 있다.
부호화 장치는 상기 재설정된 스캔 방향을 이용하여 현재 블록에 대한 계수를 파싱한다(S1475).
상술한 도 13 및 도 14의 예를 TU(변환 유닛) 및 잔여 신호에 대한 부호화 문법(Syntax)에 반영하면 표 6 및 표 7과 같이 나타낼 수 있다.
표 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 TU 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 6
Figure PCTKR2013005616-appb-T000006
표 6을 참조하면, transform_unit은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 나타낸다. 여기서 휘도 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_luma)와 색차 신호에 잔여 신호가 있는지 여부에 대한 정보(cbf_cb, cbf_cr)에 따라 TU 블록에 대한 잔여 신호의 부호화 정보(residual coding) 파싱 여부를 결정한다.
표 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 신호 부호화 문법을 나타낸 것이다.
표 7
Figure PCTKR2013005616-appb-T000007
표 7을 참조하면, residual_coding은 하나의 TU 블록의 계수에 대한 비트스트림을 의미한다. 여기서, 하나의 TU 블록은 휘도 신호 혹은 색차 신호일 수 있다.
log2TrafoWidth는 현재 블록의 너비를 의미하고, log2TrafoHeight는 현재 블록의 높이를 의미한다. log2TrafoSize는 입력된 log2TrafoWidth와 log2TrafoHeight의 합을 오른쪽 쉬프트 연산한 결과를 의미하며, 휘도 신호에 대한 TU 블록 크기를 의미한다.
PredMode는 현재 블록에 대한 부호화 모드를 의미하며, 화면 내 부호화의 경우 인트라(intra)이며, 화면 간 부호화의 경우 인터(inter)이다.
scanIdx는 현재 TU 블록의 휘도 신호에 대한 스캔 방향을 지시하는 인덱스일 수 있다. 예컨대, scanIdx의 값이 0이면 상단 우측 방향, scanIdx의 값이 1이면 수평 방향, scanIdx의 값이 2이면 수직 방향을 지시할 수 있다.
ScanType은 상술한 표 2의 인트라 예측 모드와 현재 블록의 크기에 의해 결정되는 스캔 방향을 나타내는 테이블일 수 있다. 여기서 “ScanType=DIAG” 또는 “Up-right”로 되어 있는 것은 하나의 일 예이다.
IntraPredMode는 휘도 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미하고, IntraPredModeC는 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 의미한다.
한편, 상술한 실시예들은 블록 크기 혹은 CU 깊이 혹은 TU 깊이 등에 따라 적용 범위를 달리할 수 있다. 이렇게 적용 범위를 결정하는 변수(예컨대, 블록의 크기 혹은 깊이 정보)는, 부호화기 및 복호화기가 미리 정해진 값을 사용하도록 설정할 수도 있고, 프로파일 또는 레벨에 따라 정해진 값을 사용하도록 할 수도 있고, 부호화기가 변수 값을 비트스트림에 기재하면 복호화기가 비트스트림으로부터 이 값을 구하여 사용할 수도 있다.
CU 깊이에 따라 적용 범위를 달리할 때는 표 8에 예시한 바와 같이, 다음 세가지 방법이 적용될 수 있다. 방법 A는 주어진 깊이 이상의 깊이에만 적용하는 방식, 방법 B는 주어진 깊이 이하에만 적용하는 방식, 방법 C는 주어진 깊이에만 적용하는 방식이다.
표 8은 CU(혹은 TU) 깊이에 따라 본 발명의 방법들을 적용하는 범위를 결정하는 방법의 일예를 나타낸 것이다. 표 8에서 O는 CU(혹은 TU)의 해당 깊이에 해당 방법을 적용하는 것을 의미하며, X는 CU(혹은 TU)의 해당 깊이에 해당 방법을 적용하지 않는 것을 의미한다.
표 8
Figure PCTKR2013005616-appb-T000008
표 8을 참조하면, CU(혹은 TU) 깊이가 2인 경우, 본 발명의 실시예들에 대해 방법 A, 방법 B, 방법 C를 모두 적용할 수 있다.
CU(혹은 TU)의 모든 깊이에 대하여 본 발명의 실시예들을 적용하지 않는 경우, 임의의 지시자(예를 들어, flag)를 사용하여 나타낼 수도 있고, CU 깊이의 최대값보다 하나 더 큰 값을 적용 범위를 나타내는 CU 깊이 값으로 시그널링 함으로써 표현할 수도 있다.
또한, 상술한 CU(혹은 TU) 깊이에 따라 본 발명의 방법들을 적용하는 범위를 결정하는 방법은, 상술한 본 발명의 실시예1(도 10 및 도 11), 상술한 본 발명의 실시예2(도 13 및 도 14)에 각각 혹은 조합하여 적용할 수 있다.
또한, 상술한 CU(혹은 TU) 깊이에 따라 본 발명의 방법들을 적용하는 범위를 결정하는 방법은, 휘도 신호와 색차 신호 간의 해상도가 다른 경우에도 적용할 수 있다. 이하, 도 15 및 도 16을 참조하여 휘도 신호와 색차 신호 간의 해상도가 다른 경우 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)의 적용 범위를 결정하는 방법에 대해 설명한다.
도 15는 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 일예를 도시한 도면이다.
도 15를 참조하면, 색차 신호가 휘도 신호의 1/4 크기라고 가정했을 때(예를 들어, 휘도 신호가 416x240 크기, 색차 신호가 208x120 크기), 8x8 크기의 휘도 블록(1510)은 4x4 크기의 색차 블록(1520)에 해당한다.
이 경우, 8x8 크기의 휘도 블록(1510)은 4개의 4x4 크기 휘도 블록이 있을 수 있으며, 4x4 크기 휘도 블록마다 각각 인트라 예측 모드를 가질 수 있다. 반면, 4x4 크기의 색차 블록(1520)은 2x2 크기의 색차 블록으로 나누어지지 않을 수 있다. 4x4 크기의 색차 블록(1520)은 하나의 인트라 예측 모드를 가질 수 있다.
이때, 4x4 크기의 색차 블록(1520)이 LM 모드(Intra_FromLuma)로 부호화 되었을 경우 혹은 4x4 크기의 색차 블록(1520)이 DM 모드(휘도 신호의 인트라 예측 모드를 색차 신호의 인트라 예측 모드로 그대로 사용하는 모드)로 부호화 되었을 경우, 4x4 크기의 색차 블록(1520)의 잔여 신호에 대한 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 유도하기 위한 8x8 크기의 휘도 블록(1510)의 인트라 예측 모드는 4개의 4x4 크기 휘도 블록의 인트라 예측 모드 중 하나가 사용될 수 있다.
색차 신호의 잔여 신호에 대하여 선택적으로 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 적용하기 위해서, 인트라 예측 모드를 유도하는 방법은 아래 1 내지 4 중 어느 하나와 같이 다양하게 적용될 수 있다.
1. 휘도 신호 블록 좌상단에 위치한 블록의 인트라 예측 모드를 사용할 수 있다.
2. 휘도 신호 블록 우상단 혹은 좌하단 혹은 우하단에 위치한 블록의 인트라 예측 모드를 사용할 수 있다.
3. 4가지 휘도 신호 블록들의 평균 값 혹은 중간 값을 사용할 수 있다.
4. 현재 블록의 4가지 휘도 신호 블록들과 현재 블록의 주변 블록들의 색차 신호 블록들의 인트라 예측 모드들을 이용한 평균 값 혹은 중간 값 등을 사용할 수 있다.
상술한 1 내지 4 방법 이외에도 다양한 방법으로 색차 신호에 대한 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다.
도 16은 휘도 블록과 색차 블록 간의 해상도 차이의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 16을 참조하면, 16x16 크기의 휘도 블록(1610)은 1개의 인트라 예측 모드를 가질 수 있다. 반면, 8x8 크기의 색차 블록(1620)은 4개의 4x4 크기 색차 블록으로 나누어질 수 있으며, 4x4 크기 색차 블록 각각에 대하여 인트라 예측 모드를 가질 수 있다.
이때, 8x8 크기의 색차 블록(1620)이 LM 모드(Intra_FromLuma)로 부호화 되었을 경우 혹은 8x8 크기의 색차 블록(1620)이 DM 모드(휘도 신호의 인트라 예측 모드를 색차 신호의 인트라 예측 모드로 그대로 사용하는 모드)로 부호화 되었을 경우, 16x16 크기의 휘도 블록(1610)의 인트라 예측 모드가 8x8 크기의 색차 블록(1620)의 잔여 신호에 대한 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 유도하기 위해 사용될 수 있다. 혹은 8x8 크기의 색차 블록(1620)의 잔여 신호에 대한 주파수 변환 방식(혹은 스캔 방향)을 유도하기 위해 현재 블록의 주변 블록들(휘도 블록 혹은 색차 블록)로부터 인트라 예측 모드를 유도하여 사용할 수 있다.
상술한 주파수 변환 방식 혹은 스캔 방향의 적용 범위는 휘도 블록의 크기에 따라 색차 블록에 다르게 적용할 수 있으며, 또는 휘도 신호 영상 및 색차 신호 영상에 다르게 적용할 수도 있으며, 또는 수평 방향 및 수직 방향에 따라 다르게 적용할 수도 있다.
표 9는 블록 크기, 색차 신호 및 휘도 신호, 수직 방향 및 수평 방향 등에 따라 적용 범위를 결정하는 방법들의 조합을 개략적으로 나타낸 일예이다.
표 9
Figure PCTKR2013005616-appb-T000009
표 9의 방법들 중 방법 사 1을 살펴보면, 휘도 블록의 크기가 8(8x8, 8x4, 2x8 등)인 경우이고, 그리고 색차 블록의 크기가 4(4x4, 4x2, 2x4)인 경우, 본 발명의 실시예1(도 10 및 도 11) 혹은 본 발명의 실시예2(도 13 및 도 14)를 휘도 신호 및 색차 신호 및 수평 신호 및 수직 신호에 적용할 수 있다.
표 9의 방법들 중 방법 파 2를 살펴보면, 휘도 블록의 크기가 16(16x16, 8x16, 4x16 등)인 경우이고, 그리고 색차 블록의 크기가 4(4x4, 4x2, 2x4)인 경우, 본 발명의 실시예1(도 10 및 도 11) 혹은 본 발명의 실시예2(도 13 및 도 14)를 휘도 신호 및 색차 신호 및 수평 신호에 적용할 수 있고 수직 신호에는 적용하지 않을 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 17을 참조하면, 부호화 장치(1700)는 스캔 방향 도출부(1710) 및 스캐닝부(1720)를 포함한다.
스캔 방향 도출부(1710)는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출한다.
여기서, 변환 스킵 블록은 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록으로, 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 기반으로 특정될 수 있다.
현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 도출하는 구체적인 방법은 본 명세서의 실시예들에서 상세히 설명한 바와 같다.
스캐닝부(1720)는 스캔 방향 도출부(1710)에 의해 도출된 스캔 방향을 현재 블록의 잔여 신호에 적용한다. 예컨대, 도 12에 도시된 스캔 방향과 같이 현재 블록의 잔여 신호를 스캔할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 장치를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 18을 참조하면, 복호화 장치(1800)는 스캔 방향 도출부(1810) 및 스캐닝부(1820)를 포함한다.
스캔 방향 도출부(1810)는 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출한다.
여기서, 변환 스킵 블록은 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록으로, 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보, 예컨대 transform_skip_flag를 기반으로 특정될 수 있다.
현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 현재 블록의 잔여 신호에 대한 스캔 방향을 도출하는 구체적인 방법은 본 명세서의 실시예들에서 상세히 설명한 바와 같다.
스캐닝부(1820)는 스캔 방향 도출부(1810)에 의해 도출된 스캔 방향을 현재 블록의 잔여 신호에 적용한다. 예컨대, 도 12에 도시된 스캔 방향과 같이 현재 블록의 잔여 신호를 스캔할 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (30)

  1. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  15. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.
  16. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 단계; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 단계를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    수직 스캔, 수평 스캔 및 상단 우측 스캔 중 어느 하나를 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  24. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이고, 상기 현재 블록의 크기가 소정 크기 이하인 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향을 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔이면 수평 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  26. 제24항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수평 스캔이면 수직 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  27. 제24항에 있어서,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 도출된 스캔 방향이 수직 스캔 및 수평 스캔이 아니면 상단 우측 스캔으로 재설정하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  28. 제24항에 있어서,
    상기 소정 크기는 4x4 크기인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  29. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 단계에서는,
    상기 현재 블록이 변환 스킵 블록이 아닌 경우,
    상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향을 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  30. 현재 블록이 변환 스킵 블록인지 여부에 따라 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호의 스캔 방향(scan type)을 도출하는 스캔 방향 도출부; 및
    상기 스캔 방향을 상기 현재 블록에 대한 잔여 신호에 적용하는 스캐닝부를 포함하며,
    상기 변환 스킵 블록은, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용하지 않은 블록이며, 상기 현재 블록에 대해 변환을 적용할지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 특정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 장치.
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