WO2017188652A1 - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법 및 장치 Download PDF

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류호찬
안용조
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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding a video signal.
  • High efficiency image compression techniques can be used to solve these problems caused by high resolution and high quality image data.
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technique an intra prediction technique for predicting pixel values included in a current picture using pixel information in the current picture
  • the present invention seeks to improve the compression efficiency of inter prediction.
  • the present invention seeks to improve the compression efficiency of intra prediction.
  • the present invention provides an inter prediction method and apparatus based on the current picture reference mode.
  • the present invention provides a method and apparatus for deriving a motion vector for the current picture reference mode.
  • the present invention provides a method and apparatus for determining an encoding / decoding order of a subblock belonging to a current block in consideration of an intra prediction mode of the current block.
  • the present invention provides a method and apparatus for generating a reference sample for intra prediction based on an interpolation filter.
  • the present invention provides a method and apparatus for determining an interpolation filter applied to a surrounding sample in consideration of at least one of a block size or an intra prediction mode.
  • the efficiency of inter prediction may be improved based on the current picture reference mode.
  • the efficiency of intra prediction may be improved based on an adaptive encoding / decoding sequence.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates an intra prediction based on a fixed scan order as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 illustrates an intra prediction method based on an adaptive scan order as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 illustrates an example of a category relating to a scanning order as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 illustrates an intra prediction process according to a z scan in an adaptive scan order according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 illustrates an intra prediction process according to a z-scan rotated 90 degrees counterclockwise in an adaptive scan sequence according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 illustrates an intra prediction process according to a z scan rotated 90 degrees clockwise in an adaptive scan order according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 illustrates an inter prediction method based on a current picture reference mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 illustrates a method of deriving a motion vector of a current block encoded in the current picture reference mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 illustrates a method of filtering a reference block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 illustrates a form of a current block coded in a current picture reference mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 13 illustrates an interpolation based intra prediction process according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 14 illustrates a method of applying an interpolation filter as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 15 illustrates an example of an interpolation filter using a plurality of taps as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the intra prediction method determines an intra prediction mode of a current block, and determines a scan order for a plurality of sub-blocks belonging to the current block based on the determined intra prediction mode, and determines the determined scan order. Based on this, intra prediction of the current block may be performed.
  • the inter prediction method derives a motion vector of a current block, determines a reference block of the current block based on the motion vector of the current block, and compensates for the motion of the current block based on the determined reference block.
  • the reference block may belong to the same picture as the current block.
  • Intra prediction method by specifying a neighboring sample for intra prediction of the current block, performing a predetermined filtering on the specified neighboring sample, applying an interpolation filter to the filtered neighboring sample to perform the intra prediction
  • a reference sample may be generated, and intra prediction of the current block may be performed based on the generated reference sample.
  • the image encoding / decoding apparatus determines an intra prediction mode of a current block, determines a scan order for a plurality of subblocks belonging to the current block based on the determined intra prediction mode, and determines the determined scan order. It may include an intra prediction unit for performing intra prediction of the current block based on.
  • the image encoding / decoding apparatus derives a motion vector of a current block, determines a reference block of the current block based on the motion vector of the current block, and determines the reference block of the current block based on the determined reference block.
  • An inter prediction unit that performs motion compensation, wherein the reference block may belong to the same picture as the current block.
  • the image encoding / decoding apparatus specifies a surrounding sample for intra prediction of a current block, performs a predetermined filtering on the specified surrounding sample, and applies an interpolation filter to the filtered neighboring sample.
  • An intra prediction unit may be generated to generate a reference sample for prediction and perform intra prediction of the current block based on the generated reference sample.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a picture splitter 110, a predictor 120 and 125, a transformer 130, a quantizer 135, a realigner 160, and an entropy encoder. 165, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 145, a filter 150, and a memory 155.
  • each of the components shown in FIG. 1 is independently illustrated to represent different characteristic functions in the image encoding apparatus, and does not mean that each of the components is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • Integrated and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • the picture dividing unit 110 may divide the input picture into at least one block.
  • the block may mean a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transformation unit (TU).
  • the partitioning may be performed based on at least one of a quadtree or a binary tree.
  • Quad tree is a method of dividing an upper block into lower blocks having a width and a height of half of the upper block.
  • the binary tree divides the upper block into lower blocks, which are half of the upper block in either width or height.
  • the upper block is half-height through the above-described binary tree-based partitioning, so that the block may have a square as well as a non-square shape.
  • a coding unit may be used as a unit for encoding or may be used as a unit for decoding.
  • the predictors 120 and 125 may include an inter predictor 120 that performs inter prediction and an intra predictor 125 that performs intra prediction. Whether to use inter prediction or intra prediction on the prediction unit may be determined, and specific information (eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.) according to each prediction method may be determined. In this case, the processing unit in which the prediction is performed may differ from the processing unit in which the prediction method and the details are determined. For example, the method of prediction and the prediction mode may be determined in the prediction unit, and the prediction may be performed in the transform unit. The residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transformer 130.
  • specific information eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded by the entropy encoder 165 together with the residual value and transmitted to the decoder.
  • the original block may be encoded as it is and transmitted to the decoder without generating the prediction block through the prediction units 120 and 125.
  • the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of at least one of the previous picture or the next picture of the current picture. In some cases, the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of the partial region in which the current picture is encoded. You can also predict units.
  • the inter predictor 120 may include a reference picture interpolator, a motion predictor, and a motion compensator.
  • the reference picture interpolator may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT based 8-tap interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of integer pixels or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the motion predictor may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as full search-based block matching algorithm (FBMA), three step search (TSS), and new three-step search algorithm (NTS) may be used.
  • FBMA full search-based block matching algorithm
  • TSS three step search
  • NTS new three-step search algorithm
  • the motion vector may have a motion vector value of 1/2 or 1/4 pixel units based on the interpolated pixels.
  • the motion prediction unit may predict the current prediction unit by using a different motion prediction method.
  • various methods such as a skip method, a merge method, and an advanced motion vector prediction (AMVP) method may be used.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the intra predictor 125 may generate a prediction unit based on reference pixel information around the current block, which is pixel information in the current picture. If the neighboring block of the current prediction unit is a block that has performed inter prediction, and the reference pixel is a pixel that has performed inter prediction, the reference pixel of the block that has performed intra prediction around the reference pixel included in the block where the inter prediction has been performed Can be used as a substitute for information. That is, when the reference pixel is not available, the unavailable reference pixel information may be replaced with at least one reference pixel among the available reference pixels.
  • a prediction mode may have a directional prediction mode using reference pixel information according to a prediction direction, and a non-directional mode using no directional information when performing prediction.
  • the mode for predicting the luminance information and the mode for predicting the color difference information may be different, and the intra prediction mode information or the predicted luminance signal information used for predicting the luminance information may be utilized to predict the color difference information.
  • the intra prediction method may generate a prediction block after applying an adaptive intra smoothing (AIS) filter to a reference pixel according to a prediction mode.
  • AIS adaptive intra smoothing
  • the type of AIS filter applied to the reference pixel may be different.
  • the intra prediction mode of the current prediction unit may be predicted from the intra prediction mode of the prediction unit existing around the current prediction unit.
  • the prediction mode of the current prediction unit is predicted by using the mode information predicted from the neighboring prediction unit, if the intra prediction mode of the current prediction unit and the neighboring prediction unit is the same, the current prediction unit and the neighboring prediction unit using the predetermined flag information If the prediction modes of the current prediction unit and the neighboring prediction unit are different, entropy encoding may be performed to encode the prediction mode information of the current block.
  • a residual block may include a prediction unit performing prediction based on the prediction units generated by the prediction units 120 and 125 and residual information including residual information that is a difference from an original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the transformer 130.
  • the conversion unit 130 may convert the residual block including the residual data by using a conversion method such as DCT, DST, or the like.
  • the transformation method may be determined based on the intra prediction mode of the prediction unit used to generate the residual block.
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted by the transformer 130 into the frequency domain.
  • the quantization coefficient may change depending on the block or the importance of the image.
  • the value calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the reordering unit 160.
  • the reordering unit 160 may reorder coefficient values with respect to the quantized residual value.
  • the reordering unit 160 may change the two-dimensional block shape coefficients into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. For example, the reordering unit 160 may scan a DC coefficient to a coefficient of a high frequency region by using a predetermined scan type and change it into a one-dimensional vector.
  • the entropy encoder 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160. Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • the entropy encoder 165 receives residual value coefficient information, block type information, prediction mode information, partition unit information, prediction unit information, transmission unit information, and motion of the coding unit from the reordering unit 160 and the prediction units 120 and 125.
  • Various information such as vector information, reference frame information, interpolation information of a block, and filtering information can be encoded.
  • the entropy encoder 165 may entropy encode a coefficient value of a coding unit input from the reordering unit 160.
  • the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 inverse quantize the quantized values in the quantizer 135 and inversely transform the transformed values in the transformer 130.
  • the residual value generated by the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 is reconstructed by combining the prediction units predicted by the motion estimator, the motion compensator, and the intra predictor included in the predictors 120 and 125. You can create a Reconstructed Block.
  • the filter unit 150 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • a deblocking filter may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter may remove block distortion caused by boundaries between blocks in the reconstructed picture.
  • it may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on the pixels included in several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be performed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the offset correction unit may correct the offset with respect to the original image on a pixel-by-pixel basis for the deblocking image.
  • the pixels included in the image are divided into a predetermined number of areas, and then, an area to be offset is determined, an offset is applied to the corresponding area, or offset considering the edge information of each pixel. You can use this method.
  • Adaptive Loop Filtering may be performed based on a value obtained by comparing the filtered reconstructed image with the original image. After dividing the pixels included in the image into a predetermined group, one filter to be applied to the group may be determined and filtering may be performed for each group. For information related to whether to apply ALF, a luminance signal may be transmitted for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of an ALF filter to be applied may vary according to each block. In addition, regardless of the characteristics of the block to be applied, the same type (fixed form) of the ALF filter may be applied.
  • ALF Adaptive Loop Filtering
  • the memory 155 may store the reconstructed block or picture calculated by the filter unit 150, and the stored reconstructed block or picture may be provided to the predictors 120 and 125 when performing inter prediction.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoder 200 includes an entropy decoder 210, a reordering unit 215, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 225, a predictor 230, 235, and a filter unit ( 240, a memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded by a procedure opposite to that of the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may perform entropy decoding in a procedure opposite to that of the entropy encoding performed by the entropy encoder of the image encoder. For example, various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may decode information related to intra prediction and inter prediction performed by the encoder.
  • the reordering unit 215 may reorder the entropy decoded bitstream by the entropy decoding unit 210 based on a method of rearranging the bitstream. Coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector may be reconstructed by reconstructing the coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 215 may be realigned by receiving information related to coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoder and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform unit 225 may perform inverse transform on the inverse quantized transform coefficients using a predetermined transform method.
  • the transformation method may be determined based on information on a prediction method (inter / intra prediction), a size / shape of a block, an intra prediction mode, and the like.
  • the prediction units 230 and 235 may generate the prediction block based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoder 210 and previously decoded blocks or picture information provided by the memory 245.
  • the predictors 230 and 235 may include a prediction unit determiner, an inter predictor, and an intra predictor.
  • the prediction unit determiner receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoder 210, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, and distinguishes the prediction unit from the current coding unit, and predicts It may be determined whether the unit performs inter prediction or intra prediction.
  • the inter prediction unit 230 predicts the current prediction based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture including the current prediction unit by using information required for inter prediction of the current prediction unit provided by the image encoder. Inter prediction may be performed on a unit. Alternatively, inter prediction may be performed based on information of some regions pre-restored in the current picture including the current prediction unit.
  • the motion prediction method of the prediction unit included in the coding unit is skip mode, merge mode, or AMVP mode to perform inter prediction. You can judge.
  • the intra predictor 235 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture.
  • intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction unit provided by the image encoder.
  • the intra predictor 235 may include an adaptive intra smoothing (AIS) filter, a reference pixel interpolator, and a DC filter.
  • the AIS filter is a part of filtering the reference pixel of the current block and determines whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering may be performed on the reference pixel of the current block by using the prediction mode and the AIS filter information of the prediction unit provided by the image encoder. If the prediction mode of the current block is a mode that does not perform AIS filtering, the AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may generate a reference pixel having an integer value or less by interpolating the reference pixel. If the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode for generating a prediction block without interpolating the reference pixel, the reference pixel may not be interpolated.
  • the DC filter may generate the prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter unit 240.
  • the filter unit 240 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • Information about whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture, and when the deblocking filter is applied to the corresponding block or picture, may be provided with information about whether a strong filter or a weak filter is applied.
  • the deblocking filter related information provided by the image encoder may be provided and the deblocking filtering of the corresponding block may be performed in the image decoder.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction and offset value information applied to the image during encoding.
  • the ALF may be applied to a coding unit based on ALF application information, ALF coefficient information, and the like provided from the encoder. Such ALF information may be provided included in a specific parameter set.
  • the memory 245 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block, and may provide the reconstructed picture to the output unit.
  • Intra prediction of the current block may be performed using a predetermined intra prediction mode and a reference sample.
  • the current block may be determined through partitioning based on a tree structure (eg, quadtree, binary tree).
  • the current block may be a coding block (CU) or a prediction block (PU).
  • the intra prediction may be performed in units of sub blocks constituting the current block according to a predetermined scan order.
  • the current block may consist of one or more subblocks.
  • the current block may be defined as a set of sub blocks that share one intra prediction mode.
  • the size / shape of the sub-block may be fixed pre-committed to the image encoding / decoding apparatus, or may be variably determined according to the size / shape of the current block or transform block.
  • the image encoding apparatus may encode and signal information indicating the size / shape of the subblock, and the image decoding apparatus may determine the size / shape of the subblock based on the signaled information.
  • the reference sample may be a sample neighboring the current block (or sub block).
  • the reference sample may belong to at least one of neighboring blocks located at the left, lower left, upper left, upper or upper right of the current block (or sub block).
  • the reference sample may include a reference sample for intra prediction of the current block (or sub block) and / or a sample generated through a predetermined reference sample generation process.
  • the scan order may be a fixed scan order (hereinafter, referred to as a "first scheme") pre-committed to the image encoding / decoding apparatus, and an adaptive scan order based on the intra prediction mode of the current block (hereinafter, " Second manner ". Any one of the first scheme and the second scheme may be selectively used. Information indicating whether the adaptive scan order is used for this may be signaled. For example, when the information is 0, the first scheme may be used, and when the information is 1, the second scheme may be used.
  • Either of the two schemes may optionally be used.
  • FIG. 3 illustrates an intra prediction based on a fixed scan order as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the fixed scan order is a z scan and references a peripheral sample in the diagonal direction.
  • the peripheral sample may include at least one of a referenceable sample or a sample that is not referenceable or generated through a predetermined reference sample generation process.
  • the current block may consist of four sub blocks 310, 320, 330, and 340.
  • the prediction / restore may be performed in the order of the first sub block 310, the second sub block 320, the third sub block 330, and the fourth sub block 340.
  • the first sub block 310 may refer to the neighboring sample 311 (the sample indicated by the diagonal line) reconstructed before the first sub block.
  • the second sub-block 320 may be divided into an area of a sample (hereinafter referred to as "first area”) displayed in white and an area of a sample (hereinafter referred to as "second area”) displayed in gray shades.
  • the first region refers to a pre-restored peripheral sample 321 (sampled by oblique lines), and the second region refers to a sample 322 (sample filled with dots) that is not reconstructed or unreferenced. Area.
  • the sample of the second region is less spatially correlated with the sample 322, which may be a factor of poor performance of intra prediction.
  • the third sub-block 330 may be divided into a region of a sample (hereinafter referred to as "first region”) displayed in white and a region of a sample (hereinafter referred to as "second region”) represented in gray shades.
  • the first region refers to a pre-restored peripheral sample 331 (sampled by diagonal lines), and the second region refers to a sample 332 (filled with dots) that is not reconstructed or is not referenceable. Area.
  • the sample of the second region has a low spatial correlation with the sample 332, which may be a factor of lowering the performance of intra prediction.
  • the fourth sub-block 340 may be divided into a region of a sample (hereinafter referred to as "first region") displayed in white and a region of a sample (hereinafter referred to as "second region”) represented in gray shades.
  • the first region refers to a pre-restored peripheral sample 341 (sampled by oblique lines), and the second region refers to a sample 342 (sample filled with dots) that is not reconstructed or is not referenceable. Area.
  • the sample of the second region has a low spatial correlation with the sample 342, which may be a factor of poor performance of intra prediction.
  • FIG. 4 illustrates an intra prediction method based on an adaptive scan order as an embodiment to which the present invention is applied.
  • an intra prediction mode of a current block may be determined (S400).
  • the N intra prediction modes pre-defined in the image encoding / decoding apparatus may be grouped into a plurality of groups.
  • N may be an integer greater than or equal to 35.
  • the first group may be configured as a candidate mode (MPM, most probable mode), and the second group may be configured as a remaining mode except for the candidate mode among N intra prediction modes.
  • the candidate mode may be derived based on at least one of an intra prediction mode of a neighboring block or a default mode according to a rule pre- promised to an image encoding / decoding apparatus.
  • the number of candidate modes may be three, four, five, six, or more.
  • the intra prediction mode of the current block may be determined using information specifying the group to which the intra prediction mode of the current block belongs and / or information specifying the intra prediction mode of the current block in the group.
  • the scanning order of the current block may be determined based on the intra prediction mode determined in S400 (S410).
  • the scan order may be determined in consideration of whether the intra prediction mode is a non-directional mode or a directional mode. Alternatively, the scan order may be determined in consideration of the directionality / angle of the intra prediction mode. For example, the determining of the scan order may be implemented by determining a category of the intra prediction mode in consideration of the directionality of the intra prediction mode, and determining a scan order based on the determined category.
  • the category may be defined as a set of intra prediction modes having similar directionalities.
  • the N intra prediction modes pre-defined in the image encoding / decoding apparatus may be classified into a plurality of categories.
  • the image encoding / decoding apparatus may define a mapping relationship between a specific category and a scan order.
  • intra prediction of the current block may be performed (S420).
  • sub blocks of the current block may be sequentially predicted / restored.
  • Prediction and reconstruction may be performed on the priority subblock, and prediction and reconstruction may be performed on the subordinate subblock.
  • the subordinate subblock may refer to a neighboring sample of the current block and / or a reconstructed sample of the senior subblock. In this manner, subblocks belonging to the current block may be sequentially predicted and reconstructed.
  • FIG. 5 illustrates an example of a category relating to a scanning order as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the category regarding the scan order may be classified into two, three, or more according to the directionality of the intra prediction mode pre-defined in the image encoding / decoding apparatus. Alternatively, the category may be classified based on the number, range, and / or location of samples referenced by the intra prediction mode of the current block.
  • the scan order available for each classified category may be defined.
  • a z scan, a z scan in a form rotated by a predetermined angle in a clockwise / counterclockwise direction, and the like may be used.
  • the predetermined angle may be 90 degrees, 180 degrees, -90 degrees, or -180 degrees.
  • the first category uses z scans
  • the second category uses z scans rotated 90 degrees counterclockwise
  • the third category uses z scans rotated 90 degrees clockwise. Can be used.
  • the number / type of the scan order may include the size of a block (eg, coding block, prediction block, transform block), the partition type of the block, the transform type (eg, DCT, DST), and the non-zero transform coefficient. It may be determined variably in consideration of the existence unit, whether the transform skip block, the quantization parameter, or the like. Alternatively, the number / type of the scan order may be preset in the image encoding / decoding apparatus.
  • FIG. 6 illustrates an intra prediction process according to a z scan in an adaptive scan order according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • intra prediction when referring to the upper left peripheral sample in the 135-degree direction according to the direction of the intra prediction mode, intra prediction may be performed based on the z scan in the adaptive scan order. According to the z scan, prediction / restore may be performed in the order of the first sub block 610, the second sub block 620, the third sub block 630, and the fourth sub block 640.
  • the first sub block 610 may refer to a neighboring sample 611 (sample indicated by an oblique line) restored before the first sub block.
  • the peripheral sample of the second sub-block 620 may include a pre-restored peripheral sample 621 (sampled by diagonal lines) and an unreconstructed or non-referred sample 622 (sample filled with dots). However, the second sub-block 620 may be predicted / restored by referring to only the pre-restored neighbor sample 621 among the neighbor samples.
  • Peripheral samples of the third sub-block 630 may likewise include pre-restored periphery samples 631 (sampled by diagonal lines) and non-reconstructed or non-referred samples 632 (samples filled with dots). However, the third sub-block 630 may be predicted / restored by referring to only the pre-restored peripheral sample 631 among the peripheral samples.
  • Peripheral samples of the fourth sub-block 640 may also include pre-reconstructed periphery samples 641 (sampled by diagonal lines) and non-reconstructed or non-referred samples 642 (samples filled with dots). However, the fourth sub-block 640 may be predicted / restored by referring to only the pre-restored neighbor samples 641 among the neighbor samples.
  • one sub block may be divided into two non-square blocks.
  • a scan order for encoding / decoding of two non-square blocks may be determined based on the directionality of the intra prediction mode of the current block.
  • the first sub block 610 may be divided into a first sub block 612 and a second sub block 613 which are vertical square blocks.
  • encoding / decoding may be performed in the order of the first lower block 612 and the second lower block 613.
  • the prediction and the reconstruction of the first lower block 612 may be performed.
  • the second sub block 613 may refer to at least one of a peripheral sample of the first sub block 610 or a reconstruction sample of the first sub block 612.
  • the prediction on the second lower block 613 may be performed.
  • the second sub block 613 may refer to at least one of a neighboring sample of the first sub block 610 or a prediction sample of the first sub block 612.
  • the third sub block 630 may be divided into a third sub block 633 and a fourth sub block 634 which are horizontal square blocks.
  • encoding / decoding may be performed in the order of the third lower block 633 and the fourth lower block 634.
  • the prediction and the reconstruction of the fourth lower block 634 may be performed.
  • the fourth upper block 634 may refer to at least one of a surrounding sample of the third sub block 630 or a reconstructed sample of the third lower block 633.
  • the prediction on the fourth lower block 634 may be performed.
  • the fourth lower block 634 may refer to at least one of a neighboring sample of the third sub block 630 or a prediction sample of the third lower block 633.
  • FIG. 7 illustrates an intra prediction process according to a z-scan rotated 90 degrees counterclockwise in an adaptive scan sequence according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • intra prediction is performed based on a z scan that is rotated 90 degrees counterclockwise in the adaptive scan order.
  • the first sub block 710, the second sub block 720, the third sub block 730, and the fourth sub block 740 are sequentially disposed.
  • Prediction / restore can be performed.
  • the first sub block 710 may be divided into an area of a sample (hereinafter referred to as "first area”) displayed in white and an area of a sample (hereinafter referred to as "second area”) represented in gray shades. have.
  • the first area is an area that references a referenceable or pre-restored peripheral sample (711, a sample indicated by an oblique line), and the second area is an unreconstructed or unreferenced sample (712, a sample filled with dots). This is an area that references.
  • the sample of the region 712 may be generated using one or more samples belonging to the region 711.
  • the sample of the second region may be predicted with reference to the generated sample of the region 712.
  • the second sub-block 720 may be predicted / restored with reference to a pre-restored neighbor sample 721 (sampled by diagonal lines).
  • the pre-restored peripheral sample 721 may include a reconstruction sample of the first sub block 710 adjacent to the bottom of the second sub block.
  • the third sub-block 730 may be divided into an area of a sample (hereinafter referred to as "first area”) displayed in white and an area of a sample (hereinafter referred to as "second area”) represented in gray shades.
  • the first area is an area that references a referenceable or pre-restored peripheral sample (731, a sample indicated by an oblique line), and the second area is an unreconstructed or unreferenced sample (732, a sample filled with dots). This is the area to refer to.
  • the sample of the region 732 may be generated using one or more samples belonging to the region 731.
  • the sample of the second region may be predicted with reference to the generated sample of the 732 region.
  • the fourth sub-block 740 may be predicted / restored with reference to a pre-restored peripheral sample 741 (sample indicated by an oblique line).
  • the pre-restored peripheral sample 741 may include reconstruction samples of the first to third sub-blocks adjacent to the fourth sub-block.
  • the second region referring to an unreconstructed or non-referred sample, such as the second sub-block 720 and the fourth sub-block 740. This can minimize the occurrence.
  • one sub block may be divided into two non-square blocks.
  • a scan order for encoding / decoding of two non-square blocks may be determined based on the directionality of the intra prediction mode of the current block.
  • the second sub block 720 may be divided into a first sub block 722 and a second sub block 723 which are horizontal square blocks.
  • encoding / decoding may be performed in the order of the first lower block 722 and the second lower block 723.
  • the second sub block 723 may refer to at least one of a peripheral sample of the second sub block 720 or a reconstruction sample of the first sub block 722.
  • prediction on the second lower block 723 may be performed.
  • the second sub block 723 may refer to at least one of a neighboring sample of the second sub block 720 or a prediction sample of the first sub block 722.
  • FIG. 8 illustrates an intra prediction process according to a z scan rotated 90 degrees clockwise in an adaptive scan order according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • intra prediction may be performed based on a z scan that is rotated 90 degrees clockwise in the adaptive scan order. have. According to the z scan rotated 90 degrees in the clockwise direction, the first sub block 810, the second sub block 820, the third sub block 830, and the fourth sub block 840 are predicted. Restore may be performed.
  • the first sub-block 810 may be predicted / restored with reference to a pre-restored peripheral sample 811 (sample indicated by an oblique line).
  • the second sub-block 820 may be divided into an area of a sample (hereinafter referred to as "first area”) displayed in white and an area of a sample (hereinafter referred to as "second area”) displayed in gray shades.
  • the first area is an area that references a referenceable or pre-restored peripheral sample 821 (sampled by oblique lines), and the second area is an unreconstructed or unreferenced sample (822, sample filled with dots). This is the area to refer to.
  • the sample of the 822 region may be generated using one or more samples belonging to the 821 region.
  • the sample of the second region may be predicted with reference to the generated sample of the 822 region.
  • the third sub-block 830 may be predicted / restored with reference to a pre-restored peripheral sample 831 (sampled by diagonal lines).
  • the pre-restored peripheral sample 831 may include a reconstructed sample of the first sub block 810 adjacent to the left side of the third sub block.
  • the fourth sub-block 840 may be predicted / restored with reference to a pre-restored peripheral sample 841 (a sample indicated by an oblique line).
  • the pre-restored peripheral sample 841 may include reconstructed samples of the first to third sub-blocks adjacent to the fourth sub-block.
  • the second region referring to an unreconstructed or unreferenced sample, such as the third subblock 830 and the fourth subblock 840. This can minimize the occurrence.
  • one sub block may be divided into two non-square blocks.
  • a scan order for encoding / decoding of two non-square blocks may be determined based on the directionality of the intra prediction mode of the current block.
  • the third sub block 830 may be divided into a first sub block 832 and a second sub block 833, which are vertical non-square blocks.
  • encoding / decoding may be performed in the order of the first lower block 832 and the second lower block 833.
  • the second lower block 833 may refer to at least one of a peripheral sample of the third sub block 830 or a reconstructed sample of the first sub block 832.
  • the prediction on the second lower block 833 may be performed.
  • the second sub block 833 may refer to at least one of a neighboring sample of the third sub block 830 or a prediction sample of the first sub block 832.
  • FIG. 9 illustrates an inter prediction method based on a current picture reference mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the current picture reference mode is a method of performing motion compensation based on a reference block in which the current block belongs to the same picture as the current block. This may be distinguished from an inter mode in which motion compensation is performed based on a reference block belonging to a picture different from the current block. To distinguish the information, information indicating whether the current block is a block coded in the current picture reference mode may be encoded / decoded. Or, if the picture specified by the reference picture index of the current block is the current picture, the current block may be determined to be a block encoded in the current picture reference mode. The current picture may be arranged at a predetermined position in the reference picture list.
  • the predetermined position may be a position previously promised to the image encoding / decoding apparatus or may be any position like other reference pictures.
  • the current picture may be arranged before the short-term reference picture, between the short-term reference picture and the long-term reference picture, or after the long-term reference picture.
  • a reference block of the current block may be determined based on the motion vector of the current block (S900).
  • the reference block When the current block is a block coded in the current picture reference mode, the reference block may belong to the same picture as the current block. On the other hand, when the current block is in the inter mode, it may belong to a picture different from the current block.
  • the motion vector may be derived from a neighboring block of the current block.
  • the neighboring block may mean a block spatially and / or temporally adjacent to the current block.
  • the spatial neighboring block may include at least one of blocks adjacent to a left side, an upper end, a lower left end, an upper left end, or a right upper end of the current block.
  • the temporal neighboring block may include at least one of a block at a same position as the current block, a block adjacent to a left side, a top side, a right side, a bottom side, or a corner of the same position block.
  • the motion vector may be derived using a neighboring block that satisfies a predetermined condition among the neighboring blocks.
  • a predetermined condition include whether the same prediction mode as the current block (for example, current picture reference mode, inter mode, etc.), whether to use the same reference picture list as the current block, and the same reference picture as the current block. Whether it is a reference.
  • the motion vector may be determined based on template matching.
  • the template matching is a process of specifying a peripheral area (hereinafter, referred to as a "template") of the current block and searching for a block having a template most similar to the template of the current block.
  • the search may be performed in all or some of the pre-restored regions in the current picture, or may be performed in a picture of a different time zone than the current picture.
  • the motion vector may be derived in consideration of the picture type of the current picture, the frequency of the motion vector for the current picture reference mode, etc., which will be described in detail with reference to FIG. 10.
  • motion compensation of the current block may be performed based on the reference block determined in S900 (S910).
  • the reference block may be a block composed of an integer pel or may be a block composed of a small number of pels.
  • a filtered reference block may be generated by performing predetermined filtering on the reference block, and motion compensation may be performed using the filtered reference block.
  • the filtering may be performed based on a weighted filter that changes a sample value by applying a predetermined weight to the sample value of the reference block, or may be performed based on an interpolation filter that generates a prime pel by interpolating the sample of the reference block. It may be.
  • the image encoding apparatus may encode and signal filter information for filtering, and the image decoding apparatus may filter a reference block based on the signaled filter information.
  • the number of filters used for the filtering may be one, two, three, or more.
  • the filter may be a fixed coefficient filter pre-committed to the image encoding / decoding apparatus, or may be a variable coefficient filter.
  • the image encoding apparatus may encode and signal information indicating whether the variable coefficient filter is used, and the image decoding apparatus may determine whether to use the variable coefficient filter based on the signaled information.
  • Coefficients of the variable coefficient filter may be determined based on coefficients signaled from the image encoding apparatus, or may be derived based on one or more samples of the current block and / or one or more samples of the neighboring block.
  • the coefficients of the variable coefficient filter may be derived from coefficients of the filter used before the current block, or may be derived based on pre-defined coefficients at a higher level such as a sequence and a picture. The coefficients may differ depending on the location of the sample being filtered.
  • either half pel or quarter pel may be selectively used. If the precision of the minority pel is selected to be 1/2 pel, produce 1/2 pel located between two integer fels, and if the precision of the minority pel is selected to 1 ⁇ 4 pel, 1 / 4 pellets can be produced.
  • the resulting minority pels may be produced using a plurality of samples located on the same vertical line and / or horizontal line. In this case, the plurality of samples may include at least one of an integer fel or pre-generated minor fel. The selection may be performed based on the encoded information to specify the precision of the minority pels. Alternatively, the pre- promised precision may be fixedly used in the image encoding / decoding apparatus.
  • the precision of the aforementioned 1/2 pel, 1/4 pel is only one embodiment, and can be expanded to 1/8 pel, 1/16 pel, and the like.
  • the motion compensation process of S910 may further include scaling the reference block or rotating the predetermined block by a predetermined angle.
  • the scaling or rotation is for transforming the reference block to a size / shape similar to the current block. This may be done before or after the filtering process described above.
  • at least one of the above-described filtering, scaling, or rotation may be omitted.
  • FIG. 10 illustrates a method of deriving a motion vector of a current block encoded in the current picture reference mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the motion vector of the current block encoded in the current picture reference mode may be derived from a predetermined motion candidate list. This may be performed when the current block belongs to an intra random access point (IRAP) picture.
  • IRAP intra random access point
  • the motion candidate list may include a motion vector having a high frequency among the motion vectors for the current picture reference mode.
  • the range of motion vectors that can be included in the motion candidate list may be determined based on at least one of a search range of a reference block for the current picture reference mode or whether WPP (Wavefront Parallel Processing) is used.
  • WPP Widefront Parallel Processing
  • the range of motion vectors that can be included in the motion candidate list may be limited to motion vectors in a region already decoded through WPP, or to motion vectors within a search range of a reference block for the current picture reference mode. .
  • the current block may be determined whether the current block is a block encoded in the current picture reference mode (S1000). As shown in FIG. 9, the determination may be performed based on information indicating whether the current block is a block coded in the current picture reference mode or may be determined based on a reference picture index of the current block.
  • the current block When the current block is a block encoded in the current picture reference mode, it may be determined whether the current picture to which the current block belongs is an IRAP picture (S1010).
  • a motion vector may be derived based on the above-described motion candidate list (S1020). On the other hand, if the current picture is not an IRAP picture, a motion vector may be derived from a neighboring block (S1030).
  • FIG. 11 illustrates a method of filtering a reference block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the precision of the minority pels regarding the filtering of the reference block (S1100).
  • the precision of the minority pel 1/2 pel, 1/4 pel, 1/8 pel, 1/16 pel and the like can be used.
  • the precision of the minority pel may be determined based on the encoded information to specify the precision of the minority pel with respect to the filtering.
  • the precision of the minority pel may be a pre-committed precision of the image encoding / decoding apparatus, and in this case, the execution of step S1100 may be omitted.
  • the coefficient of the filter may be obtained (S1120).
  • the coefficient may be obtained through the bitstream or derived using the surrounding samples. Alternatively, the coefficient may be derived from the filter coefficient used before the current block.
  • the reference block may be filtered based on the coefficient obtained in S1120 (S1130).
  • the reference block may be filtered based on a fixed coefficient filter pre-committed to the image encoding / decoding apparatus (S1140).
  • the present embodiment does not limit the temporal order of determining the precision of the minority pel and determining whether the variable coefficient filter. Determining the precision of the minority pel may be performed after determining whether it is a variable coefficient filter or may be performed independently of each other.
  • FIG. 12 illustrates a form of a current block coded in a current picture reference mode according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the current picture reference mode may be used.
  • the current picture reference mode may be used.
  • blocks 1210 and 1230 are blocks divided into non-squares, and blocks 1220 and 1240 are blocks divided into arbitrary shapes.
  • the block 1230 may use the block 1210 as a reference block, and the block 1240 may use the block 1220 as a reference block. In this case, the block 1220 may be rotated at a predetermined angle.
  • the current picture reference mode may be limitedly used. For example, when the size of the current block is larger than the threshold size, the current picture reference mode may not be allowed. Or, if the partition type of the current block is NxM, the current picture reference mode may not be allowed. In this case, N and M are integers greater than 0, and may be the same as or different from each other.
  • the NxM may be pre-committed to the image encoding / decoding apparatus, or may be derived based on coded information to indicate a block size / shape in which the current picture reference mode is allowed.
  • FIG. 13 illustrates an interpolation based intra prediction process according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a neighboring sample for intra prediction of a current block may be specified (S1300).
  • the peripheral sample may belong to a block adjacent to the left, lower left, upper left, upper or right upper end of the current block. If there is one of the surrounding samples that has not yet been restored or is not referenceable, it may be replaced with a pre-restored or referenceable sample of the surrounding samples.
  • Predetermined filtering may be performed on the specified peripheral sample (S1310).
  • the filtering is a process of generating a filtered surrounding sample of integer precision by applying a predetermined weight to the surrounding sample of integer precision.
  • the filtering may be selectively performed based on an intra prediction mode of the current block, a block size, a change amount of neighboring neighboring samples, and the like.
  • An interpolation filter may be applied to the filtered neighboring samples to generate a reference sample for intra prediction (S1320).
  • Whether to apply the interpolation filter may be determined based on an encoded flag to indicate whether to apply the interpolation filter.
  • the flag may be signaled at at least one level of a sequence, picture, slice, or block.
  • whether to apply the interpolation filter may be determined by further considering an intra prediction mode of the current block. For example, when the intra prediction mode refers to a mode that references an integer precision sample (eg, planar mode, DC mode, horizontal mode, or vertical mode), an interpolation filter may not be applied to the surrounding samples.
  • interpolation filter may be a linear interpolation filter, a cube interpolation filter, a Gaussian interpolation filter, or the like.
  • the image encoding / decoding apparatus may define a plurality of interpolation filters, and any one of them may be selectively used.
  • the interpolation filter may be determined in consideration of at least one of the size of the current block or the intra prediction mode.
  • the current block may be a coding block (CU), a prediction block (PU), or a transform block (TU).
  • the block size may be expressed as a width / height of a block, a sum of width and height, an average value of width and height, and the number of samples belonging to the block.
  • a first interpolation filter may be applied to a block smaller than a predetermined threshold size, and a second interpolation filter may be applied to a block larger than or equal to the threshold size. At least one of the filter coefficient, the number of taps, and the filter strength may be different from each other in the first / second interpolation filter.
  • the first interpolation filter may be any one of the above-described types of interpolation filters, and the second interpolation filter may be the other.
  • the threshold size may be predetermined in the image encoding / decoding apparatus, or may be variably determined in consideration of a specific encoding parameter.
  • the same interpolation filter may be applied to all block sizes, or different interpolation filters may be applied to each block size.
  • the intra prediction modes pre-defined in the image encoding / decoding apparatus may be classified into a plurality of groups in consideration of the directionality of the intra prediction modes.
  • the pre-defined intra prediction mode may be classified into a first group having a first direction, a second group having a second direction, a third group having a third direction, and the like.
  • the number of groups may fall in the range of 1 to the number of pre-defined intra prediction modes.
  • Each group may be configured with one or more intra prediction modes.
  • the plurality of intra prediction modes belonging to each group may have similar directions.
  • An interpolation filter may be determined based on the directionality of the intra prediction mode.
  • the image encoding apparatus may encode and signal information for determining the interpolation filter, and the image decoding apparatus may determine the interpolation filter based on the signaled information.
  • the information may be signaled at at least one of a sequence, picture, slice, or block level.
  • Determining the interpolation filter may mean determining at least one of a filter coefficient, a filter strength, a number of taps, or a type of the interpolation filter.
  • Intra-prediction of the current block may be performed based on the generated reference sample (S1330).
  • the reference sample may be set as a prediction sample of the current block.
  • the current block may be reconstructed by adding the decoded residual sample to the prediction sample.
  • the reference sample may be set as a reconstruction sample of the current block. In this case, the residual signal for the current block may not be signaled or restored.
  • FIG. 14 illustrates a method of applying an interpolation filter as an embodiment to which the present invention is applied.
  • An interpolation filter may be applied to a plurality of neighboring samples adjacent to the current block to generate a reference sample for intra prediction.
  • the peripheral sample may include at least one of an integer precision sample or a decimal precision sample.
  • the number of surrounding samples to which the interpolation filter is applied may be two, three, four, five, six, or more.
  • the number of neighboring samples may be variably determined based on at least one of an intra prediction mode of a current block or a position of a sample to be predicted / restored in the current block.
  • the number of neighboring samples may be a fixed number pre-committed to the image encoding / decoding apparatus.
  • the position of the neighboring sample may be determined based on at least one of the intra prediction mode of the current block or the position of the sample to be predicted / restored in the current block.
  • neighboring samples 1431 and 1432 having integer precision may be specified based on a position of a sample to be predicted / restored in the current block 1410 and an intra prediction mode of the current block.
  • the reference samples 1420 may be generated between the peripheral samples 1431 and 1432 by interpolating the peripheral samples 1431 and 1432.
  • the reference sample 1420 may be a real precision sample.
  • the location of the reference sample may be specified based on at least one of a location of a sample to be predicted / restored in the current block 1410 or an intra prediction mode of the current block.
  • interpolation sample position may have real precision.
  • the number of interpolation sample positions is N, and N may be an integer greater than one. Based on the intra prediction mode of the current block, a position where a reference sample is generated among the interpolated sample positions may be determined.
  • the position of the reference sample 1420 generated through interpolation is 13/32, and a reference sample may be generated by applying an interpolation filter to P0 1431 and P1 1432 based on the position.
  • FIG. 15 illustrates an example of an interpolation filter using a plurality of taps as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the number of taps of the interpolation filter of the present invention may be determined based on at least one of the size of the current block, whether the intra prediction mode is a directional mode, the directionality / angle of the intra prediction mode, or information encoded to specify the number of taps. have.
  • the number of taps of the interpolation filter may be two, three, four, five, six, or more. Hereinafter, for convenience of description, the case of four or six tabs will be described respectively.
  • Reference samples 1520 for intra prediction may be generated between the four neighboring samples.
  • the two peripheral samples may be adjacent samples adjacent to each other or may be arranged discontinuously.
  • the interpolated reference sample 1520 may have real precision.
  • the interpolation filter may be applied to the four peripheral samples to generate a reference sample 1520.
  • neighboring samples of integer precision (1561, 1562, 1563, 1564, 1565, 1566) based on at least one of a position of a prediction / restore target sample in the current block 1540 or an intra prediction mode of the current block.
  • the two peripheral samples may be adjacent samples adjacent to each other or may be arranged discontinuously.
  • Peripheral samples P0 (1561), P1 (1562) with six integer precisions to which an interpolation filter is applied based on at least one of the position of the predicted / restored sample in the current block 1540 or the intra prediction mode of the current block.
  • the positions of P2 1563, P3 1564, P4 1565, and P5 1566 may be determined. Further, based on at least one of the position of the predicted / restored sample in the current block 1540 or the intra prediction mode of the current block, the position of the reference sample 1550 interpolated between P2 1563 and P3 1564 is determined. Can be determined.
  • the interpolated reference sample 1550 may have real precision.
  • the interpolation filter may be applied to the four peripheral samples to generate a reference sample 1550.
  • Exemplary methods of the present disclosure are represented as a series of operations for clarity of description, but are not intended to limit the order in which the steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order as necessary.
  • the illustrated step may further include other steps, may include other steps except some, or may include additional other steps except some.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), Programmable Logic Devices (PLDs), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), General Purpose It may be implemented by a general processor, a controller, a microcontroller, a microprocessor, and the like.
  • scope of the disclosure include software or machine-executable instructions (eg, an operating system, an application, firmware, a program, etc.) to cause an operation in accordance with various embodiments of the method to be executed on an apparatus or a computer, and such software or Instructions, and the like, including non-transitory computer-readable media that are stored and executable on a device or computer.
  • software or machine-executable instructions eg, an operating system, an application, firmware, a program, etc.
  • the present invention can be used to encode / decode video signals.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 장치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여 상기 현재 블록에 속한 복수의 서브 블록에 관한 스캔 순서를 결정하며, 상기 결정된 스캔 순서를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 인터 예측의 압축 효율을 향상시키고자 한다.
본 발명은 인트라 예측의 압축 효율을 향상시키고자 한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명은 현재 픽쳐 참조 모드에 기반한 인터 예측 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 모션 벡터를 유도하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 고려하여, 현재 블록에 속한 서브 블록의 부호화/복호화 순서를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 보간 필터를 기반으로 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 생성하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 블록 크기 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 고려하여, 주변 샘플에 적용되는 보간 필터를 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 현재 픽쳐 참조 모드를 기반으로 인터 예측의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 모션 벡터를 효과적으로 유도할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 적응적 부호화/복호화 순서에 기반하여 인트라 예측의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 최적의 보간 필터를 결정하고, 결정된 보간 필터를 이용하여 인트라 예측의 참조 샘플을 효과적으로 생성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 고정된 스캔 순서 기반의 인트라 예측을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 스캔 순서에 관한 카테고리의 일 예를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 중 z 스캔에 따른 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 중 반시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 따른 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 중 시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 따른 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 픽쳐 참조 모드 기반의 인터 예측 방법을 도시한 것이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 현재 블록의 모션 벡터를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 참조 블록을 필터링하는 방법을 도시한 것이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 현재 블록의 형태를 도시한 것이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 보간(interpolation) 기반의 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 보간 필터의 적용 방법을 도시한 것이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 복수의 탭을 사용하는 보간 필터의 일 예를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 인트라 예측 방법은, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여, 상기 현재 블록에 속한 복수의 서브 블록에 관한 스캔 순서를 결정하며, 상기 결정된 스캔 순서를 기반으로, 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 인터 예측 방법은, 현재 블록의 모션 벡터를 유도하고, 상기 현재 블록의 모션 벡터에 기반하여 상기 현재 블록의 참조 블록을 결정하며, 상기 결정된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 모션 보상을 수행하되, 상기 참조 블록은 상기 현재 블록과 동일한 픽쳐에 속할 수 있다.
본 발명에 따른 인트라 예측 방법은, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 주변 샘플을 특정하고, 상기 특정된 주변 샘플에 소정의 필터링을 수행하며, 상기 필터링된 주변 샘플에 보간 필터를 적용하여 상기 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 생성하고, 상기 생성된 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 장치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여 상기 현재 블록에 속한 복수의 서브 블록에 관한 스캔 순서를 결정하며, 상기 결정된 스캔 순서를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 장치는, 현재 블록의 모션 벡터를 유도하고, 상기 현재 블록의 모션 벡터에 기반하여 상기 현재 블록의 참조 블록을 결정하며, 상기 결정된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 모션 보상을 수행하는 인터 예측부를 포함하되, 상기 참조 블록은 상기 현재 블록과 동일한 픽쳐에 속할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 장치는, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 주변 샘플을 특정하고, 상기 특정된 주변 샘플에 소정의 필터링을 수행하며, 상기 필터링된 주변 샘플에 보간 필터를 적용하여 상기 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 생성하고, 상기 생성된 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 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.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 블록으로 분할할 수 있다. 이때, 블록은 부호화 단위(CU), 예측 단위(PU) 또는 변환 단위(TU)를 의미할 수 있다. 상기 분할은 쿼드 트리(Quadtree) 또는 바이너리 트리(Biniary tree) 중 적어도 하나에 기반하여 수행될 수 있다. 쿼드 트리는 상위 블록을 너비와 높이가 상위 블록의 절반인 하위 블록으로 사분할하는 방식이다. 바이너리 트리는 상위 블록을 너비 또는 높이 중 어느 하나가 상위 블록의 절반인 하위 블록으로 이분할하는 방식이다. 바이너리 트리에서는 상위 블록이 높이가 절반이 전술한 바이너리 트리 기반의 분할을 통해, 블록은 정방형뿐만 아니라 비정방형의 형태를 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 잔차 데이터를 포함한 잔차 블록을 DCT, DST 등과 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 이때 변환 방법은 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드에 기반하여 결정될 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 소정의 스캔 타입을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 역양자화된 변환 계수를 소정의 변환 방법으로 역변환을 수행할 수 있다. 이때, 변환 방법은 예측 방법(인터/인트라 예측), 블록의 크기/형태, 인트라 예측 모드 등에 관한 정보를 기반으로 결정될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode) 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 8을 참조하여, 인트라 예측 방법을 자세히 살펴보도록 한다. 현재 블록의 인트라 예측은, 소정의 인트라 예측 모드와 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 상기 현재 블록은 트리 구조 (예를 들어, 쿼드트리, 바이너리트리) 기반의 분할을 통해 결정될 수 있다. 상기 현재 블록은 코딩 블록(CU) 또는 예측 블록(PU)일 수 있다.
상기 인트라 예측은, 소정의 스캔 순서에 따라, 상기 현재 블록을 구성하는 서브 블록의 단위로 수행될 수 있다. 상기 현재 블록은 1개 또는 그 이상의 서브 블록으로 구성될 수 있다. 상기 현재 블록은 하나의 인트라 예측 모드를 공유하는 서브 블록의 집합으로 정의될 수도 있다.
상기 서브 블록의 크기/형태는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 고정된 것일 수도 있고, 상기 현재 블록 혹은 변환 블록의 크기/형태에 따라 가변적으로 결정될 수도 있다. 또는, 영상 부호화 장치는 서브 블록의 크기/형태를 나타내는 정보를 부호화하여 이를 시그날링하고, 영상 복호화 장치는 시그날링된 정보를 기반으로 서브 블록의 크기/형태를 결정할 수도 있다.
상기 참조 샘플은, 상기 현재 블록(혹은 서브 블록)에 이웃한 샘플일 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 샘플은, 상기 현재 블록(혹은 서브 블록)의 좌측, 좌하단, 좌상단, 상단 또는 우상단에 위치한 주변 블록 중 적어도 하나에 속할 수 있다. 상기 참조 샘플은, 상기 현재 블록(혹은 서브 블록)의 인트라 예측을 위해 참조 가능한 샘플 및/또는 소정의 참조 샘플 생성 과정을 통해 생성되는 샘플을 포함할 수 있다.
상기 스캔 순서는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 고정된 스캔 순서(이하, "제1 방식"이라 함)일 수도 있고, 현재 블록의 인트라 예측 모드 기반의 적응적 스캔 순서(이하, "제2 방식"이라 함)일 수도 있다. 상기 제1 방식과 제2 방식 중 어느 하나가 선택적으로 이용될 수 있다. 이를 위해 적응적 스캔 순서가 이용되는지를 나타내는 정보가 시그날링될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보가 0인 경우에는 상기 제1 방식이 이용되고, 상기 정보가 1인 경우에는 상기 제2 방식이 이용되 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 모드, 인트라 예측 모드의 방향성 여부, 인트라 예측 모드의 방향성/각도, 변환 계수의 스캔 타입, 변환 기법, 또는 블록 크기/형태 중 적어도 하나에 기반하여, 상기 제1 방식과 제2 방식 중 어느 하나가 선택적으로 이용될 수도 있다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 고정된 스캔 순서 기반의 인트라 예측을 도시한 것이다.
본 실시예에서는, 고정된 스캔 순서가 z 스캔이고, 대각선 방향의 주변 샘플을 참조하는 경우를 가정한다. 이때, 상기 주변 샘플은, 참조 가능한 샘플 또는 참조 불가능하거나 소정의 참조 샘플 생성 과정을 거쳐 생성된 샘플 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 현재 블록은 4개의 서브 블록(310, 320, 330, 340)으로 구성될 수 있다. z 스캔에 따라, 제1 서브 블록(310), 제2 서브 블록(320), 제3 서브 블록(330), 제4 서브 블록(340)의 순서로 예측/복원이 수행될 수 있다.
제1 서브 블록(310)은, 상기 제1 서브 블록 이전에 복원된 주변 샘플(311, 사선으로 표시된 샘플)을 참조할 수 있다.
제2 서브 블록(320)은, 흰색으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제1 영역"이라 함)과 회색 음영으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제2 영역"이라 함)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영역은, 기-복원된 주변 샘플(321, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하는 영역이고, 상기 제2 영역은, 복원되지 아니하거나 참조 불가능한 샘플(322, 점들로 채워진 샘플)을 참조하는 영역이다. 상기 제2 영역의 샘플은 상기 샘플(322)과의 공간적 상관도가 떨어지며, 이는 인트라 예측의 성능이 떨어지는 요인이 될 수 있다.
제3 서브 블록(330)도 마찬가지로 흰색으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제1 영역"이라 함)과 회색 음영으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제2 영역"이라 함)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영역은, 기-복원된 주변 샘플(331, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하는 영역이고, 상기 제2 영역은, 복원되지 아니하거나 참조 불가능한 샘플(332, 점들로 채워진 샘플)을 참조하는 영역이다. 상기 제2 영역의 샘플은 상기 샘플(332)과의 공간적 상관도가 떨어지며, 이는 인트라 예측의 성능이 떨어지는 요인이 될 수 있다.
제4 서브 블록(340)도 마찬가지로 흰색으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제1 영역"이라 함)과 회색 음영으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제2 영역"이라 함)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영역은, 기-복원된 주변 샘플(341, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하는 영역이고, 상기 제2 영역은, 복원되지 아니하거나 참조 불가능한 샘플(342, 점들로 채워진 샘플)을 참조하는 영역이다. 상기 제2 영역의 샘플은 상기 샘플(342)과의 공간적 상관도가 떨어지며, 이는 인트라 예측의 성능이 떨어지는 요인이 될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 기반의 인트라 예측 방법을 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S400).
구체적으로, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 N개의 인트라 예측 모드는 복수의 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 상기 N은 35보다 크거나 같은 정수일 수 있다. 예를 들어, 제1 그룹은 후보 모드(MPM, most probable mode)로, 제2 그룹은 N개의 인트라 예측 모드 중 상기 후보 모드를 제외한 나머지 모드로 각각 구성될 수 있다. 상기 후보 모드는, 주변 블록의 인트라 예측 모드 또는 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 규칙에 따른 디폴트 모드(Default mode) 중 적어도 하나에 기초하여 유도될 수 있다. 상기 후보 모드의 개수는, 3개, 4개, 5개 6개 또는 그 이상일 수 있다.
상기 현재 블록의 인트라 예측 모드는, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 속한 그룹을 특정하는 정보 및/또는 해당 그룹에서 현재 블록의 인트라 예측 모드를 특정하는 정보를 이용하여 결정될 수 있다.
상기 S400에서 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여, 현재 블록의 스캔 순서를 결정할 수 있다(S410).
상기 스캔 순서는, 상기 인트라 예측 모드가 비방향성 모드인지 아니면 방향성 모드인지를 고려하여 결정될 수 있다. 또는, 상기 스캔 순서는, 상기 인트라 예측 모드의 방향성/각도를 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 스캔 순서를 결정하는 과정은, 상기 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여 상기 인트라 예측 모드의 카테고리를 결정하고, 상기 결정된 카테고리에 기초하여 스캔 순서를 결정하는 과정으로 구현될 수 있다. 상기 카테고리는, 유사한 방향성을 가진 인트라 예측 모드의 집합으로 정의될 수 있다. 이를 위해, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 N개의 인트라 예측 모드는 복수의 카테고리로 분류될 수 있다. 영상 부호화/복호화 장치는, 특정 카테고리와 스캔 순서 간의 매핑 관계를 정의할 수도 있다.
상기 S410에서 결정된 스캔 순서를 기반으로, 현재 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다(S420). 스캔 순서에 따라, 현재 블록의 서브 블록을 순차적으로 예측/복원할 수 있다. 선순위 서브 블록에 대해서 예측 및 복원을 수행하고, 후순위 서브 블록에 대해서 예측 및 복원을 수행할 수 있다. 이때, 후순위 서브 블록은 현재 블록의 주변 샘플 및/또는 선순위 서브 블록의 복원 샘플을 참조할 수 있다. 이러한 방식으로 현재 블록에 속한 서브 블록을 순차적으로 예측 및 복원할 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 스캔 순서에 관한 카테고리의 일 예를 도시한 것이다.
스캔 순서에 관한 카테고리는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 2개, 3개, 또는 그 이상으로 분류될 수 있다. 또는, 상기 카테고리는, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 참조하는 샘플의 개수, 범위 및/또는 위치에 기초하여 분류될 수도 있다.
상기 분류된 카테고리 별로 이용 가능한 스캔 순서가 정의될 수 있다. 상기 스캔 순서로는, z 스캔, 시계/반시계 방향으로 소정의 각도만큼 회전된 형태의 z 스캔 등이 이용될 수 있다. 상기 소정의 각도는, 90도, 180도, -90도, 또는 -180도일 수 있다. 예를 들어, 제1 카테고리는 z 스캔을 사용하고, 제2 카테고리는 반시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔을 사용하며, 제3 카테고리는 시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔을 사용할 수 있다.
상기 스캔 순서의 개수/종류는, 블록(예를 들어, 코딩 블록, 예측 블록, 변환 블록)의 크기, 블록의 분할 형태, 변환 타입(예를 들어, DCT, DST), 넌-제로 변환 계수의 존부, 변환 스킵 블록인지 여부, 양자화 파라미터 등을 고려하여 가변적으로 결정될 수 있다. 또는, 상기 스캔 순서의 개수/종류는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-설정된 것일 수도 있다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 중 z 스캔에 따른 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 135도 방향의 좌상단 주변 샘플을 참조하는 경우, 적응적 스캔 순서 중 z 스캔에 기반하여 인트라 예측이 수행될 수 있다. 상기 z 스캔에 따라, 제1 서브 블록(610), 제2 서브 블록(620), 제3 서브 블록(630), 제4 서브 블록(640)의 순서로 예측/복원이 수행될 수 있다.
상기 제1 서브 블록(610)은, 상기 제1 서브 블록 이전에 복원된 주변 샘플(611, 사선으로 표시된 샘플)을 참조할 수 있다.
상기 제2 서브 블록(620)의 주변 샘플은, 기-복원된 주변 샘플(621, 사선으로 표시된 샘플)과 복원되지 않거나 참조 불가능한 샘플(622, 점들로 채워진 샘플)을 포함할 수 있다. 다만, 상기 제2 서브 블록(620)은, 상기 주변 샘플 중 기-복원된 주변 샘플(621)만을 참조하여 예측/복원이 가능하다.
상기 제3 서브 블록(630)의 주변 샘플도 마찬가지로 기-복원된 주변 샘플(631, 사선으로 표시된 샘플)과 복원되지 않거나 참조 불가능한 샘플(632, 점들로 채워진 샘플)을 포함할 수 있다. 다만, 제3 서브 블록(630)은, 상기 주변 샘플 중 기-복원된 주변 샘플(631)만을 참조하여 예측/복원이 가능하다.
상기 제4 서브 블록(640)의 주변 샘플도 기-복원된 주변 샘플(641, 사선으로 표시된 샘플)과 복원되지 않거나 참조 불가능한 샘플(642, 점들로 채워진 샘플)을 포함할 수 있다. 다만, 제4 서브 블록(640)은, 상기 주변 샘플 중 기-복원된 주변 샘플(641)만을 참조하여 예측/복원이 가능하다.
한편, 하나의 서브 블록이 2개의 비정방형 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 2개의 비정방형 블록의 부호화/복호화를 위한 스캔 순서는, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제1 서브 블록(610)은, 세로 방향의 비정방형 블록인 제1 하위 블록(612)와 제2 하위 블록(613)으로 분할될 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드가 135도 방향의 좌상단 주변 샘플을 참조하는 경우, 제1 하위 블록(612), 제2 하위 블록(613)의 순서로 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 제1 하위 블록(612)에 대해 예측 및 복원을 수행한 후, 제2 하위 블록(613)에 대한 예측 및 복원을 수행할 수 있다. 제2 하위 블록(613)은 제1 서브 블록(610)의 주변 샘플 또는 제1 하위 블록(612)의 복원 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다. 또는, 제1 하위 블록(612)에 대한 예측을 수행한 후, 제2 하위 블록(613)에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 하위 블록(613)은, 제1 서브 블록(610)의 주변 샘플 또는 제1 하위 블록(612)의 예측 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다.
또는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제3 서브 블록(630)은, 가로 방향의 비정방형 블록인 제3 하위 블록(633)과 제4 하위 블록(634)으로 분할될 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드가 135도 방향의 좌상단 주변 샘플을 참조하는 경우, 제3 하위 블록(633), 제4 하위 블록(634)의 순서로 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 마찬가지로, 제3 하위 블록(633)에 대해 예측 및 복원을 수행한 후, 제4 하위 블록(634)에 대한 예측 및 복원을 수행할 수 있다. 제4 상위 블록(634)은 제3 서브 블록(630)의 주변 샘플 또는 제3 하위 블록(633)의 복원 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다. 또는, 제3 하위 블록(633)에 대한 예측을 수행한 후, 제4 하위 블록(634)에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제4 하위 블록(634)은, 제3 서브 블록(630)의 주변 샘플 또는 제3 하위 블록(633)의 예측 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 중 반시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 따른 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 225도 방향의 좌하단 주변 샘플을 참조하는 경우, 적응적 스캔 순서 중 반시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 기반하여 인트라 예측이 수행될 수 있다. 상기 반시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 따라, 제1 서브 블록(710), 제2 서브 블록(720), 제3 서브 블록(730), 제4 서브 블록(740)의 순서로 예측/복원이 수행될 수 있다.
상기 제1 서브 블록(710)은, 흰색으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제1 영역"이라 함)과 회색 음영으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제2 영역"이라 함)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영역은, 참조 가능한 혹은 기-복원된 주변 샘플(711, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하는 영역이고, 상기 제2 영역은, 복원되지 아니하거나 참조 불가능한 샘플(712, 점들로 채워진 샘플)을 참조하는 영역이다. 상기 712 영역의 샘플은, 상기 711 영역에 속한 하나 또는 그 이상의 샘플을 이용하여 생성될 수 있다. 상기 제2 영역의 샘플은 상기 생성된 712 영역의 샘플을 참조하여 예측될 수 있다.
상기 제2 서브 블록(720)은, 기-복원된 주변 샘플(721, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하여 예측/복원될 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 주변 샘플(721)은, 상기 제2 서브 블록의 하단에 인접한 제1 서브 블록(710)의 복원 샘플을 포함할 수 있다.
상기 제3 서브 블록(730)은, 흰색으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제1 영역"이라 함)과 회색 음영으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제2 영역"이라 함)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영역은, 참조 가능한 혹은 기-복원된 주변 샘플(731, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하는 영역이고, 상기 제2 영역은, 복원되지 아니하거나 참조 불가능한 샘플(732, 점들로 채워진 샘플)을 참조하는 영역이다. 상기 732 영역의 샘플은, 상기 731 영역에 속한 하나 또는 그 이상의 샘플을 이용하여 생성될 수 있다. 상기 제2 영역의 샘플은 상기 생성된 732 영역의 샘플을 참조하여 예측될 수 있다.
상기 제4 서브 블록(740)은, 기-복원된 주변 샘플(741, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하여 예측/복원될 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 주변 샘플(741)은, 상기 제4 서브 블록에 인접한 제1 서브 블록 내지 제3 서브 블록의 복원 샘플을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 적응적 스캔 순서를 사용할 경우, 제2 서브 블록(720)과 제4 서브 블록(740)과 같이, 복원되지 않거나 참조 불가능한 샘플을 참조하는 제2 영역이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 하나의 서브 블록이 2개의 비정방형 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 2개의 비정방형 블록의 부호화/복호화를 위한 스캔 순서는, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제2 서브 블록(720)은, 가로 방향의 비정방형 블록인 제1 하위 블록(722)와 제2 하위 블록(723)으로 분할될 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드가 225도 방향의 좌하단 주변 샘플을 참조하는 경우, 제1 하위 블록(722), 제2 하위 블록(723)의 순서로 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
상기 제1 하위 블록(722)에 대해 예측 및 복원을 수행한 후, 제2 하위 블록(723)에 대한 예측 및 복원을 수행할 수 있다. 제2 하위 블록(723)은 제2 서브 블록(720)의 주변 샘플 또는 제1 하위 블록(722)의 복원 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다. 또는, 제1 하위 블록(722)에 대한 예측을 수행한 후, 제2 하위 블록(723)에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 하위 블록(723)은, 제2 서브 블록(720)의 주변 샘플 또는 제1 하위 블록(722)의 예측 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 적응적 스캔 순서 중 시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 따른 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 45도 방향의 우상단 주변 샘플을 참조하는 경우, 적응적 스캔 순서 중 시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 기반하여 인트라 예측이 수행될 수 있다. 상기 시계 방향으로 90도 회전된 형태의 z 스캔에 따라, 제1 서브 블록(810), 제2 서브 블록(820), 제3 서브 블록(830), 제4 서브 블록(840)의 순서로 예측/복원이 수행될 수 있다.
상기 제1 서브 블록(810)은, 기-복원된 주변 샘플(811, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하여 예측/복원될 수 있다.
상기 제2 서브 블록(820)은, 흰색으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제1 영역"이라 함)과 회색 음영으로 표시된 샘플의 영역(이하, "제2 영역"이라 함)으로 구분될 수 있다. 상기 제1 영역은, 참조 가능한 혹은 기-복원된 주변 샘플(821, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하는 영역이고, 상기 제2 영역은, 복원되지 아니하거나 참조 불가능한 샘플(822, 점들로 채워진 샘플)을 참조하는 영역이다. 상기 822 영역의 샘플은, 상기 821 영역에 속한 하나 또는 그 이상의 샘플을 이용하여 생성될 수 있다. 상기 제2 영역의 샘플은 상기 생성된 822 영역의 샘플을 참조하여 예측될 수 있다.
상기 제3 서브 블록(830)은, 기-복원된 주변 샘플(831, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하여 예측/복원될 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 주변 샘플(831)은, 상기 제3 서브 블록의 좌측에 인접한 제1 서브 블록(810)의 복원 샘플을 포함할 수 있다.
상기 제4 서브 블록(840)은, 기-복원된 주변 샘플(841, 사선으로 표시된 샘플)을 참조하여 예측/복원될 수 있다. 이때, 상기 기-복원된 주변 샘플(841)은, 상기 제4 서브 블록에 인접한 제1 서브 블록 내지 제3 서브 블록의 복원 샘플을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 인트라 예측 모드의 방향성에 따라 적응적 스캔 순서를 사용할 경우, 제3 서브 블록(830)과 제4 서브 블록(840)과 같이, 복원되지 않거나 참조 불가능한 샘플을 참조하는 제2 영역이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 하나의 서브 블록이 2개의 비정방형 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 2개의 비정방형 블록의 부호화/복호화를 위한 스캔 순서는, 현재 블록의 인트라 예측 모드의 방향성에 기초하여 결정될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제3 서브 블록(830)은, 세로 방향의 비정방형 블록인 제1 하위 블록(832)와 제2 하위 블록(833)으로 분할될 수 있다. 이때, 인트라 예측 모드가 45도 방향의 우상단 주변 샘플을 참조하는 경우, 제1 하위 블록(832), 제2 하위 블록(833)의 순서로 부호화/복호화를 수행할 수 있다.
상기 제1 하위 블록(832)에 대해 예측 및 복원을 수행한 후, 제2 하위 블록(833)에 대한 예측 및 복원을 수행할 수 있다. 제2 하위 블록(833)은 제3 서브 블록(830)의 주변 샘플 또는 제1 하위 블록(832)의 복원 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다. 또는, 제1 하위 블록(832)에 대한 예측을 수행한 후, 제2 하위 블록(833)에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 상기 제2 하위 블록(833)은, 제3 서브 블록(830)의 주변 샘플 또는 제1 하위 블록(832)의 예측 샘플 중 적어도 하나를 참조할 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 픽쳐 참조 모드 기반의 인터 예측 방법을 도시한 것이다.
현재 픽쳐 참조 모드는, 현재 블록이 현재 블록과 동일한 픽쳐에 속한 참조 블록을 기반으로 모션 보상을 수행하는 방법이다. 이는, 현재 블록과 상이한 픽쳐에 속한 참조 블록을 기반으로 모션 보상을 수행하는 인터 모드와 구별될 수 있다. 상기 구별을 위해, 현재 블록이 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 정보가 부호화/복호화될 수 있다. 또는, 현재 블록의 참조 픽쳐 인덱스에 의해 특정된 픽쳐가 현재 픽쳐인 경우, 현재 블록은 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 블록으로 결정될 수도 있다. 상기 현재 픽쳐는 참조 픽쳐 리스트 내 소정의 위치에 배열될 수 있다. 상기 소정의 위치는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 위치일 수도 있고, 다른 참조 픽쳐과 같이 임의의 위치일 수도 있다. 예를 들어, 상기 현재 픽쳐는, 단기 참조 픽쳐 이전, 단기 참조 픽쳐와 장기 참조 픽쳐의 사이, 또는 장기 참조 픽쳐 이후에 배열될 수 있다.
도 9를 참조하면, 현재 블록의 모션 벡터에 기반하여, 상기 현재 블록의 참조 블록을 결정할 수 있다(S900).
현재 블록이 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 블록인 경우, 상기 참조 블록은 상기 현재 블록과 동일한 픽쳐에 속한 것일 수 있다. 반면, 현재 블록이 인터 모드인 경우, 현재 블록과 상이한 픽쳐에 속한 것일 수도 있다.
상기 모션 벡터는, 상기 현재 블록의 주변 블록으로부터 유도될 수 있다. 여기서, 주변 블록은 현재 블록에 공간적 및/또는 시간적으로 인접한 블록을 의미할 수 있다. 상기 공간적 주변 블록은, 상기 현재 블록의 좌측, 상단, 좌하단, 좌상단, 또는 우상단에 인접한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록은, 상기 현재 블록과 동일 위치의 블록, 상기 동일 위치의 블록에 좌측, 상단, 우측, 하단 또는 각 코너에 인접한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 모션 벡터는, 상기 주변 블록 중 소정의 조건을 만족하는 주변 블록을 선택적으로 이용하여 유도될 수 있다. 상기 소정의 조건으로의 예로, 현재 블록과 동일한 예측 모드(예를 들어, 현재 픽쳐 참조 모드, 인터 모드 등)인지 여부, 현재 블록과 동일한 참조 픽쳐 리스트를 이용하는지 여부, 현재 블록과 동일한 참조 픽쳐를 참조하는지 여부 등이 있다.
또는, 상기 모션 벡터는, 템플릿 매칭에 기반하여 결정될 수 있다. 상기 템플릿 매칭은, 현재 블록의 주변 영역(이하, "템플릿"이라 함)을 특정하고, 상기 현재 블록의 템플릿과 가장 유사한 템플릿을 가진 블록을 탐색하는 과정이다. 상기 탐색은, 현재 픽쳐 내 기-복원된 영역 전부 또는 일부에서 수행될 수도 있고, 현재 픽쳐와 상이한 시간대의 픽쳐에서 수행될 수도 있다.
또는, 상기 모션 벡터는, 현재 픽쳐의 픽쳐 타입, 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 모션 벡터의 빈도수 등을 고려하여 유도될 수도 있으며, 이는 도 10을 참조하여 자세히 살펴보도록 한다.
도 9를 참조하면, S900에서 결정된 참조 블록을 기반으로 현재 블록의 모션 보상을 수행할 수 있다(S910).
상기 참조 블록은, 정수 펠로 구성된 블록일 수도 있고, 소수 펠로 구성된 블록일 수도 있다. 또는, 상기 참조 블록에 소정의 필터링을 수행하여 필터링된 참조 블록을 생성하고, 상기 필터링된 참조 블록을 이용하여 모션 보상이 수행될 수도 있다. 상기 필터링은, 참조 블록의 샘플값에 소정의 가중치를 적용하여 샘플값을 변경하는 가중 필터에 기반하여 수행될 수도 있고, 참조 블록의 샘플을 보간하여 소수 펠을 생성하는 보간 필터에 기반하여 수행될 수도 있다.
영상 부호화 장치는 상기 필터링을 위한 필터 정보를 부호화하여 시그날링하고, 영상 복호화 장치는 시그날링된 필터 정보를 기반으로 참조 블록을 필터링할 수 있다.
상기 필터링에 이용되는 필터의 개수는 1개, 2개 3개 또는 그 이상일 수 있다. 상기 필터는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 고정 계수 필터일 수도 있고, 가변적 계수 필터일 수도 있다. 영상 부호화 장치는 가변적 계수 필터가 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하여 시그날링할 수 있고, 영상 복호화 장치는 시그날링된 정보를 기반으로 가변적 계수 필터의 이용 여부를 결정할 수 있다. 상기 가변적 계수 필터의 계수는, 영상 부호화 장치로부터 시그날링된 계수를 기반으로 결정될 수도 있고, 현재 블록의 하나 또는 그 이상의 샘플 및/또는 주변 블록의 하나 또는 그 이상의 샘플을 기반으로 유도될 수도 있다. 또는, 상기 가변적 계수 필터의 계수는, 현재 블록 이전에 이용된 필터의 계수로부터 유도될 수 있고, 시퀀스, 픽쳐 등 상위 레벨에서 기-정의된 계수를 기반으로 유도될 수도 있다. 상기 계수는, 필터링되는 샘플의 위치에 따라 상이할 수 있다.
상기 필터링을 통해 생성되는 소수 펠의 정밀도는, 1/2 펠 또는 1/4 펠 중 어느 하나가 선택적으로 이용될 수 있다. 상기 소수 펠의 정밀도가 1/2 펠로 선택된 경우, 2개의 정수 펠 사이에 위치한 1/2 펠을 생성하고, 상기 소수 펠의 정밀도가 1/4 펠로 선택된 경우, 2개의 정수 펠 사이에 위치한 1/4 펠을 생성할 수 있다. 상기 생성되는 소수 펠은, 동일 수직 라인 및/또는 수평 라인에 위치한 복수의 샘플을 이용하여 생성될 수 있다. 이때, 복수의 샘플은, 정수 펠 또는 기-생성된 소수 펠 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 선택은, 소수 펠의 정밀도를 특정하기 위해 부호화된 정보를 기반으로 수행될 수 있다. 또는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 정밀도가 고정적으로 이용될 수도 있다. 전술한 1/2 펠, 1/4 펠의 정밀도는 일실시예에 불과하며, 1/8 펠, 1/16 펠 등으로 확장 가능하다.
상기 S910의 모션 보상 과정은, 상기 참조 블록을 스케일링하거나 소정의 각도만큼 회전하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 스케일링 또는 회전은, 상기 참조 블록을 현재 블록과 유사한 크기/형태로 변형하기 위한 것이다. 이는 전술한 필터링 과정 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. S910의 모션 보상 과정에서, 전술한 필터링, 스케일링, 또는 회전 중 적어도 하나는 생략될 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 현재 블록의 모션 벡터를 유도하는 방법을 도시한 것이다.
현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 현재 블록의 모션 벡터는, 소정의 모션 후보 리스트로부터 유도될 수 있다. 이는, 현재 블록이 IRAP (Intra Random Access Point) 픽쳐에 속한 경우에 수행될 수 있다.
상기 모션 후보 리스트는, 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 모션 벡터 중 빈도수가 높은 모션 벡터로 구성될 수 있다. 상기 모션 후보 리스트에 포함 가능한 모션 벡터의 범위는, 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 참조 블록의 탐색 범위 또는 WPP (Wavefront Parallel Processing) 사용 여부 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 모션 후보 리스트에 포함 가능한 모션 벡터의 범위는, WPP를 통해 이미 복호화된 영역 내의 모션 벡터로 제한되거나, 현재 픽쳐 참조 모드를 위한 참조 블록의 탐색 범위 내의 모션 벡터로 제한될 수 있다.
도 10을 참조하면, 현재 블록이 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 블록인지를 결정할 수 있다(S1000). 도 9에서 살펴본 바와 같이, 상기 결정은, 현재 블록이 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 블록인지 여부를 나타내는 정보에 기초하여 수행될 수도 있고, 현재 블록의 참조 픽쳐 인덱스를 기반으로 결정될 수 있다.
현재 블록이 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 블록인 경우, 현재 블록이 속한 현재 픽쳐가 IRAP 픽쳐인지를 결정할 수 있다(S1010).
만일, 현재 픽쳐가 IRAP 픽쳐인 경우, 전술한 모션 후보 리스트를 기반으로 모션 벡터가 유도될 수 있다(S1020). 반면, 현재 픽쳐가 IRAP 픽쳐가 아닌 경우, 주변 블록으로부터 모션 벡터가 유도될 수 있다(S1030).
도 11은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 참조 블록을 필터링하는 방법을 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 참조 블록의 필터링에 관한 소수 펠의 정밀도를 결정할 수 있다(S1100). 상기 소수 펠의 정밀도의 예로, 1/2 펠, 1/4 펠, 1/8 펠, 1/16 펠 등이 이용될 수 있다. 상기 소수 펠의 정밀도는, 상기 필터링에 관한 소수 펠의 정밀도를 특정하기 위해 부호화된 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 또는, 상기 소수 펠의 정밀도는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 정밀도가 이용될 수도 있으며, 이 경우 S1100 단계의 수행은 생략될 수도 있다.
상기 필터링에 이용되는 필터가 가변적 계수 필터인지를 결정할 수 있다(S1110). 상기 결정은, 가변적 계수 필터가 이용되는지 여부를 나타내는 정보를 기반으로 수행될 수 있다.
상기 필터가 가변적 계수 필터인 경우, 필터의 계수를 획득할 수 있다(S1120). 상기 계수는 비트스트림을 통해 획득될 수도 있고, 주변 샘플을 이용하여 유도될 수도 있다. 또는, 상기 계수는, 현재 블록 이전에 이용된 필터 계수로부터 유도될 수도 있다. 상기 S1120에서 획득된 계수를 기반으로, 참조 블록을 필터링할 수 있다(S1130).
반면, 상기 필터가 가변적 계수 필터가 아닌 경우, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 고정 계수 필터를 기반으로 참조 블록을 필터링할 수 있다(S1140).
한편, 본 실시예는, 상기 소수 펠의 정밀도를 결정하는 단계와 가변적 계수 필터인지를 결정하는 단계의 시간적 순서를 한정한 것이 아니다. 상기 소수 펠의 정밀도를 결정하는 단계는, 가변적 계수 필터인지를 결정하는 단계 이후에 수행될 수도 있고, 서로 독립적으로 수행될 수도 있다.
도 12는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 현재 픽쳐 참조 모드로 부호화된 현재 블록의 형태를 도시한 것이다.
현재 블록이 정방형 또는 비정방형으로 분할된 경우에도 현재 픽쳐 참조 모드가 이용될 수 있다. 또는, 도 12에 도시된 바와 같이, 현재 블록이 삼각형 등과 같이 임의의 형태로 분할된 경우에도 현재 픽쳐 참조 모드가 이용될 수 있다.
도 12를 참조하면, 블록 1210, 1230은 비정방형으로 분할된 블록이고, 블록 1220, 1240은 임의의 형태로 분할된 블록이다. 상기 블록 1230은 상기 블록 1210을 참조 블록으로 사용할 수 있고, 상기 블록 1240은 상기 블록 1220을 참조 블록으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 블록 1220을 소정의 각도로 회전하는 과정을 수반할 수도 있다.
또는, 현재 블록의 크기/형태를 고려하여, 현재 픽쳐 참조 모드가 제한적으로 이용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 임계크기보다 큰 경우에는 현재 픽쳐 참조 모드가 허용되지 않을 수 있다. 또는, 현재 블록의 분할 형태가 NxM인 경우, 현재 픽쳐 참조 모드가 허용되지 않을 수 있다. 이때, 상기 N과 M은 0보다 큰 정수이며, 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 NxM는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 것일 수도 있고, 현재 픽쳐 참조 모드가 허용되는 블록 크기/형태를 나타내기 위해 부호화된 정보를 기반으로 유도될 수도 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 보간(interpolation) 기반의 인트라 예측 과정을 도시한 것이다.
도 13을 참조하면, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 주변 샘플을 특정할 수 있다(S1300). 상기 주변 샘플은, 상기 현재 블록의 좌측, 좌하단, 좌상단, 상단 또는 우상단에 인접한 블록에 속할 수 있다. 상기 주변 샘플 중 아직 복원되지 않거나 참조 불가능한 샘플이 있는 경우, 이는 상기 주변 샘플 중 기-복원된 샘플 또는 참조 가능한 샘플로 대체될 수 있다.
상기 특정된 주변 샘플에 대해서 소정의 필터링을 수행할 수 있다(S1310). 상기 필터링은, 정수 정밀도의 주변 샘플에 소정의 가중치를 적용하여, 정수 정밀도의 필터링된 주변 샘플을 생성하는 과정이다. 상기 필터링은, 현재 블록의 인트라 예측 모드, 블록 크기, 상호 인접한 주변 샘플의 변화량 등에 기초하여 선택적으로 수행될 수 있다.
상기 필터링된 주변 샘플에 보간 필터를 적용하여, 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 생성할 수 있다(S1320).
상기 보간 필터의 적용 여부는, 보간 필터의 적용 여부를 나타내기 위해 부호화된 플래그를 기반으로 결정될 수 있다. 상기 플래그는, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 또는 블록 중 적어도 하나의 레벨에서 시그날링될 수 있다. 또는, 상기 보간 필터의 적용 여부는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 더 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드가 정수 정밀도의 샘플을 참조하는 모드인 경우(예를 들어, Planar 모드, DC 모드, 수평 모드, 수직 모드), 상기 주변 샘플에 보간 필터가 적용되지 않을 수 있다.
상기 보간 필터의 예로, 선형 보간 필터, 입방체 보간 필터, 가우시안 보간 필터 등이 이용될 수 있다. 영상 부호화/복호화 장치는, 복수의 보간 필터를 정의할 수 있고, 이 중 어느 하나가 선택적으로 이용될 수 있다.
상기 보간 필터는, 현재 블록의 크기 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 고려하여 결정될 수 있다. 상기 현재 블록은, 코딩 블록(CU), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TU)일 수 있다.
상기 블록 크기는, 블록의 너비/높이, 너비와 높이의 합, 너비와 높이의 평균값, 해당 블록에 속한 샘플의 개수 등으로 표현될 수 있다.
예를 들어, 소정의 임계크기보다 작은 블록에 대해서는 제1 보간 필터를 적용하고, 상기 임계크기보다 크거나 같은 블록에 대해서는 제2 보간 필터를 적용할 수 있다. 상기 제1/제2 보간 필터는, 필터 계수, 탭 수, 또는 필터 강도 중 적어도 하나가 서로 상이할 수 있다. 또는, 상기 제1 보간 필터는, 전술한 보간 필터의 종류 중 어느 하나이고, 제2 보간 필터는 다른 하나일 수 있다. 상기 임계크기는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-설정된 것일 수도 있고, 특정 부호화 파라미터를 고려하여 가변적으로 결정될 수도 있다. 또는, 모든 블록 크기에 대해서 동일한 보간 필터가 적용될 수도 있고, 블록 크기 별로 각각 상이한 보간 필터가 적용될 수도 있다.
영상 부호화/복호화 장치에 기-정의된 인트라 예측 모드는, 인트라 예측 모드의 방향성을 고려하여 복수의 그룹으로 분류될 수 있다. 예를 들어, 상기 기-정의된 인트라 예측 모드는, 제1 방향성을 가진 제1 그룹, 제2 방향성을 가진 제2 그룹, 제3 방향성을 가진 제3 그룹 등으로 분류될 수 있다. 상기 그룹의 개수는, 1 내지 기-정의된 인트라 예측 모드의 개수의 범위에 속할 수 있다. 상기 각 그룹은, 하나 또는 그 이상의 인트라 예측 모드로 구성될 수 있다. 각 그룹에 속한 복수의 인트라 예측 모드는 유사한 방향성을 가질 수 있다. 이러한 인트라 예측 모드의 방향성을 기반으로 보간 필터가 결정될 수 있다.
또는, 영상 부호화 장치는 보간 필터를 결정하는 정보를 부호화하여 시그날링할 수 있으며, 영상 복호화 장치는 상기 시그날링되는 정보를 기반으로 상기 보간 필터를 결정할 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 또는 블록 레벨 중 적어도 하나에서 시그날링될 수 있다.
상기 보간 필터를 결정한다라 함은, 보간 필터의 필터 계수, 필터 강도, 탭 수, 또는 종류 중 적어도 하나를 결정함을 의미할 수 있다.
상기 생성된 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행할 수 있다(S1330). 예를 들어, 상기 참조 샘플은 상기 현재 블록의 예측 샘플로 설정될 수 있다. 상기 예측 샘플에 복호화된 잔차 샘플을 가산하여 현재 블록을 복원할 수 있다. 또는, 상기 참조 샘플은, 상기 현재 블록의 복원 샘플로 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 현재 블록에 대한 잔차 신호는 시그날링되지 않거나 복원되지 않을 수 있다.
도 14는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 보간 필터의 적용 방법을 도시한 것이다.
현재 블록에 인접한 복수의 주변 샘플에 보간 필터를 적용하여 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 생성할 수 있다. 상기 주변 샘플은, 정수 정밀도의 샘플 또는 소수 정밀도의 샘플 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 보간 필터가 적용되는 주변 샘플의 개수는, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그 이상일 수 있다. 상기 주변 샘플의 개수는, 현재 블록의 인트라 예측 모드 또는 현재 블록 내 예측/복원 대상인 샘플의 위치 중 적어도 하나를 기반으로 가변적으로 결정될 수 있다. 또는, 주변 샘플의 개수는, 영상 부호화/복호화 장치에 기-약속된 고정된 개수일 수도 있다. 상기 주변 샘플의 위치는, 현재 블록의 인트라 예측 모드 또는 현재 블록 내 예측/복원 대상인 샘플의 위치 중 적어도 하나를 기반으로 결정될 수 있다.
도 14를 참조하면, 현재 블록(1410) 내 예측/복원 대상인 샘플의 위치와 현재 블록의 인트라 예측 모드를 기반으로, 정수 정밀도를 가진 주변 샘플(1431, 1432)을 특정할 수 있다. 상기 주변 샘플(1431, 1432)을 보간하여, 상기 주변 샘플(1431, 1432) 사이에 참조 샘플(1420)을 생성할 수 있다. 이때, 상기 참조 샘플(1420)은 실수 정밀도의 샘플일 수 있다. 상기 참조 샘플의 위치는, 상기 현재 블록(1410) 내 예측/복원 대상인 샘플의 위치 또는 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 기반으로 특정될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 정수 정밀도의 주변 샘플인 P0 (1431)과 P1 (1432) 사이를 복수의 보간 샘플 위치로 분할할 수 있다. 상기 보간 샘플 위치는 실수 정밀도를 가질 수 있다. 상기 보간 샘플 위치의 개수는 N개이며, N은 1보다 큰 정수일 수 있다. 현재 블록의 인트라 예측 모드에 기반하여, 상기 보간 샘플 위치 중 참조 샘플이 생성되는 위치가 결정될 수 있다.
예를 들어, 주변 샘플 P0 (1431)과 P1 (1432) 사이를 32개의 실수 정밀도를 가진 보간 샘플 위치로 분할할 수 있다. 이때, 보간을 통해 생성되는 참조 샘플 (1420)의 위치는 13/32이며, 이 위치를 기반으로 P0 (1431)와 P1 (1432)에 보간 필터를 적용하여 참조 샘플을 생성할 수 있다.
도 15는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 복수의 탭을 사용하는 보간 필터의 일 예를 도시한 것이다.
본 발명의 보간 필터의 탭 수는, 현재 블록의 크기, 인트라 예측 모드가 방향성 모드인지 여부, 인트라 예측 모드의 방향성/각도, 또는 탭 수를 특정하기 위해 부호화된 정보 중 적어도 하나를 기반으로 결정될 수 있다. 상기 보간 필터의 탭 수는, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개 또는 그 이상일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해 탭 수가 4개 또는 6개인 경우에 대해서 각각 살펴보도록 한다.
도 15를 참조하면, 현재 블록(1510) 내 예측/복원 대상 샘플의 위치 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 기반으로, 정수 정밀도의 주변 샘플 (1531, 1532, 1533, 1534) 중 적어도 2개의 주변 샘플 사이에 인트라 예측을 위한 참조 샘플(1520)을 생성할 수 있다. 상기 2개의 주변 샘플은, 상호 인접한 주변 샘플일 수도 있고, 비연속적으로 배열된 것일 수도 있다.
현재 블록(1510) 내 예측/복원 대상 샘플의 위치 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 기반으로, 보간 필터가 적용되는 4개의 정수 정밀도를 가진 주변 샘플 P0 (1531), P1 (1532), P2 (1533), P3 (1534)의 위치가 결정될 수 있다. 또한, 현재 블록(1510) 내 예측/복원 대상 샘플의 위치 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 기반으로, P1 (1532)와 P2 (1533) 사이에 보간되는 참조 샘플 (1520)의 위치가 결정될 수 있다. 상기 보간되는 참조 샘플 (1520)은 실수 정밀도를 가질 수 있다.
상기 4개의 주변 샘플에 상기 보간 필터를 적용하여, 참조 샘플 (1520)을 생성할 수 있다.
도 15를 참조하면, 현재 블록(1540) 내 예측/복원 대상 샘플의 위치 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 기반으로, 정수 정밀도의 주변 샘플 (1561, 1562, 1563, 1564, 1565, 1566) 중 적어도 2개의 주변 샘플 사이에 인트라 예측을 위한 참조 샘플(1550)을 생성할 수 있다. 상기 2개의 주변 샘플은, 상호 인접한 주변 샘플일 수도 있고, 비연속적으로 배열된 것일 수도 있다.
현재 블록(1540) 내 예측/복원 대상 샘플의 위치 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 기반으로, 보간 필터가 적용되는 6개의 정수 정밀도를 가진 주변 샘플 P0 (1561), P1 (1562), P2 (1563), P3 (1564), P4 (1565), P5 (1566)의 위치가 결정될 수 있다. 또한, 현재 블록(1540) 내 예측/복원 대상 샘플의 위치 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 기반으로, P2 (1563)와 P3 (1564) 사이에 보간되는 참조 샘플 (1550)의 위치가 결정될 수 있다. 상기 보간되는 참조 샘플 (1550)은 실수 정밀도를 가질 수 있다.
상기 4개의 주변 샘플에 상기 보간 필터를 적용하여, 참조 샘플 (1550)을 생성할 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여, 상기 현재 블록에 속한 복수의 서브 블록에 관한 스캔 순서를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 스캔 순서를 기반으로, 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 인트라 예측 방법.
  2. 현재 블록의 모션 벡터를 유도하는 단계;
    상기 현재 블록의 모션 벡터에 기반하여, 상기 현재 블록의 참조 블록을 결정하는 단계; 여기서, 상기 참조 블록은 상기 현재 블록과 동일한 픽쳐에 속함,
    상기 결정된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 모션 보상을 수행하는 단계를 포함하는 인터 예측 방법.
  3. 현재 블록의 인트라 예측을 위한 주변 샘플을 특정하는 단계;
    상기 특정된 주변 샘플에 소정의 필터링을 수행하는 단계;
    상기 필터링된 주변 샘플에 보간 필터를 적용하여, 상기 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 참조 샘플을 기반으로, 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 단계를 포함하는 인트라 예측 방법.
  4. 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 결정된 인트라 예측 모드에 기반하여, 상기 현재 블록에 속한 복수의 서브 블록에 관한 스캔 순서를 결정하며, 상기 결정된 스캔 순서를 기반으로, 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함하는 영상 복호화 장치.
  5. 현재 블록의 모션 벡터를 유도하고, 상기 현재 블록의 모션 벡터에 기반하여, 상기 현재 블록의 참조 블록을 결정하며, 상기 결정된 참조 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 모션 보상을 수행하는 인터 예측부를 포함하되,
    상기 참조 블록은 상기 현재 블록과 동일한 픽쳐에 속하는 영상 복호화 장치.
  6. 현재 블록의 인트라 예측을 위한 주변 샘플을 특정하고, 상기 특정된 주변 샘플에 소정의 필터링을 수행하며, 상기 필터링된 주변 샘플에 보간 필터를 적용하여, 상기 인트라 예측을 위한 참조 샘플을 생성하고, 상기 생성된 참조 샘플을 기반으로, 상기 현재 블록의 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함하는 영상 복호화 장치.
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