WO2019103491A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an image encoding / decoding method and apparatus. More particularly, the present invention relates to a video encoding / decoding method and apparatus using intra prediction, and a recording medium storing a bit stream generated by the video encoding method / apparatus of the present invention.
  • HD image and ultra high definition (UHD) image are increasing in various applications.
  • UHD image data has high resolution and high quality, the amount of data increases relative to the existing image data. Therefore, when the image data is transmitted using a medium such as a wired / wireless broadband line or stored using an existing storage medium, The storage cost is increased.
  • a high-efficiency image encoding / decoding technique for an image having higher resolution and image quality is required.
  • An inter picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture from a previous or a subsequent picture of a current picture by an image compression technique an intra picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture using pixel information in a current picture
  • There are various techniques such as a transformation and quantization technique for compressing the energy of the residual signal, an entropy coding technique for assigning a short code to a value having a high appearance frequency, and a long code to a value having a low appearance frequency.
  • the image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • An object of the present invention is to provide a video encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency, and a recording medium storing a bitstream generated by the video encoding method / apparatus of the present invention.
  • the present invention provides a method and apparatus for improved image encoding / decoding using intra-frame prediction using right and / or bottom reference samples, and a recording medium storing a bit stream generated by the image encoding method / apparatus of the present invention .
  • An image decoding method includes the steps of: deriving an intra prediction mode for a current block; generating at least one original sample existing in the rightmost column and the bottom row of a current block, Decoding the reference sample, constructing a reference sample using the decoded at least one original sample, and performing intra-picture prediction on the current block using the constructed reference sample.
  • the original sample when the original sample is included in the rightmost column, the original sample uses the reference sample at the upper end of the rightmost column and the left reference sample of the current block corresponding to the original sample And can be decoded.
  • the original sample when the original sample is included in the lowermost row, the original sample may include a left reference sample of the lowermost row and a top reference sample of the current block corresponding to the original sample And the like.
  • the step of constructing the reference sample may include interpolating samples included in the lowermost row and the rightmost column of the current block using the decoded at least one original sample Step < / RTI >
  • the average value used in the DC mode is a sum of the upper reference sample values, the sum of the left reference sample values, And summing up each sum of the sum and lower reference sample values by a predetermined weight.
  • the intra prediction may include an upper reference sample, a left reference sample, and a lower reference according to a position of an intra-picture prediction target sample of the current block A weighted sum considering the distance from at least one of the sample and the right reference sample.
  • the intra prediction mode is the directional prediction mode
  • the intra prediction is performed based on the position of the intra prediction sample in the current block and the intra prediction mode 1 reference sample and a second reference sample.
  • the intra-picture prediction may include a first distance that is a distance between the first reference sample and the prediction object sample, and a second distance that is a distance between the second reference sample and the prediction object sample Can be performed using a first weight and a second weight, which are determined as follows.
  • Equation (1) the resultant value of the intra-frame prediction satisfies Equation (1) below,
  • w_ref1 and w_ref2 represent the first weight and the second weight, respectively, and w1 and w2 are the first distance and the second weight, respectively
  • P_red_c (x, y) 2 and ref1 and ref2 represent sample values of the first reference sample and the second reference sample, respectively
  • w_ref1_type and w_ref2_type are values of the first reference sample and the second reference sample, respectively, The left reference sample, the right reference sample, and the bottom reference sample.
  • the adjacent picture prediction intra-prediction mode may include an overlap predictor flag indicating whether intra-picture prediction is performed through the overlap predictor, an index indicating the intra-picture prediction mode index < / RTI >
  • whether intra prediction in the intra prediction mode is performed or not is determined by comparing the intra prediction prediction cost using the intra prediction mode and the intra prediction prediction cost using the prediction predictor . ≪ / RTI >
  • the intra-frame prediction of the current block and the inter-frame prediction of the current block may be performed in an image decoding method according to the present invention, And a weighted sum of the prediction result derived through the intra-picture prediction mode and the prediction result derived through the inter-picture prediction mode.
  • the weight used for the overlap prediction may be determined according to at least one of the intra prediction mode or the size of the current block.
  • An image encoding method includes the steps of: deriving an intra prediction mode for a current block; generating at least one original sample existing in the rightmost column and the bottom row of a current block, Coding the at least one original sample, and performing intra-picture prediction on the current block using the reference sample.
  • the non-volatile storage medium includes the steps of: deriving an intra prediction mode for a current block; generating at least one original sample existing in the rightmost column and the bottom row of the current block; Generating a bitstream generated by an image encoding method including the steps of: constructing a reference sample using the reference sample, encoding the at least one original sample, and performing intra-picture prediction on the current block using the reference sample, .
  • a video encoding / decoding method and apparatus with improved compression efficiency and a recording medium storing a bit stream generated by the video encoding method / apparatus of the present invention can be provided.
  • a video encoding / decoding method and apparatus using intra-picture prediction with improved compression efficiency and a recording medium storing a bit stream generated by the video encoding method / apparatus of the present invention can be provided.
  • the present invention provides a method and apparatus for improved image encoding / decoding using intra-frame prediction using right and / or bottom reference samples, and a recording medium storing a bit stream generated by the image encoding method / apparatus of the present invention .
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a divided structure of an image when coding and protecting an image.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of an intra prediction process.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an intra prediction method according to the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an original sample predicting / decoding method.
  • FIG. 7 is another diagram for explaining the original sample predicting / decoding method.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a plurality of restored sample lines.
  • FIG. 9 is a view for explaining a process of replacing a sample that is not available using the available sample.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of some filter shapes used in the intra prediction method.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a reference sample constructing method according to the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining intra-picture prediction according to the shape of a block.
  • 13 is a diagram for explaining a method of using two reference samples in the intra prediction method.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a reference sample reconstruction method.
  • 15 is a diagram for explaining an intra-picture prediction method in a DC mode according to the present invention.
  • 16 to 18 are diagrams for explaining an intra prediction method in a directional mode according to the present invention.
  • 19 is a diagram for explaining an intra prediction method using an overlap predictor according to the present invention.
  • 20 is a diagram for explaining a template that can be used in the intra prediction method using a superimposing predictor.
  • 21 is a diagram for explaining a directional mode of the intra prediction mode
  • 22 to 25 are diagrams for explaining a method of performing interpolation prediction using a reference sample line according to the present invention.
  • first, second, etc. in the present invention 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 a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • / or < / RTI &gt includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown separately to represent different characteristic functions and do not mean that each component is composed of separate hardware or software constituent units. That is, each constituent unit is included in each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of the constituent units may be combined to form one constituent unit, or one constituent unit may be divided into a plurality of constituent units to perform a function.
  • the integrated embodiments and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention, unless they depart from the essence of the present invention.
  • Some of the elements of the present invention are not essential elements that perform essential functions in the present invention, but may be optional elements only for improving performance.
  • the present invention can be implemented only with components essential for realizing the essence of the present invention, except for the components used for the performance improvement, and can be implemented by only including the essential components except the optional components used for performance improvement Are also included in the scope of the present invention.
  • an image may denote a picture constituting a video, or may represent a moving image itself.
  • " encoding and / or decoding of an image may mean “ encoding and / or decoding of moving image ", which means “ encoding and / or decoding of one of images constituting a moving image " It is possible.
  • moving image and “video” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target image may be a coding target image to be coded and / or a decoding target image to be decoded.
  • the target image may be an input image input to the encoding device or an input image input to the decoding device.
  • the target image may have the same meaning as the current image.
  • image image
  • picture picture
  • frame and “screen” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target block may be a current block to be coded and / or a current block to be decoded.
  • the target block may be the current block that is the current encoding and / or decoding target.
  • the terms "object block” and "current block” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • block and “unit” may be used interchangeably and may be used interchangeably. Or “ block " may represent a particular unit.
  • a specific signal may be a signal indicating a specific block.
  • an original signal may be a signal representing a target block.
  • the prediction signal may be a signal representing a prediction block.
  • the residual signal may be a signal representing a residual block.
  • each of the specified information, data, flag, index and element, attribute, etc. may have a value.
  • a value of " 0 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical false or a first predefined value. That is to say, the values " 0 ", False, Logical False, and First Default values can be used interchangeably.
  • a value of " 1 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical true or a second predetermined value. That is to say, the values " 1 ", " true ", " logical "
  • i When a variable such as i or j is used to represent a row, column or index, the value of i may be an integer greater than or equal to 0 and may be an integer greater than or equal to one. In other words, in embodiments, rows, columns, indexes, etc. may be counted from zero and counted from one.
  • Encoder An apparatus that performs encoding. That is, it may mean a coding apparatus.
  • Decoder An apparatus that performs decoding. That is, it may mean a decoding apparatus.
  • a block may mean a unit.
  • the current block may be a current block to be encoded at the time of encoding or a current block to be decoded at the time of decoding. Also, the current block may be at least one of a coding block, a prediction block, a residual block, and a transform block.
  • Sample It is the basic unit that constitutes a block. It can be expressed as a value from 0 to 2 Bd - 1 according to the bit depth (B d ).
  • a sample may be used in the same sense as a pixel or a pixel. That is, the samples, pixels, and pixels may have the same meaning.
  • Unit It can mean unit of image encoding and decoding.
  • a unit may be an area obtained by dividing one image.
  • a unit may mean a divided unit when an image is divided into subdivided units and then encoded or decoded. That is, one image can be divided into a plurality of units.
  • predetermined processing can be performed for each unit.
  • One unit may be further subdivided into smaller units having a smaller size than the unit.
  • the unit may be a block, a macroblock, a coding tree unit, a coding tree block, a coding unit, a coding block, A Prediction Unit, a Prediction Block, a Residual Unit, a Residual Block, a Transform Unit, a Transform Block, and the like.
  • the unit may also include a Luma component block, a corresponding chroma component block, and a syntax element for each block in order to be distinguished from the block.
  • the unit may have various sizes and shapes, and in particular the shape of the unit may include not only squares but also geometric figures that can be expressed in two dimensions, such as rectangles, trapezoids, triangles, pentagons.
  • the unit information may include at least one of a unit type indicating a coding unit, a prediction unit, a residual unit, a conversion unit, etc., a unit size, a unit depth, a unit encoding and decoding order,
  • Coding Tree Unit It is composed of two chrominance component (Cb, Cr) coded tree blocks related to one luminance component (Y) coded tree block. It may also include the blocks and the syntax elements for each block.
  • Each coding tree unit may be divided into a plurality of subunits such as a quad tree, a binary tree, a ternary tree, or the like in order to configure a lower unit such as a coding unit, a prediction unit, Can be divided. It can be used as a term to refer to a sample block which is a processing unit in the process of image encoding / decoding like an input image.
  • the quadtree may mean a quarternary tree.
  • Coding Tree Block It can be used as a term for designating any one of a Y encoded tree block, a Cb encoded tree block, and a Cr encoded tree block.
  • Neighbor block It can mean a block adjacent to the current block.
  • a block adjacent to the current block may refer to a block that is bordered by the current block or a block located within a predetermined distance from the current block.
  • the neighboring block may mean a block adjacent to the vertex of the current block.
  • a block adjacent to the vertex of the current block may be a block vertically adjacent to a neighboring block that is adjacent to the current block, or a block that is laterally adjacent to a neighboring block vertically adjacent to the current block.
  • a neighboring block may mean a restored neighboring block.
  • Reconstructed Neighbor Block may refer to a neighboring block that has already been encoded or decoded in a spatial / temporal manner around the current block.
  • the restored neighboring block may mean the restored neighboring unit.
  • the reconstructed spatial neighboring block may be a block already in the current picture and reconstructed through encoding and / or decoding.
  • the reconstructed temporal neighboring block may be a restored block at a position corresponding to the current block of the current picture in the reference picture or a neighboring block thereof.
  • Unit Depth This can mean the degree to which the unit is divided.
  • the root node can correspond to the first unit that has not been divided.
  • the superordinate node may be referred to as a root node.
  • the uppermost node may have a minimum depth value. At this time, the uppermost node may have a depth of Level 0.
  • a node with a depth of level 1 can represent a unit created as the first unit is once partitioned.
  • a node with a depth of level 2 may represent a unit created as the first unit is divided twice.
  • a node with a depth of level n may represent a unit created as the first unit is divided n times.
  • a leaf node may be the lowest node, and may be a node that can not be further divided.
  • the depth of the leaf node may be the maximum level.
  • the default value of the maximum level may be three.
  • the root node has the shallower depth and the leaf node has the deepest depth.
  • the level at which the unit exists may denote unit depth.
  • Bitstream may mean a bit string containing encoded image information.
  • Parameter Set Corresponds to header information in the structure in the bitstream. At least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set and an adaptation parameter set may be included in the parameter set.
  • the set of parameters may also include a slice header and tile header information.
  • Parsing means to determine the value of a syntax element by entropy decoding the bitstream, or it may mean entropy decoding itself.
  • Symbol It can mean at least one of a syntax element of a unit to be encoded / decoded, a coding parameter, a value of a transform coefficient, and the like.
  • the symbol may mean a target of entropy encoding or a result of entropy decoding.
  • Prediction Mode It may be a mode to be encoded / decoded by intra prediction or a mode to be coded / decoded by inter prediction.
  • Prediction Unit It can mean a basic unit for performing prediction such as inter-picture prediction, intra-picture prediction, inter-picture compensation, in-picture compensation, and motion compensation.
  • One prediction unit may be divided into a plurality of smaller partitions or a plurality of lower prediction units.
  • the plurality of partitions may also be a base unit in performing prediction or compensation.
  • the partition generated by the division of the prediction unit may also be a prediction unit.
  • Prediction Unit Partition It can mean a prediction unit divided form.
  • Reference Picture List may refer to a list including one or more reference pictures used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the types of the reference image list may be LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) Lists can be used.
  • Interprediction Indicator It can mean inter-picture prediction direction (unidirectional prediction, bidirectional / positive / bidirectional prediction, etc.) of the current block. Or the number of reference images used in generating a prediction block of the current block. Or the number of prediction blocks used when inter-picture prediction or motion compensation is performed on the current block.
  • Prediction list utilization flag indicates whether to generate a prediction block using at least one reference image in a specific reference image list.
  • the inter-picture prediction indicator can be derived using the prediction list utilization flag, and conversely, the inter prediction prediction indicator can be used to derive the prediction list utilization flag. For example, when the prediction list utilization flag indicates a first value of 0, it can be indicated that a prediction block is not generated using the reference image in the reference image list, and when indicating a second value of 1, It can be shown that a prediction block can be generated using the image list.
  • Reference Picture Index It can refer to an index indicating a specific reference image in a reference image list.
  • Reference picture refers to an image referred to by a specific block for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the reference image may be an image including a reference block referred to by the current block for intra-picture prediction or motion compensation.
  • reference picture and “reference picture” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • Motion Vector It can be a two-dimensional vector used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the motion vector may mean an offset between a block to be encoded / decoded and a reference block.
  • (mvX, mvY) may represent a motion vector.
  • mvX may represent a horizontal component
  • mvY may represent a vertical component.
  • the search region may be a two-dimensional region for searching for a motion vector during inter-picture prediction.
  • the size of the search area may be MxN.
  • M and N may be positive integers, respectively.
  • Motion Vector Candidate It can be a block that is a candidate for prediction or a motion vector of the block when the motion vector is predicted.
  • the motion vector candidate may be included in the motion vector candidate list.
  • Motion Vector Candidate List may refer to a list constructed using one or more motion vector candidates.
  • Motion Vector Candidate Index Indicates an indicator indicating a motion vector candidate in a motion vector candidate list. And may be an index of a motion vector predictor.
  • Motion Information At least one of a motion vector, a reference image index, an inter-picture prediction indicator, a prediction list utilization flag, a reference image list information, a reference image, a motion vector candidate, a motion vector candidate index, a merge candidate, Can mean information including one.
  • Merge Candidate List It can mean a list composed of one or more merge candidates.
  • the merge candidate may include motion information such as an inter-picture prediction indicator, a reference picture index for each list, a motion vector, a prediction list utilization flag, and an inter-picture prediction indicator.
  • merge Index This can be an indicator that points to a merge candidate in the merge candidate list.
  • the merge index may indicate a block from which the merge candidate is derived, among the restored blocks spatially / temporally adjacent to the current block. Further, the merge index may indicate at least one of the motion information of the merge candidate.
  • Transform Unit It can mean a basic unit for performing residual signal encoding / decoding such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • One conversion unit may be divided and divided into a plurality of lower conversion units having a smaller size.
  • the transform / inverse transform may include at least one of a first transform / inverse transform and a second transform / inverse transform.
  • Scaling can be a process of multiplying a quantized level by an argument.
  • a transform coefficient can be generated as a result of scaling to a quantized level.
  • Scaling can also be referred to as dequantization.
  • Quantization Parameter This value can be used to generate a quantized level using a transform coefficient in quantization. Alternatively, it may mean a value used in generating a transform coefficient by scaling the quantized level in the inverse quantization.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • Residual Quantization Parameter It can mean the difference value between the predicted quantization parameter and the quantization parameter of the unit to be encoded / decoded.
  • Scan may mean a method of arranging the order of coefficients in a unit, block, or matrix. For example, arranging a two-dimensional array in a one-dimensional array is called a scan. Alternatively, arranging the one-dimensional arrays in the form of a two-dimensional array may be called scanning or inverse scanning.
  • Transform Coefficient It can mean the coefficient value generated after the conversion in the encoder. Alternatively, it may mean a coefficient value generated after performing at least one of entropy decoding and inverse quantization in a decoder. The quantized level or the quantized transform coefficient level to which the quantization is applied to the transform coefficient or the residual signal may be included in the meaning of the transform coefficient.
  • Quantized Level It means a value generated by performing quantization on a transform coefficient or a residual signal in an encoder. Alternatively, it may mean a value to be subjected to inverse quantization before performing inverse quantization in the decoder. Similarly, quantized transform coefficient levels that are the result of transform and quantization can also be included in the meaning of the quantized levels.
  • Non-zero Transform Coefficient A non-zero transform coefficient or a non-zero transform coefficient level or a quantized level.
  • Quantization Matrix It can mean a matrix used in the quantization or inverse quantization process to improve the subjective image quality or the objective image quality of the image.
  • the quantization matrix may also be referred to as a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient It can mean each element in the quantization matrix.
  • the quantization matrix coefficient may be referred to as a matrix coefficient.
  • Default Matrix It can mean a predetermined quantization matrix predefined in the encoder and decoder.
  • Non-default Matrix It can mean a quantization matrix that is not predefined in the encoder and the decoder but is signaled by the user.
  • Statistic value Statistical value for at least one of variables having specific values that can be computed, coding parameters, constants, and the like can be calculated by averaging, weighted average, weighted sum, minimum value, maximum value, Value. ≪ / RTI >
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the encoding apparatus 100 may be an encoder, a video encoding apparatus, or an image encoding apparatus.
  • the video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images.
  • an encoding apparatus 100 includes a motion prediction unit 111, a motion compensation unit 112, an intra prediction unit 120, a switch 115, a subtractor 125, a transform unit 130, An inverse quantization unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190.
  • the entropy encoding unit 150 may include an inverse quantization unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160,
  • the encoding apparatus 100 may perform encoding in an intra mode and / or an inter mode on an input image. Also, the encoding apparatus 100 can generate a bitstream including information encoded through encoding of an input image, and output the generated bitstream. The generated bit stream may be stored in a computer-readable recording medium or may be streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the switch 115 can be switched to intra, and when the inter mode is used in the prediction mode, the switch 115 can be switched to the inter.
  • the intra mode may mean intra prediction mode
  • the inter mode may mean inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image.
  • the encoding apparatus 100 may code the residual block using a residual of the input block and the prediction block.
  • the input image can be referred to as the current image which is the object of the current encoding.
  • the input block may be referred to as the current block or the current block to be coded.
  • the intra predictor 120 can use a sample of a block already encoded / decoded around the current block as a reference sample.
  • the intra predictor 120 can perform spatial prediction of a current block using a reference sample and generate prediction samples of an input block through spatial prediction.
  • intra prediction may mean intra prediction.
  • the motion predicting unit 111 can search the reference image for the best match with the input block in the motion estimation process, and derive the motion vector using the searched region .
  • the search area may be used as the area.
  • the reference picture may be stored in the reference picture buffer 190.
  • it when encoding / decoding of the reference image has been processed, it can be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensation unit 112 may generate a prediction block for a current block by performing motion compensation using a motion vector.
  • the inter prediction may mean inter picture prediction or motion compensation.
  • the motion estimator 111 and the motion compensator 112 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of a reference image when the motion vector does not have an integer value .
  • a motion prediction and a motion compensation method of a prediction unit included in a corresponding encoding unit based on an encoding unit is performed using a skip mode, a merge mode, Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) mode, and current picture reference mode, and performs inter-picture prediction or motion compensation according to each mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the subtractor 125 may generate a residual block using the difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as a residual signal.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming, quantizing, or transforming and quantizing the difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual block may be a residual signal in a block unit.
  • the transforming unit 130 may perform a transform on the residual block to generate a transform coefficient, and output the generated transforming coefficient.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing a transform on the residual block.
  • the transforming unit 130 may skip transforming the residual block.
  • a quantized level can be generated by applying quantization to the transform coefficients or residual signals.
  • the quantized level may also be referred to as a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 can generate a quantized level by quantizing the transform coefficient or the residual signal according to the quantization parameter, and output the generated quantized level. At this time, the quantization unit 140 can quantize the transform coefficient using the quantization matrix.
  • the entropy encoding unit 150 can generate a bitstream by performing entropy encoding based on the values calculated by the quantization unit 140 or the coding parameters calculated in the encoding process according to the probability distribution And can output a bit stream.
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding of information on a sample of an image and information for decoding an image.
  • the information for decoding the image may include a syntax element or the like.
  • the entropy encoding unit 150 may use an encoding method such as exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding using a Variable Length Coding / Code (VLC) table.
  • VLC Variable Length Coding / Code
  • the entropy encoding unit 150 derives a binarization method of a target symbol and a probability model of a target symbol / bin and then outputs a derived binarization method, a probability model, a context model, May be used to perform arithmetic coding.
  • the entropy encoding unit 150 may change a two-dimensional block form coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method to encode a transform coefficient level (a quantized level).
  • the coding parameter may include not only information (flag, index, etc.) signaled by the encoder and signaled by the encoder, but also information derived from the coding or decoding process, such as a syntax element, It can mean the necessary information when.
  • Signaling a flag or an index may mean that the encoder encodes the flag or index into entropy encoding and includes the bitstream in the bitstream.
  • the decoder decodes the corresponding flag or index from the bitstream. It may mean entropy decoding (Entropy Decoding).
  • the encoded current image can be used as a reference image for another image to be processed later. Therefore, the encoding apparatus 100 can restore or protect the encoded current image again, and store the reconstructed or decoded image as a reference image in the reference picture buffer 190.
  • the quantized level can be dequantized in the inverse quantization unit 160, And may be inverse transformed by the inverse transform unit 170.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficients may be combined with a prediction block through an adder 175.
  • a reconstructed block may be generated by summing the dequantized and / or inverse transformed coefficients and the prediction block.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficient means a coefficient in which at least one of inverse quantization and inverse transform is performed, and may mean a restored residual block.
  • the restoration block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 may include at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) Can be applied.
  • the filter unit 180 may be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion occurring at the boundary between the blocks. It may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on a number of columns included in the block or a sample included in the row to determine whether to perform the deblocking filter. When a deblocking filter is applied to a block, different filters can be applied according to the deblocking filtering strength required.
  • a sample offset value may be added to the sample value to compensate for encoding errors using a sample adaptive offset.
  • the sample adaptive offset can correct the offset from the original image in units of samples for the deblocked image.
  • a method of dividing a sample included in an image into a predetermined number of regions and determining an offset to be performed and applying an offset to the corresponding region or applying an offset considering edge information of each sample may be used.
  • the adaptive loop filter can perform filtering based on the comparison between the reconstructed image and the original image. After dividing the samples included in the image into predetermined groups, a filter to be applied to the group may be determined, and different filtering may be performed for each group. Information relating to whether to apply the adaptive loop filter can be signaled by a coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive loop filter to be applied according to each block can be changed.
  • CU coding unit
  • the reconstructed block or reconstructed image obtained through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the reconstruction block through the filter 180 may be part of the reference image.
  • the reference image may be a restored image composed of restoration blocks that have passed through the filter unit 180.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the decoding apparatus 200 may be a decoder, a video decoding apparatus, or an image decoding apparatus.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an intra prediction unit 240, a motion compensation unit 250, an adder 255, A filter unit 260, and a reference picture buffer 270.
  • the decoding apparatus 200 can receive the bit stream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream stored in a computer-readable recording medium or a bitstream streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the decoding apparatus 200 can perform decoding in an intra mode or an inter mode with respect to a bit stream. Also, the decoding apparatus 200 can generate a reconstructed image or a decoded image through decoding, and output a reconstructed image or a decoded image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is the intra mode, the switch can be switched to intra.
  • the prediction mode used for decoding is the inter mode, the switch can be switched to the inter.
  • the decoding apparatus 200 can obtain a reconstructed residual block by decoding the input bitstream, and can generate a prediction block. Once the restored residual block and the prediction block are obtained, the decoding apparatus 200 can generate a reconstruction block to be decoded by adding the restored residual block and the prediction block.
  • the block to be decoded can be referred to as a current block.
  • the entropy decoding unit 210 may generate the symbols by performing entropy decoding according to the probability distribution of the bitstream.
  • the generated symbols may include symbols in the form of quantized levels.
  • the entropy decoding method may be a reversal of the above-described entropy encoding method.
  • the entropy decoding unit 210 may change the one-dimensional vector form factor into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method to decode a transform coefficient level (quantized level).
  • the quantized level may be inversely quantized in the inverse quantization unit 220 and inversely transformed in the inverse transformation unit 230.
  • the quantized level can be generated as a reconstructed residual block as a result of performing inverse quantization and / or inverse transform.
  • the inverse quantization unit 220 may apply the quantization matrix to the quantized level.
  • the intraprediction unit 240 can generate a prediction block by performing spatial prediction on the current block using the sample value of the already decoded block around the current block to be decoded.
  • the motion compensation unit 250 can generate a prediction block by performing motion compensation on the current block using the motion vector and the reference image stored in the reference picture buffer 270.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of the reference image when the value of the motion vector does not have an integer value. It is possible to determine whether the motion compensation method of the prediction unit included in the encoding unit is based on the encoding unit in order to perform motion compensation, such as a skip mode, merge mode, AMVP mode, or current picture reference mode, To perform motion compensation.
  • the adder 255 may add the restored residual block and the predicted block to generate a restored block.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive loop filter to a restoration block or a restored image.
  • the filter unit 260 may output a restored image.
  • the restored block or reconstructed image may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • the reconstruction block through the filter unit 260 may be part of the reference image. In other words, the reference image may be a reconstructed image including reconstruction blocks through the filter unit 260.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a divided structure of an image when coding and protecting an image.
  • Figure 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of lower units.
  • a coding unit can be used for coding and decoding.
  • An encoding unit can be used as a basic unit of image encoding / decoding.
  • the encoding unit can be used in a unit in which the intra-frame prediction mode and the inter-frame prediction mode are distinguished during image encoding / decoding.
  • the encoding unit may be a basic unit used for a process of prediction, conversion, quantization, inverse transform, inverse quantization, or encoding / decoding of transform coefficients.
  • an image 300 is sequentially divided in units of a Largest Coding Unit (LCU), and a divided structure is determined in LCU units.
  • the LCU can be used with the same meaning as a coding tree unit (CTU).
  • the division of a unit may mean division of a block corresponding to the unit.
  • the block division information may include information about the depth of the unit.
  • the depth information may indicate the number and / or the number of times the unit is divided.
  • One unit may be divided hierarchically into a plurality of subunits with depth information based on a tree structure. That is to say, the unit and the lower unit generated by the division of the unit can correspond to the node and the child node of the node, respectively.
  • Each divided subunit may have depth information.
  • the depth information may be information indicating the size of the CU and may be stored for each CU. Since the unit depth indicates the number and / or degree of division of the unit, the division information of the lower unit may include information on the size of the lower unit.
  • the divided structure may mean the distribution of a coding unit (CU) in the CTU 310.
  • This distribution can be determined according to whether or not to divide one CU into CUs of two or more positive integers (including 2, 4, 8, 16, etc.).
  • the horizontal size and the vertical size of the CU generated by the division are respectively one half of the horizontal size and the vertical size of the CU before the division, or a size smaller than the horizontal size of the CU before the division according to the divided number and a size smaller than the vertical size Lt; / RTI >
  • the CU may be recursively partitioned into a plurality of CUs.
  • the size of at least one of the horizontal and vertical sizes of the partitioned CUs can be reduced compared to at least one of the horizontal and vertical sizes of the CUs before partitioning.
  • the partitioning of the CU can be done recursively up to a predetermined depth or a predetermined size.
  • the depth of the CTU may be zero
  • the depth of the Smallest Coding Unit (SCU) may be a predetermined maximum depth.
  • the CTU may be an encoding unit having a maximum encoding unit size as described above
  • the SCU may be an encoding unit having a minimum encoding unit size.
  • the division starts from the CTU 310, and the depth of the CU increases by one every time the horizontal size and / or the vertical size of the CU is reduced by the division.
  • the unpartitioned CU may have a size of 2Nx2N.
  • a CU having a size of 2Nx2N can be divided into four CUs having an NxN size. The size of N can be reduced by half each time the depth is increased by one.
  • information on whether or not the CU is divided can be expressed through division information of the CU.
  • the division information may be 1-bit information. All CUs except SCU can contain partition information. For example, if the value of the division information is the first value, the CU may not be divided, and if the value of the division information is the second value, the CU may be divided.
  • a CTU having a depth of 0 may be a 64x64 block. 0 may be the minimum depth.
  • An SCU with a depth of 3 may be an 8x8 block. 3 may be the maximum depth.
  • the CUs of the 32x32 block and the 16x16 block can be represented by depth 1 and depth 2, respectively.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four encoding units can be respectively half as large as the horizontal and vertical sizes of the encoding units before being divided have.
  • each of the 4 divided encoding units may have a size of 16x16.
  • the encoding unit is divided into a quad-tree type (quad-tree partition).
  • the horizontal or vertical size of the two divided encoding units may be half the size of the horizontal or vertical size of the encoding unit before being divided .
  • the two divided encoding units may each have a size of 16x32.
  • the two divided encoding units may each have a size of 8x16.
  • the coding unit can be divided into three coding units by dividing the horizontal or vertical size of the coding unit before division into a ratio of 1: 2: 1.
  • the three divided encoding units may have sizes of 16x8, 16x16 and 16x8 from the upper side, respectively.
  • the three divided encoding units may have sizes of 8x32, 16x32, and 8x32 from the left side, respectively.
  • the CTU 320 of FIG. 3 is an example of a CTU to which a quad tree partition, a binary tree partition, and a triple partition tree are all applied.
  • a quadtree division in order to divide the CTU, at least one of a quadtree division, a binary tree division, and a triple division tree division may be applied.
  • Each partition may be applied based on a predetermined priority.
  • quadtree partitioning may be applied to CTU preferentially.
  • An encoding unit, which can no longer be quad-tree partitioned, can correspond to a leaf node of a quadtree.
  • An encoding unit corresponding to a leaf node of a quad tree may be a root node of a binary tree and / or a triplet tree. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be binary tree divided, triple divided tree divided, or no longer divided.
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree is subjected to binary tree division or triple tree division so that the encoding unit generated is not subjected to the quad tree division again, so that the division of the block and / Can be effectively performed.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the quadtree can be signaled using the quad partition information.
  • the quad partition information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is quad-tree partitioned.
  • Quad partition information having a second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is not quad-tree partitioned.
  • the quad partition information may be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree can be binary tree divided or triple divided tree.
  • the encoding unit generated by the binary tree division or the triple division tree division may be again binary tree division or triple division tree division or may not be further divided.
  • the partition where there is no priority between the binary tree partition and the triple partition tree partition may be referred to as a multi-type tree partition. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be the root node of the multi-type tree.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree may be signaled using at least one of the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information. Division information, division direction information, and division tree information may be sequentially signaled for division of an encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree.
  • the division information of the hybrid type tree having the first value may indicate that the encoding unit is a hybrid type tree.
  • Information indicating whether the hybrid type tree has the second value e.g., '0'
  • the encoding unit may further include the division direction information.
  • the dividing direction information can indicate the dividing direction of the composite type tree division.
  • the division direction information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is divided in the vertical direction.
  • the division direction information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided in the horizontal direction.
  • the encoding unit may further include segmentation tree information.
  • the partition tree information can indicate the tree used for the complex tree partition.
  • the segmentation tree information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is binary tree segmented.
  • the segmentation tree information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided into three segments.
  • the division information, the division tree information, and the division direction information may each be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • At least one of quad partition information, partition information of the hybrid type tree, partition direction information, and partition tree information may be entropy-encoded / decoded.
  • information of a neighboring encoding unit adjacent to the current encoding unit may be used.
  • the context information for entropy encoding / decoding of the information of the current encoding unit can be derived based on the information of the surrounding encoding unit.
  • the information of the surrounding encoding unit may include at least one of the quad division information of the encoding unit, the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information.
  • binary tree partitioning may be performed preferentially. That is, the binary tree segmentation is applied first, and the encoding unit corresponding to the leaf node of the binary tree can be set as the root node of the triplet tree. In this case, the quad tree segmentation and the binary tree segmentation may not be performed for the encoding unit corresponding to the node of the triple segment tree.
  • An encoding unit that is no longer segmented by a quadtree segmentation, a binary tree segmentation and / or a tri-segment tree segmentation may be a unit of encoding, prediction and / or conversion. That is, the encoding unit may not be further divided for prediction and / or conversion. Therefore, a division structure for dividing an encoding unit into a prediction unit and / or a conversion unit, division information, and the like may not exist in the bitstream.
  • the encoding unit can be recursively divided until the size becomes equal to or smaller than the size of the maximum conversion block. For example, when the size of the encoding unit is 64x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into four 32x32 blocks for conversion. For example, when the size of the encoding unit is 32x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into two 32x32 blocks for conversion.
  • whether or not the division of the encoding unit for conversion is not signaled separately, but may be determined by comparing the width or height of the encoding unit or the width or height of the maximum conversion block. For example, when the width of the encoding unit is larger than the width of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected vertically. Further, when the vertical length of the encoding unit is larger than the vertical length of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected horizontally.
  • Information on the maximum and / or minimum size of the encoding unit information on the maximum and / or minimum size of the conversion block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • the minimum size of the encoding unit may be determined to be 4x4.
  • the maximum size of the transform block may be determined to be 64x64.
  • the minimum size of the transform block may be determined to be 4x4.
  • Information on the minimum size (quadtree minimum size) of the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree and / or information on the maximum depth (hybrid tree maximum depth) from the root node to the leaf node of the hybrid tree, May be signaled or determined at a higher level of the unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information about the quadtree minimum size and / or information about the hybrid tree maximum depth may be signaled or determined for each of the on-screen slice and the on-screen slice.
  • the difference information between the size of the CTU and the maximum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information on the maximum size (binary tree maximum size) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree can be determined based on the size of the encoding tree unit and the difference information.
  • the maximum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree may have different values depending on the type of the slice. For example, in the case of an in-screen slice, the maximum size of the triplet tree may be 32x32.
  • the maximum size of the triplet tree may be 128x128.
  • the minimum size (minimum tree size of the binary tree) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree and / or the minimum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree Size can be set.
  • the binary tree maximum size and / or the triplet tree maximum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the binary tree minimum size and / or triplet tree minimum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the quad partition information, the partition information of the hybrid type tree, the partition tree information and / or the partition direction information may or may not exist in the bit stream.
  • the encoding unit does not include the quad-partition information, and the quad-partition information can be inferred as the second value.
  • the size (horizontal and vertical) of the encoding unit corresponding to a node of the hybrid tree is larger than the binary tree maximum size (horizontal and vertical) and / or the triplet tree maximum size (horizontal and vertical) Binary tree segmentation and / or triple segmentation tree segmentation. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value. This is because, when the encoding unit is subjected to binary tree segmentation and / or triple segmentation, encoding units smaller than the minimum size of the binary tree and / or the minimum size of the triplet tree are generated.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit corresponding to the node of the hybrid tree It is possible to signal whether the tree is divided or not. Otherwise, the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the dividing direction information can be signaled. Otherwise, the division direction information is not signaled and can be inferred as a value indicating a direction in which division is possible.
  • the partitioning tree information is not signaled and can be inferred as a value indicating a partitionable tree.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an embodiment of an intra prediction process.
  • the arrows from the center to the outline in FIG. 4 may indicate the prediction directions of the intra prediction modes.
  • Intra-picture coding and / or decoding may be performed using reference samples of neighboring blocks of the current block.
  • the neighboring blocks may be reconstructed neighboring blocks.
  • intra-picture coding and / or decoding may be performed using values of reference samples or encoding parameters included in the reconstructed neighboring blocks.
  • the prediction block may refer to a block generated as a result of performing intra prediction.
  • the prediction block may correspond to at least one of CU, PU, and TU.
  • the unit of the prediction block may be at least one of CU, PU, and TU.
  • the prediction block may be a block in the form of a square having a size of 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 or 64x64, or may be a rectangular block having a size of 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 and 8x16.
  • the intra prediction can be performed according to the intra prediction mode for the current block.
  • the number of intra prediction modes that the current block can have is a predetermined fixed value and may be a value determined differently depending on the property of the prediction block.
  • the attributes of the prediction block may include the size of the prediction block and the shape of the prediction block.
  • the number of intra prediction modes can be fixed to N, regardless of the size of the block.
  • the number of intra prediction modes may be 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65,
  • the number of intra prediction modes may differ depending on the size of the block and / or the type of the color component.
  • the number of intra prediction modes may be different depending on whether the color component is a luma signal or a chroma signal.
  • the larger the size of the block the larger the number of intra prediction modes.
  • the number of intra-picture prediction modes of the luminance component block may be larger than the number of intra-picture prediction modes of the chrominance component block.
  • the intra prediction mode may be a non-directional mode or a directional mode.
  • the non-directional mode may be a DC mode or a planar mode
  • the angular mode may be a prediction mode having a specific direction or angle.
  • the intra prediction mode may be expressed by at least one of a mode number, a mode value, a mode number, a mode angle, and a mode direction.
  • the number of intra prediction modes may be one or more of M including the non-directional and directional modes.
  • a step of checking whether samples included in the reconstructed neighboring block are available as a reference sample of the current block to predict the current block on-screen can be performed. If there is a sample that can not be used as a reference sample of the current block, a sample value of a sample that can not be used as a reference sample by using a value obtained by copying and / or interpolating at least one sample value of samples included in the restored neighboring block And then used as a reference sample of the current block.
  • the intra-picture prediction may apply the filter to at least one of the reference sample or the prediction sample based on at least one of the intra-picture prediction mode and the size of the current block.
  • the weighted sum of the upper and left reference samples of the current sample, the upper-left and lower-left reference samples of the current block is used A sample value of a sample to be predicted can be generated.
  • an average value of the upper and left reference samples of the current block can be used when a prediction block of the current block is generated.
  • prediction blocks can be generated using the upper, left, upper right and / or lower left reference samples of the current block. It is also possible to perform real-valued interpolation to generate a predicted sample value.
  • the intra-picture prediction mode of the current block can be predicted from the intra-picture prediction mode of a block existing around the current block and entropy-encoded / decoded. If the intra-picture prediction mode of the current block is the same as the intra-picture prediction mode of the neighboring block, information indicating that the intra-picture prediction mode of the current block is the same as the intra-picture prediction mode of the current block can be signaled using predetermined flag information. Also, it is possible to signal the indicator information on the intra-picture prediction mode that is the same as the intra-picture prediction mode of the current block among the intra-picture prediction modes of the plurality of neighboring blocks.
  • the intra-picture prediction mode information of the current block is entropy-encoded / decoded by performing entropy encoding / decoding based on the intra-picture prediction mode of the neighboring block if the intra-picture prediction mode of the current block is different from that of the current block.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an intra prediction method according to the present invention.
  • the intra-picture prediction method disclosed in FIG. 5 can be performed by the encoding apparatus 100 or the decoding apparatus 200.
  • FIG. The intra-picture prediction of the current block is performed by deriving an intra-picture prediction mode (S510), encoding or decoding a win-bon sample to form a reference sample (S520), constructing a reference sample for intra- Step S530) and performing intra-picture prediction on the current block using the reference sample (S540).
  • the intra prediction mode of the current block may be derived.
  • the intra-picture prediction mode of the current block includes a method of using an intra-picture prediction mode of a neighboring block, a method of entropy coding / decoding a intra-picture prediction mode of a current block from a bitstream, a method of using coding parameters of a neighboring block, Can be derived using a method using the inner prediction mode.
  • the method using the intra-frame prediction mode of the neighboring block at least one of an intra-frame prediction mode of a neighboring block, a combination of at least one intra-frame prediction mode of the neighboring blocks, and an intra- The intra prediction mode of the current block can be derived.
  • step S520 encoding or decoding of the original sample for the reference sample configuration may be performed.
  • the encoding or decoding step of the original sample may include determining the location and / or number of the original sample and / or encoding or decoding the determined original sample.
  • the coding or decoding step of the original sample according to the present invention can be performed for the construction of the right reference sample and / or the bottom reference sample of the current block.
  • a reference sample for intra-picture prediction of the current block may be constructed. Constructing the reference sample may comprise constructing a quadrature reference sample and / or performing filtering on the reference sample. In step S530, selection of a reference sample, padding of a reference sample may be performed additionally.
  • intra-picture prediction of the current block may be performed using at least one of DC mode prediction, Planar mode prediction, directional prediction using Bi-angular prediction, and intra prediction using an overlap predictor.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an original sample predicting / decoding method.
  • 6A to 6D show examples of decoding an original sample in order to perform intra prediction on a current block having a horizontal length of W and a vertical length of H
  • the decoder uses the upper reference sample and / or the left reference sample to predict an original sample existing in the reference sample and / or the bottom most row existing in the rightmost column of the original sample , And the residual signal generated according to the prediction can be entropy-decoded.
  • the original sample block and the current block can be used in the same sense.
  • the decoder can decode H original samples in the rightmost column and / or W original samples in the lowermost row.
  • the decoder can predictively code / decode the K original samples of the rightmost column and / or the L original samples of the lowermost row.
  • Ref_Top [x] represents a set of upper reference samples
  • Ref_left [y] represents a set of left reference samples
  • Org_low [x] and Org_right [y] denote the set of each decoded original sample, which may be present in the bottom row and the rightmost column of the original sample, respectively.
  • the position of the original sample decoded by the decoder is Org_high [H * (1/4) - 1], Org_high [H * (2/4) Right side [H * (3/4) - 1], Org right side [H - 1].
  • the position of the original sample decoded by the decoder may be Org_right [H * (2/4) -1], Org_right [H-1].
  • L the position of the original sample decoded by the decoder is Org_lower [W * (1/4) -1], Org_lower [W * (2/4) , Org_ bottom [W * (3/4) - 1], and Org_ bottom [W - 1].
  • the position of the original sample decoded by the decoder may be Org_lower [W * (2/4) -1] and Org_lower [W-1].
  • the original sample block is a non-square block satisfying W ⁇ H
  • the original sample of the rightmost column to be decoded can be obtained according to the following equation (1). That is, the original samples of the rightmost column can be decoded using the weighted sum of the reference samples at the uppermost column and / or the left reference samples corresponding to each original sample.
  • the original sample of the bottom row can be obtained according to the following equation (2). That is, the original sample of the bottom row may be decoded using the weighted sum of the left reference sample and / or the top reference sample corresponding to each original sample in the lowermost row.
  • FIG. 7 is another diagram for explaining the original sample predicting / decoding method.
  • FIG. 7 shows an example in which the current block is divided into a plurality of sub-blocks. If the current block is divided into a plurality of subblocks, the decoder predicts an original sample corresponding to a predetermined number and position of the rightmost row and the lowermost row of each subblock, and outputs a residual signal generated according to the prediction as an entropy Encoding / decoding can be performed.
  • the predetermined number and position of the original samples of each sub-block can be individually determined according to the method described in Figs. 6 (a) to 6 (d).
  • the decoder can decode each subblock according to at least one of the following procedures.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk1? Sub_blk2? Sub_blk3? Sub_blk4.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk1? Sub_blk3? Sub_blk2? Sub_blk4.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk1? Sub_blk4? Sub_blk2? Sub_blk3.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk1? Sub_blk4? Sub_blk3? Sub_blk2.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk4? Sub_blk3? Sub_blk2? Sub_blk1.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk4? Sub_blk2? Sub_blk3? Sub_blk1.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk4? Sub_blk1? Sub_blk2? Sub_blk3.
  • the decoder may decode subblocks in the order of Sub_blk4? Sub_blk2? Sub_blk1? Sub_blk3.
  • the decoding order of the sub-blocks can be determined based on the intra-picture prediction mode of the current block. For example, if the intra prediction mode is a directional mode having a mode number greater than that of the vertical mode, the decoder may decode subblocks in order of Sub_blk2? Sub_blk1? Sub_blk4? Sub_blk3. As another example, when the intra prediction mode is a directional mode having a mode number smaller than the horizontal mode, the decoder can decode subblocks in order of Sub_blk3? Sub_blk1? Sub_blk4? Sub_blk2.
  • the decoding order of the sub-blocks can be determined based on the size of the current block. For example, if the size of the current block exceeds a predetermined value, the decoder can decode the sub-blocks in order of Sub_blk2? Sub_blk1? Sub_blk4? Sub_blk3. As another example, when the size of the current block is equal to or smaller than the predetermined value, the decoder can decode the sub-blocks in order of Sub_blk3? Sub_blk1? Sub_blk4? Sub_blk2.
  • the decoder can adaptively determine the decoding order of the sub-blocks based on the intra-picture prediction mode or the size of the current block.
  • a reference sample of the current block may be used or a reconstruction sample of the previously decoded sub-block may be used.
  • the decoder when the decoder decodes the original samples of subblocks in the order of Sub_blk4 ⁇ Sub_blk3 ⁇ Sub_blk2 ⁇ Sub_blk1, the decoder can use Ref_Top 2 as the top reference sample of sub_blk4, or use the bottom-most restored sample of Sub_blk2 have. Also, the decoder may use Ref_2 side 2 as the left reference sample of sub_blk4, or use the rightmost reconstruction sample of Sub_blk3. It is also possible to use Ref_Top 1 as the top reference sample of sub_blk3, or to use the bottom reconstruction sample of Sub_blk1. It is also possible to use the left side 1 of Ref_ as the left reference sample of sub_blk2 or the right side restoration sample of Sub_blk1.
  • the decoder can perform the original sample decoding for the right reference sample and / or the left reference sample for each subblock in the same manner.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a plurality of restored sample lines.
  • the decoder may construct a reference sample to perform intra-picture prediction on the current block or a sub-block of the current block.
  • a decoder forms a reference sample for a current block will be described as an example.
  • the decoder can construct a reference sample for a sub-block in the same way as a reference sample for the current block.
  • the reference sample can be constituted by one or more restored samples around the current block or a combination of restored samples.
  • the decoder may further perform filtering in constructing the reference sample.
  • the decoder can construct the reference samples by constructing reference samples directly on the restored sample lines on the plurality of restored sample lines, or by filtering between samples on one restored sample line or between samples on different restored sample lines.
  • the set of reference samples to be constructed can be expressed as ref [m, n].
  • the reconstructed sample around the sample or the sample filtered by it can be expressed as rec [m, n].
  • the m or n may be a predetermined integer value. If the horizontal and vertical sizes of the current block are W and H respectively, the upper left sample position in the current block may be (0, 0). In this case, the relative position of the upper left reference sample closest to the upper left sample can be set to (-1, -1).
  • the reference sample may be constructed by selecting one or more reconstructed sample lines adjacent to the current block. For example, in FIG. 8, one of the plurality of restored sample lines may be selected to constitute a reference sample.
  • a particular line of the reconstructed sample line may be fixedly or adaptively selected.
  • a reference sample can be constructed by selecting one or more restored sample lines from a plurality of restored sample lines in FIG. 8, and combining the selected one or more restored sample lines.
  • the decoder may construct a reference sample according to Equation (3) below.
  • the decoder can construct a reference sample using weighted averages to which different weights are applied depending on the distance from the current block to the restored sample line.
  • a reference sample may be constructed using at least one of a mean value, a maximum value, a minimum value, an intermediate value, and a mode value of a plurality of restored samples based on at least one of a distance from a current block and an intra- have.
  • a reference sample can be constructed based on a change (change amount) of a value of a plurality of successive reconstruction samples.
  • a reference sample may be constructed based on at least one or more, such as whether the values of two consecutive restoration samples differ by more than a threshold value, whether the values of successive plural restoration samples change continuously or discontinuously.
  • ref [-1, -1] is determined as rec [-1, -1] 1, -1] by applying a weighted average to a predetermined weight.
  • two or more restored sample lines may be selected in FIG. 8 to constitute a reference sample.
  • the restoration sample line 1 and the restoration sample line 2 can be fixedly selected, or the reference lines can be selected from the restored sample line 1 to the restoration sample line 4 to constitute a reference sample.
  • two or more restored sample lines may be adaptively selected to constitute a reference sample.
  • one line may be fixedly selected and one or more lines may be adaptively selected to constitute a reference sample.
  • the fixedly selected line may be predefined in the encoder / decoder. If predefined, information on the permanently selected line may not be signaled to the decoder in the encoder.
  • the information on the adaptively selected line may be signaled in the form of an indicator or an index.
  • the adaptively selected line may be determined using at least one of coding parameters such as the size / type of a current block or a neighboring block, an intra prediction mode, and the like. In this case, the information necessary for selection may not be signaled.
  • the reference sample line may consist of one or more samples.
  • one reference sample line may be composed of a length equal to the width or length of the current block.
  • one reference sample line may be composed of a length corresponding to twice the width or length of the current block.
  • one reference sample line may be composed of a length corresponding to twice the width or length of the current block.
  • a single reference sample line can have a width of 1, 2, 3, ... It can consist of a length plus N samples. That is, the reference sample line may be composed of 2 * (W + H) + N, and N may be an integer of 1 or more.
  • the method of constructing the reference sample adjacent to the upper end of the current block and the method of constructing the reference sample adjacent to the left side may differ.
  • the number of reference sample lines at the top and the number of reference sample lines at the left can be configured differently.
  • one reference sample line adjacent to the top and one reference sample line adjacent to the left may be configured according to at least one of a horizontal or vertical size of the current block and an intra-picture prediction mode.
  • the length of the reference sample line at the top and the length of the reference sample line at the left can be configured differently.
  • the length may be configured differently according to at least one of a horizontal or vertical size of a current block and an intra prediction mode.
  • the length of the reference sample line may be different for each reference sample line.
  • the lengths of the restored sample line 2 to restored sample line 4 can be configured to be one or more samples longer than the restored sample line 1.
  • the length of the reference sample line may be different for each of the restored sample lines.
  • the reconstructed sample line n may be constructed as m samples longer or shorter than the reconstructed sample line n-1.
  • the reconstructed sample line n is configured to be longer than the reconstructed sample line n-1 by one sample.
  • information about whether to construct a reference sample using only the nearest reference sample line or a reference sample using a plurality of reference sample lines can be added / decoded.
  • the information may be added / decoded at a level of at least one of a sequence, a picture, a slice, a tile, a CTU, a CU, a PU, and a TU level.
  • information about the availability of a plurality of reference sample lines may be signaled at a higher level.
  • At least one of the number, position, and configuration method of the restoration sample lines used in the reference sample construction is whether or not the upper or left boundary of the current block corresponds to the boundary of at least one of a picture, a slice, a tile, and an encoded tree block (CTB) As shown in FIG.
  • CTB encoded tree block
  • the indicator value can be initialized to a predetermined value.
  • the predetermined value may be zero.
  • the decoder may determine Samples can be used to construct reference sample lines.
  • the upper boundary of the current block corresponds to at least one of a picture, a tile, a slice, and an encoded tree block (CTB) Can be configured.
  • CTB encoded tree block
  • the upper boundary of the current block is the upper boundary of the CTU, only one reference sample line may be configured, and in other cases, two or more reference sample lines may be formed. At this time, by using only one reference sample line at the upper boundary of the CTU, it is possible to reduce the line buffer for storing in the memory.
  • availability determination and reference sample padding of the block containing the reference sample may be performed. For example, if a block containing a reference sample is available, the corresponding reference sample can be used without padding. On the other hand, when the block including the reference sample is not available, it is possible to substitute the reference sample that is not available by padding the usable reference sample using the one or more available reference samples.
  • the reference sample may be determined not to be available.
  • CIP constrained intra prediction
  • FIG. 9 is a view for explaining a process of replacing a sample that is not available using the available sample.
  • the usable restored sample in the vicinity can be used to replace the unusable sample.
  • one or more available samples may be used to populate the unavailable sample if both available and unavailable samples are present at the same time, as shown in FIG.
  • the sample value of the unavailable sample can be replaced with the sample value of the available sample in a predetermined order.
  • the available sample used to replace the unavailable sample may be an available sample adjacent to the unavailable sample. In the absence of adjacent usable samples, the earliest or closest available sample may be used.
  • the alternative order of the unavailable samples may be, for example, from the bottom left to the top right. Or from the upper right to the lower left. Or in the top left corner and / or in the bottom left corner. Or an upper left corner at the upper left and / or lower left corner.
  • a combination of available samples can be used to fill.
  • an average or interpolated value of available samples located at either end of a sample that is not available may be used to fill the sample that is not available. That is, four of the first unavailable samples are filled with the value of 'a', and the next 13 unavailable samples are interpolated using the average of 'b' and 'c' or interpolation of 'b' and 'c' Can be filled.
  • thirteen unavailable samples may be replaced by any value between the sample values of the available samples b and c.
  • the unavailable samples can be replaced with different values.
  • a non-available sample can be replaced with a value close to the value of a as the available sample a becomes closer to the available sample a.
  • a non-available sample can be replaced with a value close to the value of b as it approaches the available sample b. That is, based on the distance from the unavailable sample to the available samples a and / or b, the value of the unavailable sample can be determined.
  • One or more of a plurality of methods including the above methods for the replacement of unavailable samples may optionally be applied.
  • An alternative method of the unused sample may be signaled by information included in the bitstream, or a method predetermined by an encoder and a decoder may be used.
  • alternate methods of unavailable samples can be derived by a predetermined method.
  • the method of substituting an unavailable sample can be selected based on the difference in the values of available samples a and b and / or the number of unavailable samples.
  • an alternative method of unavailable samples may be selected based on a comparison of the difference between the values of the two available samples and the threshold value, and / or a comparison of the number of unavailable samples with the threshold value. For example, if the difference between the values of the two available samples is greater than the threshold value, and / or the number of unavailable samples is greater than the threshold value, the unavailable samples may be replaced with different values.
  • the selection of an alternative method of the unavailable sample can be performed in a predetermined unit. For example, a method of substituting unused samples for at least one of a video, a sequence, a picture, a slice, a tile, an encoded tree unit, an encoding unit, a prediction unit, and a conversion unit may be selected. At this time, the selection of the alternative method of the unavailable sample may be based on the information signaled in the predetermined unit, or may be derived in the predetermined unit. Or a method predetermined by an encoder and a decoder may be applied.
  • padding can be performed without determining availability of a block including the reference sample. 8 when the position of the upper left corner sample of the current block is (0, 0), it is determined that the reference sample at the position where the x coordinate or the y coordinate is W + Lt; / RTI > of the reference sample.
  • a value of ref [W + H-1, -2] can be padded to a sample of ref [W + H, -2] without performing availability determination.
  • padding is performed with the value of ref [W + H-1, -3] without performing the availability determination on the samples of ref [W + H, -3] and ref [W + H + can do. That is, padding can be performed using the closest sample on the same sample line without performing the availability determination for the sample whose x coordinate or y coordinate is W + H or more.
  • reference sample padding may be performed as follows. For example, if ref [2 * W + 1] [- 1] is ref [2 * W] Lt; / RTI > [2 * H + 1] with the value of ref [-1] [2 * H] without performing the availability judgment on the reference sample of ref [-1] Lt; / RTI > That is, the padding can be performed using the closest sample on the same sample line without performing the availability determination for the samples whose x- or y-coordinate is W or H or higher, respectively.
  • (X, y) of the reference sample existing at the upper end of the current block is equal to or greater than W and less than W + H, when the position of the upper left corner sample of the current block is Padding may be performed.
  • the availability determination and padding may be performed on a reference sample existing at a position where the y coordinate of the reference block existing on the left side of the current block is equal to or higher than H and less than W + H.
  • a plurality of reference sample lines may be used. For example, if padding is performed on the first reference sample line adjacent to the current block, a second adjacent reference sample line may be used.
  • reference sample padding may be performed using Equation (4) below. That is, the weighted average of the plurality of sample values selected from the first reconstructed sample line and the second reconstructed sample line can be used to derive the sample value of the first reference sample line.
  • the selected restoration samples may be samples at the current sample position and / or at a position adjacent to the current sample.
  • filtering may be performed on one or more reference samples that are constructed.
  • the filtering for the reference sample may be adaptively performed based on at least one of the intra-picture prediction mode of the current block, the size of the current block, and the shape of the current block.
  • at least one of the filtering application type, the filter type, the filter strength, and the filter coefficient may be adaptively determined according to at least one of the intra-picture prediction mode of the current block, the size of the current block, and the shape of the current block.
  • whether to perform filtering on the reference sample can be determined according to the ratio of the width to the height of the current block in which the intra prediction is performed.
  • filtering on the reference samples may be performed.
  • the intra prediction mode value for the current block is equal to or greater than a predetermined value
  • filtering for the reference sample can be performed.
  • the predetermined value may be 2.
  • the filtering on the reference sample may be performed only when the intra prediction mode value for the current block is less than the first value.
  • the transverse length of the current block does not exceed a multiple of a predetermined value of the vertical length
  • filtering for the reference sample can be performed only when the intra-picture prediction mode value for the current block is less than the second value.
  • a multiple of the predetermined value may be 2, and a first value and a second value may be 8 and 12, respectively.
  • filtering on the reference samples may be performed.
  • the intra prediction mode value for the current block is less than or equal to a predetermined value
  • filtering for the reference sample can be performed.
  • the predetermined value may be 66.
  • the filtering on the reference samples can be performed only when the intra prediction mode value for the current block exceeds the first value.
  • filtering for the reference samples may be performed only if the intra prediction mode value for the current block exceeds a second value .
  • a multiple of the predetermined value may be 2, and a first value and a second value may be 56 and 60, respectively.
  • filtering may or may not be applied to each of a plurality of reference sample lines.
  • filtering may be applied to the first reference sample line adjacent to the current block, and filtering may not be applied to the second reference sample line.
  • filtering may be performed on the first reference sample line adjacent to the current block, and filtering may not be applied to the remaining reference sample lines.
  • At least one of a 3-tap filter, a 5-tap filter, a 7-tap filter, and an N-tap filter is selected according to at least one of the intra-picture prediction mode of the current block, the size of the current block, Filtering can be applied differently.
  • N may be a positive integer.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of some filter shapes used in the intra prediction method.
  • the applied filter shape may be selected differently depending on at least one of the intra-picture prediction mode of the current block, the size of the current block, and the shape of the current block. For example, at least one of the various filter shapes shown according to FIG. 10 may be selected.
  • the current block type can be determined and determined by comparing the length of the current block with the length of the current block. For example, at least one of the filter application type, the filter type, the filter strength, and the filter coefficient may be adaptively determined depending on whether the current block is a horizontally long rectangle or a vertically long rectangle. Or at least one of the filter application type, the filter type, the filter strength, and the filter coefficient may be adaptively determined depending on whether the current block is a square or a rectangle.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a reference sample constructing method according to the present invention.
  • the decoder may construct right and / or bottom reference samples in addition to the reference samples described above.
  • the decoder can construct the right and bottom reference samples using the reconstructed original samples after decoding.
  • the samples shown as Rec_R [K], Rec_B [L], and Rec_BR may be decoded original samples.
  • the reference samples not included in the Rec_R [K], Rec_B [L], and Rec_BR among the samples in the rightmost column and the lowermost row may be interpolated by at least one of the following methods.
  • K and L may be positive integers satisfying 0? K? H-1 and 0? L? W-1.
  • Rec_R [K], Rec_B [L], and Rec_BR in FIG. 11 can be used as reference sample values at corresponding positions.
  • the Ref_Right 1 [j] reference sample value in FIG. 11 may be set as an interpolation value between the Ref_Top [W-1] value and Rec_R [K] according to Equation 5 below.
  • the reference sample value of Ref_Right 2 [j] in FIG. 11 may be set as an interpolation value between Rec_R [K] and Rec_BR as shown in Equation (6) below.
  • the reference sample value of Ref_Bottom1 [i] in FIG. 11 may be set as an interpolation value between the value of Ref_h [H-1] and Rec_B [L] as shown in Equation 7 below.
  • each reference sample value may be set as an interpolation value between the value Rec_B [L] and Rec_BR as shown in Equation 8 below.
  • interpolation of each reference sample value may be performed according to one of linear interpolation and non-linear interpolation outside of the above-described manner.
  • the decoder may use the interpolation method described above to interpolate the right / bottom reference sample values of each subblock.
  • the decoder may also construct reference sample values using different interpolation methods for each of the subblocks.
  • the decoder may perform intra-picture prediction on the current block based on the derived intra-picture prediction mode and the reference sample.
  • Non-directional intra-picture prediction can be performed on the current block.
  • the non-directional intra-picture prediction mode may be at least one of a DC mode, a Planar mode, and an LM mode, for example.
  • prediction can be performed using an average value of one or more reference samples among the reference samples.
  • filtering may be applied to one or more prediction samples located at the boundary of the current block.
  • the DC prediction may be performed adaptively based on at least one of the size and shape of the current block.
  • the range of the reference sample used in the DC mode can be specified based on at least one of the size and the shape of the current block.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining intra-picture prediction according to the shape of a block.
  • DC prediction can be performed using the average value of the reference samples at the upper and left sides of the current block.
  • neighboring samples adjacent to the left or top of the current block may be selectively used. If the current block shape is rectangular as shown in FIG. 12B, the prediction can be performed using the average value of the reference samples adjacent to the longer side of the current block.
  • the size of the current block corresponds to a predetermined size or is included in a predetermined range
  • predetermined samples from the upper or left reference samples of the current block are selected and the DC prediction is performed using the average value of the selected samples .
  • the predetermined size may be a fixed size NxM pre-assigned to the encoder / decoder.
  • N and M are integers larger than 0, and N and M may be the same or different from each other.
  • the predetermined range may mean a threshold value for selecting a reference sample of the current block.
  • the threshold value may be implemented by at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the minimum value and / or the minimum value may be a fixed value predefined in the encoder / decoder, or may be a variable value encoded and signaled by the encoder.
  • DC prediction can be performed using one or more average values.
  • the current block is a square or a non-square block
  • at least one of a first average value using the upper reference sample and a second average value using the left reference sample may be used.
  • the DC prediction value of the current block may be the first average value or the second average value.
  • the DC prediction value of the current block may be a value obtained through weighted sum of the first average value and the second average value.
  • the weights for the first and second mean values may be 1: 1.
  • a shift operation may be used to calculate all DC values.
  • the above example can be applied to a case where the sum of the length, height, or width and height of the current block represented by the sample length is not a square of 2.
  • the method can be applied to both luma DC prediction and chroma DC prediction. Or luma DC prediction and chroma DC prediction.
  • the prediction may be performed based on either the length of the width or the length of the length. For example, a predicted value can be obtained by dividing the sum of the upper reference sample and the left reference sample by the length of the horizontal or vertical length of the current block, whichever is greater. At this time, the division using the value corresponding to the larger one can be performed by a shift operation.
  • DC prediction can be performed using a plurality of reference sample lines.
  • prediction can be performed using two reference sample lines as shown in Fig. 12 (c).
  • the average value of the reference samples included in the two reference sample lines may be determined as the DC prediction value of the current block.
  • different weights can be given to the reference samples of the first line adjacent to the current block and the reference samples of the second line, respectively.
  • a value obtained by applying a weighting value of 3: 1 to the reference sample of the first line and the reference sample value of the second line e.g., (3 * first line reference sample + second line reference sample + 2) >> 2), and determine an average value of these values as the DC prediction value of the current block.
  • a value of (1 * first line reference sample - second line reference sample) >> 1 may be determined, and an average value of these values may be determined as a DC prediction value of the current block.
  • the weight is not limited to the above example, and may be any weight.
  • the reference sample line adjacent to the current block can be given a relatively larger weight.
  • the number of reference sample lines that can be used is not limited to two, and three or more reference sample lines may be used.
  • the prediction can be performed by weighted sum considering the distance from the at least one reference sample according to the position of the in-picture predicted sample of the current block.
  • Filtering may be performed on reference samples or prediction samples of the current block. For example, after applying filtering to a reference sample, Planar prediction may be performed, and filtering may be applied to one or more prediction samples.
  • the sample to be filtered out of the prediction samples may be one, two, or N lines of the upper or left boundary in the current block.
  • a weighted sum of one or more reference samples may be used.
  • five reference samples can be used as shown in FIG. 12 (d).
  • the reference samples r [-1, -1], r [x, -1], r [-1, y], r [W, -1] , r [-1, H] may be used.
  • W and H may be the length of the current block and the length of the current block, respectively.
  • a prediction sample pred [x, y] can be generated using the following equation (9).
  • a, b, c, d, and e can represent weights.
  • N may be log 2 (a + b + c + d + e).
  • Planar prediction can be performed using a plurality of reference sample lines.
  • prediction can be performed using a weighted sum of two reference sample lines.
  • a weighted sum of reference samples included in two reference sample lines may be used.
  • a reference sample adjacent to the reference sample selected in the first reference sample line may be selected from the second reference sample line.
  • Planar prediction can be performed by weighting the selected reference samples, and the weights are as described in the DC prediction.
  • Directional intra-picture prediction can be performed on the current block.
  • the directional intra-frame prediction mode may be at least one of a horizontal mode, a vertical mode, and a mode having a predetermined angle, for example.
  • prediction can be performed using one or more reference samples existing on the horizontal / vertical line at the position of the intra-picture prediction target sample.
  • a mode having a predetermined angle can be predicted using one or more reference samples existing on and around a predetermined angle line at the position of the intra-picture prediction target sample.
  • the number of the reference samples used may be at least one of 2, 3, 4, 5, and 6.
  • prediction can be performed using an N-tap filter. Prediction can be performed by applying at least one of 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, and 6-tap filters. At this time, at least one of the reference samples may be located at the top of the current block, and the remainder may be located at the left of the current block. The reference samples located at the top of the current block or the reference samples located at the left may be located on the same line or may be located on different lines.
  • the intra-picture prediction based on the position information can be performed on the current block.
  • the position information can be added / decoded and the reconstructed sample block at the position can be guided to the in-picture prediction block of the current block.
  • a block similar to the current block may be searched by the decoder, and the found block may be led to an intra-frame prediction block of the current block.
  • Intra picture prediction between color components for the current block can be performed.
  • in-picture prediction of a chrominance component may be performed using the reconstructed luminance component of the current block.
  • the intra-picture prediction of the other chrominance components Cr can be performed using the reconstructed one chrominance component Cb.
  • the decoder performs the intra prediction based on at least one of the intra prediction mode of the current block or the size / shape of the current block, the number of reference sample lines, the number of interpolation filter taps, The prediction can be performed using at least one of the averaging methods differently.
  • 13 is a diagram for explaining a method of using two reference samples in the intra prediction method.
  • the number of reference sample lines used may be different according to the intra-picture prediction mode of the current block. For example, one reference sample line may be used if the intra-picture prediction mode of the current block is a non-directional mode such as a DC or Planar mode, and two reference sample lines may be used if the current block is a directional mode .
  • the number of reference sample lines used may vary depending on the size / type of the current block. For example, one reference sample line may be used when the size of the current block is smaller than a predetermined size, and two reference sample lines may be used when the size of the current block is larger than a predetermined size.
  • the number of reference sample lines used may be set differently if the boundary of the current block corresponds to a predetermined boundary. For example, if the upper boundary of the current block corresponds to at least one boundary of a picture, a slice, a tile, an encoded tree block (CTB), or a predetermined block size, one reference sample line is used for the top . As another example, if the left boundary of the current block corresponds to at least one boundary of a picture, a slice, a tile, an encoded tree block (CTB), or a predetermined block size, one reference sample line may be used for the left side .
  • CTB encoded tree block
  • the number of available reference sample lines may be set differently if the boundaries of the current block correspond to a predetermined boundary. That is, the number of available sample lines can be changed depending on whether the boundary of the current block corresponds to a predetermined boundary.
  • an indicator value for a reference sample when the upper boundary of the current block corresponds to at least one boundary of a picture, a slice, a tile, an encoded tree block (CTB), and a predetermined block size, an indicator value for a reference sample always has a predetermined value .
  • the number of available reference sample lines at this time can be one,
  • an available reference sample line May be three.
  • An interpolation filter may be applied in performing directional prediction.
  • the interpolation filter may have at least one tap number of 2-tap, 4-tap, 6-tap, and N-tap, and N may be a positive integer.
  • the interpolation filter may have one or more filter coefficient values per tap.
  • a 6-tap filter can be applied as shown in Equation 10 below.
  • a through f may be the filter coefficients of a 6-tap filter.
  • S00 to S05 may refer to each sample shown in Fig.
  • the sum of the filter coefficients may be at least one of 32, 64, 128, 256, 512, 1024, N, and each filter coefficient may be an integer value.
  • the g value may be a value corresponding to a power of 2 g of the sum of the filter coefficients. For example, if the sum of the filter coefficients is 1024, g may be 10.
  • the interpolation filter tap or coefficient value may be different according to the intra prediction mode.
  • a 4-tap filter may be applied when the intra prediction mode corresponds to a predetermined mode
  • a 2-tap filter may be applied when the intra prediction mode does not correspond to the predetermined mode
  • the filter coefficient value may be different based on the angle according to the intra prediction mode.
  • two filter types are available for 6-tap.
  • the filters used in this case may be referred to as a first filter and a second filter, respectively.
  • Each filter may have a filter coefficient value ⁇ a, b, c, d, e, f, where the filter coefficient value can be stored in a look-up table (LUT) format.
  • LUT look-up table
  • Table 1 shows an example of the filter coefficient values of the first filter and the second filter according to the position between the integer unit samples.
  • X-pel may indicate the position between c and d determined according to the intra prediction mode.
  • the interpolation filter tap or coefficient value used may be different.
  • a 2-tap filter may be applied when the horizontal or vertical size of the current block corresponds to a predetermined size
  • a 6-tap filter may be applied when the current block corresponds to another predetermined size
  • the 6-tap first filter when the horizontal or vertical size of the current block corresponds to a predetermined size, the 6-tap first filter is applied, and when the current block corresponds to another predetermined size, the 6-tap second filter may be applied have.
  • a 6-tap first filter is applied when a horizontal or vertical size of a current block corresponding to a reference sample region used in a directional prediction mode is equal to or smaller than 8.
  • a size of a 6-tap second filter is larger than 8, Can be applied.
  • the filter coefficient value may be adaptively selected and applied according to the horizontal or vertical size of the current block.
  • the interpolation filter tap or coefficient value used according to the reference sample line may be set differently.
  • a 6-tap filter may be applied if the reference sample line corresponds to the first line adjacent to the current block, and a 2-tap filter may be applied if the reference sample line corresponds to the second line.
  • a 6-tap interpolation filter can be performed using the samples S00 to S05 existing in the first line, and a sample S12
  • a 2-tap interpolation filter can be performed using S13 to S13.
  • the interpolation filter can have a two-dimensional shape.
  • an N-tap filter having the filter shape described with reference to FIG. 10 may be variously applied.
  • the decoder may use a reference sample that does not apply an interpolation filter. For example, in performing intra-prediction on a sample of the current block, if the reference sample corresponding to the directional mode exists at the integer position, the decoder can use the reference sample without applying the interpolation filter as it is .
  • At least one of a 3-tap, a 5-tap, and an N-tap filter may be applied to a reference sample to which the interpolation filter is not applied.
  • a ⁇ 1, 2, 1 ⁇ filter may be applied to the reference sample.
  • whether or not the filter is applied can be determined based on at least one of the intra-picture prediction mode, size, and type of the current block.
  • an interpolation filter or a weighted average may be applied to the predicted value by applying an interpolation filter in each reference sample line.
  • the prediction value can be derived according to the following equation (11).
  • the decoder may derive the predicted value S_P using a weighted average of S_F1 derived by applying an interpolation filter to the first reference sample line and S_F2 derived by applying an interpolation filter to the second reference sample line.
  • h and i may be weight values
  • padding can be performed when using a sample that is outside the constructed reference sample area. For example, when the directional prediction mode passes between reference samples S04 and S05 in Fig. 13, in applying a 6-tap filter to a reference sample, the decoder will paddle two samples out of the right with a reference sample S05 A post-interpolation filter can be applied.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining a reference sample reconstruction method.
  • the reference sample can be reconstructed according to the directional prediction mode.
  • the directional prediction mode is a mode using all of the reference samples existing at the left and top
  • a one-dimensional arrangement for the left or top can be reconstructed using left and / or top reference samples.
  • a one-dimensional array of upper reference samples can be constructed using one or more of the reference samples present on the left side.
  • the sample used to construct the upper reference sample among the left reference samples may vary depending on the directional mode.
  • the upper reference sample can be reconstructed by moving the left reference sample.
  • an upper reference sample may be reconstructed using interpolation of one or more left reference samples.
  • 15 is a diagram for explaining an intra-picture prediction method in a DC mode according to the present invention.
  • the non-directional intra-picture prediction mode may be at least one of a DC mode and a Planar mode.
  • the DC mode prediction can be performed according to Equation (12) below.
  • the DC mode prediction of the current block may be performed using an average value of one or more reference samples of the top and left reference samples composed of adjacent reconstructed samples and / or right and bottom reference samples constructed through original sample decoding and interpolation.
  • the average () below can be an operator that averages integers.
  • the DC mode prediction method according to the present invention can be performed according to at least one of the following examples based on at least one of the size and type of the current block.
  • w1, w2, w3, w4, w5 in Equation (12) may have different values.
  • a weighting considering a distance from one or more reference samples among the upper reference sample, the left reference sample, the lower reference sample, and the right reference sample constructed according to the position (x, y) Prediction can be performed using a weighted sum.
  • Planar mode prediction can be performed according to the following equation (13). Planar mode prediction can be performed using the weighted sum of the upper reference pixel, the left reference pixel, the lower reference pixel, and the right reference pixel value at the predicted value at each pixel position constituting the prediction block. At this time, predicted sample values of the rightmost column and / or the bottommost row of the current block can be respectively composed of right and / or bottom reference sample values composed of values obtained by decoding the original samples and interpolated values.
  • 16 to 18 are diagrams for explaining an intra prediction method in a directional mode according to the present invention.
  • the directional prediction mode may be at least one of a horizontal mode, a vertical mode, and a mode having a predetermined angle.
  • bidirectional prediction can be performed using two reference sample values at both ends of each direction.
  • the angle of the directional prediction may mean all directions within 360 degrees as shown in FIG.
  • the number of bi-directional prediction modes may be N, and N may mean a positive integer.
  • the predicted sample value of the rightmost row of the current block and the predicted sample value of the lowermost row of the current block can be configured first with the right and / or bottom reference sample values composed of the value obtained by decoding the original sample and the interpolated values.
  • the sample indicated by rhombus may be a predicted sample Pred (x, y) at a specific position, and a sample indicated by a circle may be a reference sample Ref1 And Ref2.
  • Ref1 and Ref2 may each be one of the upper, left, right or bottom reference samples.
  • 17 (a) shows the case where the reference sample for the prediction object sample is the left and top reference sample
  • FIG. 17 (b) shows the case where the reference sample for the prediction object sample is the lower and upper reference sample
  • W1 and W2 may mean the distance between the reference sample Ref1 or Ref2 used for bidirectional prediction.
  • W1 and W2 can be obtained by the following method.
  • the distance W1 between Pred (x, y) and Ref1 can be found as sqrt ⁇ (x-k) 2 + (y + 1) 2 ⁇ .
  • the distance W1 between Pred (x, y) and Ref1 can be calculated as abs (x-k) + (y + 1).
  • the distance W1 between Pred (x, y) and Ref1 can be found as max ⁇ abs (x-k), (y + 1) ⁇ .
  • the distance W2 between Pred (x, y) and Ref2 can be found as sqrt ⁇ (x + 1) 2 + (y-l) 2 ⁇ .
  • the distance W2 between Pred (x, y) and Ref2 can be obtained as (x + 1) + abs (y-l).
  • the distance W2 between Pred (x, y) and Ref2 can be found as max ⁇ (x + 1), abs (y-l) ⁇ .
  • Bidirectional prediction in the directional mode can be performed as Equation (14) below.
  • w_ref1 and w_ref2 may be weights proportional to the distance (W1) between the predicted sample and Ref1 and the distance (W2) between the predicted sample and Ref2, respectively.
  • w_ref1 and w_ref2 may be weights that are inversely proportional to the distance between the predicted sample and Ref1 and the distance between the predicted sample and Ref2, respectively.
  • w_ref1_type and w_ref2_type may be weight values related to whether they are reference samples located in upper / left reference samples composed of samples restored from Ref1 or Ref2, or reference samples located in lower / right reference samples composed of interpolation.
  • w_ref1, w_ref2, w_ref1_type, and w_ref2_type can be determined by one or more of the following methods.
  • C can be any constant.
  • C1 and C2 can be arbitrary constants.
  • C may be an arbitrary constant.
  • C may be an arbitrary constant.
  • C1 and C2 can be arbitrary constants.
  • 19 is a diagram for explaining an intra prediction method using an overlap predictor according to the present invention.
  • the decoder can perform in-picture prediction using the overlap predictor for the current block.
  • the intra-picture prediction mode mode_CB of the current block may be one of the following.
  • mode_CB may be defined as one of N intra prediction modes.
  • the mode_CB is the smallest in terms of the cost function considering at least one of the N intra-picture prediction modes, the residual signal between the predictor generated in each intra-picture prediction mode and the current block, And can be set to a mode having a cost.
  • K modes adjacent to Mode_CB can be defined as mode_NB adjacent mode of mode_CB.
  • K adjacent modes may mean one or more of mode_CB + 1 to mode_CB + K1 and mode_CB - 1 to mode_CB - K2.
  • the overlap predictor Pred_combined may be derived according to the following equation (15). Specifically, the overlap predictor can be derived through a weighted sum of predictors Pred_mode_CB created using mode_CB and predictor Pred_mode_NGB created using mode_NGB.
  • the decoder determines mode_CB and mode_NGB for the current block, and can derive Pred_mode_CB and Pred_mode_NGB based on this.
  • the decoder can derive Pred_combined through the weighted sum of derived Pred_mode_CB and Pred_mode_NGB.
  • the decoder can compare cost_CB and cost_combined.
  • the flag_combined value may be a first value.
  • the flag_combined value at this time may be a second value. Where the first value and the second value may be 0 and 1 or 1 and 0, respectively.
  • the index information can be entropy encoded / decoded by the encoder and the decoder.
  • 20 is a diagram for explaining a template that can be used in the intra prediction method using a superimposing predictor.
  • the encoder transmits a superposed predictor flag (flag_combined), wherein the index can be derived by a decoder.
  • the encoder may designate the restored pixel region adjacent to the current block as a template, and use a cost function or a cost value between the template and the restored region.
  • the cost function or cost may be one of SAD, SSE, SATD, MSE, and the like.
  • the template may be N rows adjacent to the top row of the current block, M rows adjacent to the leftmost row of the current block.
  • the N rows and M columns may be defined as an upper template and a left template, respectively.
  • N and M may be values that vary depending on W, H. Specifically, N and / or M can be determined according to the following method.
  • N and / or M may be a predetermined positive integer that is determined regardless of the W and / or H value.
  • W > H N and M may be positive integers satisfying N ⁇ M.
  • W ⁇ H N and M may be positive integers satisfying N > M.
  • the cost_TMP_CB between the template reference sample shown in FIG. 20 and the restoration sample of the area such as the predictor Pred_TMP constructed in the template area using the mode_CB can be calculated.
  • the encoder can signal signal by setting the flag_number value to the first value.
  • the encoder sets the flag_number value to the second value and signals it.
  • the encoder can calculate the cost_TMP_CB value by applying different weights to the respective columns of the upper template and / or the left template according to mode_CB.
  • the weight can be determined according to the following method.
  • the same weight can be applied to both the left template and the upper template.
  • the weight of the left template may be set to be larger than the weight of the upper template.
  • the upper template weight may be set to be larger than the weight of the left template.
  • the upper template weights and the left template weights can be set to be the same.
  • the template used for calculating the cost_TMP_CB may be set to be different according to mode_CB.
  • the template used for cost_TMP_CB can be determined according to the following method.
  • both the left template and the top template can be used for cost_TMP_CB calculation.
  • the left template can be used for cost_TMP_CB calculation.
  • the top template can be used for cost_TMP_CB calculation.
  • the upper template and the left template can be used for cost_TMP_CB calculation.
  • the decoder can derive an adjacent mode indicator index necessary for intra-picture prediction using the overlap predictor.
  • the decoder can compare the cost_TMP_NB value calculated from mode_CB and the cost_TMP_NGB value calculated from mode_NGB, which is one mode of K adjacent modes. At this time, the decoder can compare the cost_TMP_NGB of the mode_NGB having the smallest cost among the plurality of mode_NGBs to the cost_TMP_CB value finally.
  • the decoder can perform intra prediction using the superposition predictor according to Equation (15).
  • C may be an arbitrary constant.
  • the C value may be zero.
  • the decoder can perform intra prediction using Pred_mode_CB made of mode_CB.
  • the weight may be differently applied according to at least one of an encoding mode, an intra prediction mode, an inter prediction mode, a size / type of a current block, and a predicted sample position.
  • the intra prediction mode is a non-directional mode such as DC or Planar
  • a weight corresponding to 1/2 can be applied to the intra prediction sample and the inter prediction sample, respectively. That is, the ratio of the weights applied to the intra-frame prediction mode to the inter-frame prediction mode may be 1: 1.
  • the weight value for the intra prediction sample may decrease as the distance from the upper reference sample increases.
  • the weight value for the inter prediction sample may increase as the distance from the upper reference sample increases. That is, when the in-picture prediction mode is the vertical mode, the larger the y-axis value of the current block, the smaller the weight value for the intra prediction sample and the larger the weight value for the inter prediction sample.
  • the intra-picture prediction mode is the vertical mode, it may mean that the value of the intra-picture prediction mode is 50.
  • the weight value for the intra-frame prediction sample may decrease as the distance from the left reference sample increases.
  • the weight value for the inter prediction sample may increase as the distance from the upper reference sample increases. That is, when the in-picture prediction mode is the horizontal mode, the larger the y-axis value of the current block, the smaller the weight value for the intra prediction sample and the larger the weight value for the inter prediction sample.
  • the intra-picture prediction mode is the vertical mode
  • the sum of the weight values applied to the intra-frame prediction samples and the weight values applied to the inter-frame prediction samples may be 2 squares (e.g., 4, 8, 16, 32).
  • w1 is a weight for intra prediction mode
  • w2 is weight for inter prediction mode
  • N may be 3.
  • a weight corresponding to 1/2 (ratio of 1: 1) can be applied to the intra-prediction sample and the inter-prediction sample, respectively. For example, if the size of the current block is less than 4, the weighting ratio may be determined as 1: 1.
  • the intra prediction mode may be fixed or signaled to at least one of a DC mode and a Planar mode. Or an MPM candidate mode, and may determine the intra prediction mode by signaling an MPM index.
  • the MPM candidate mode may be derived using an intra prediction mode of a neighboring block and the mode of the neighboring block may be changed to a predetermined representative mode. For example, when the intra-picture prediction mode of the neighboring block is the directional mode in the vertical direction, the mode is changed to the vertical mode, and in the horizontal direction, the mode can be changed to the horizontal mode.
  • the inter picture prediction mode may be at least one of a skip mode, a merge mode, and an AMVP mode. That is, when the inter-picture prediction mode of the current block is the merge mode, the prediction of the current block is performed by weighting sum of predicted values predicted using the motion information corresponding to the merge index and predicted values using the DC or Planar mode, Can be performed.
  • 21 is a diagram for explaining a directional mode of the intra prediction mode
  • FIG. 21 shows a mode in which the intra prediction mode is classified into several modes.
  • the intra-picture prediction mode in the horizontal direction is HOR_MODE
  • the intra-picture prediction mode in the vertical direction is VER_MODE
  • the intra-picture prediction mode in the lower right direction and the intra-picture prediction mode are DIA_MODE, UR_MODE, Can be classified into DL_MODE.
  • the decoder can perform interpolation prediction using a plurality of reference sample lines according to one of the following methods, according to the intra-picture prediction mode CUR_MODE of the current block.
  • HOR_MODE may mean an intra prediction mode in which the intra-frame prediction angle is parallel to the x-axis.
  • VER_MODE may refer to an intra-picture prediction mode in which the intra-picture prediction angle is parallel to the y-axis.
  • DIA_MODE may refer to a prediction mode in which the intra-frame prediction angle has a 45-degree angle to the upper left with respect to the x-axis.
  • UR_MODE may refer to a prediction mode in which the angle of the intra prediction is a 45-degree angle to the lower left with respect to the x-axis.
  • DL_MODE may mean a prediction mode in which the angle of the intra prediction is 45 degrees to the upper right of the x axis.
  • DC_MODE may denote a prediction mode according to the DC mode
  • PLANAR_MODE may denote a prediction mode according to a planar prediction.
  • 22 to 25 are diagrams for explaining a method of performing interpolation prediction using a reference sample line according to the present invention.
  • FIG. 22 shows an embodiment for performing interpolation prediction using a plurality of reference sample lines when CUR_MODE ⁇ HOR_MODE is satisfied.
  • Fig. 23 shows an embodiment for performing interpolation prediction using a plurality of reference sample lines when HOR_MODE ⁇ CUR_MODE ⁇ DIA_MODE is satisfied.
  • Fig. 24 shows an embodiment for performing interpolation prediction using a plurality of reference sample lines when DIA_MODE ⁇ CUR_MODE ⁇ VER_MODE is satisfied.
  • Fig. 25 shows an embodiment for performing interpolation prediction using a plurality of reference sample lines when CUR_MODE> VER_MODE is satisfied.
  • the decoder can perform intra prediction by weighting sum of integer reference samples located in each reference sample line without performing interpolation .
  • L_pred denotes a prediction direction corresponding to CUR_MODE
  • (R_0, N-1), (R_0, N) and (R_0, N + 1) (R_-1, N) and (R_-1, N + 1) refer to three consecutive reference samples on the second reference sample line used for interpolation May refer to three consecutive reference samples.
  • R_frac_bottom means the intersection of the first reference sample line and L_pred
  • R_frac_top can refer to the intersection (integer or decimal point) of the second reference sample line and L_pred.
  • R_frac_bottom and R_frac_top may all represent positions corresponding to integer or decimal point positions.
  • a sub-pixel at the same y coordinate position as R_frac_bottom on the second reference sample line is defined as R_vir_top
  • a sub-pixel located at the same y coordinate position as R_frac_top on the first reference sample line is defined as R_vir_bottom.
  • the distance from R_0, N-1 to R_vir_bottom may be defined as d1, and the distance from R_0, N to R_frac_bottom may be defined as d2.
  • the distance from R_frac_bottom to R_vrac_bottom can be defined as d1
  • the distance from (R_0, N) to R_vir_bottom can be defined as d2.
  • the intermediate point between R_frac_bottom and R_frac_top can be defined as V_intp_C
  • a straight line orthogonal to L_pred can be defined as L_pred_perpend through V_intp_C.
  • the intersection of the straight line connecting R_frac_bottom and R_vir_top and L_pred_perpend can be defined as V_intp_R in FIG. 22 and V_intp_L in FIG. 23, respectively.
  • the intersection of the straight line connecting R_vir_bottom and R_frac_top and L_pred_perpend can be defined as V_intp_L in FIG. 22 and V_intp_R in FIG. 23, respectively.
  • the shortest distance between the horizontal straight line passing through V_intp_C and V_intp_L or V_intp_R can be defined as a delta (DELTA).
  • L_pred denotes a prediction direction corresponding to CUR_MODE
  • (R_N-1,0), (R_N, 0) and (R_N + 1,0) (R_N-1, -1), (R_N, -1) and (R_N + 1, -1) refer to consecutive three reference samples on the second reference sample line used for interpolation Quot; reference " samples.
  • R_frac_bottom means the intersection of the first reference sample line and L_pred
  • R_frac_top can refer to the intersection of the second reference sample line and L_pred.
  • R_frac_bottom and R_frac_top may all represent positions corresponding to integer or decimal point positions.
  • a sub-pixel at the same x-coordinate position as R_frac_bottom on the second reference sample line is defined as R_vir_top
  • a sub-pixel located at the same x-coordinate position as R_frac_top on the first reference sample line is defined as R_vir_bottom.
  • R_vir_bottom the distance from R_vir_bottom to R_vir_bottom may be defined as d1
  • the distance from R_N_0 to R_frac_bottom may be defined as d2.
  • R_N-1,0, To R_frac_bottom is d1
  • the distance from (R_N, 0) to R_vir_bottom is defined as d2.
  • the intermediate point between R_frac_bottom and R_frac_top can be defined as V_intp_C
  • a straight line orthogonal to L_pred can be defined as L_pred_perpend through V_intp_C.
  • the intersection of the straight line connecting R_frac_bottom and R_vir_top and L_pred_perpend can be defined as V_intp_R in FIG. 24 and V_intp_L in FIG.
  • the intersection of a straight line connecting R_vir_bottom and R_frac_top and L_pred_perpend can be defined as V_intp_L in FIG. 24 and V_intp_R in FIG. 25, respectively.
  • the shortest distance between the horizontal straight line passing through V_intp_C and V_intp_L or V_intp_R can be defined as a delta (DELTA).
  • R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, and R_vir_top in FIG. 22 can be derived according to the following equation (16).
  • R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, and R_vir_top can be obtained according to the following equation (17).
  • R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, and R_vir_top may be derived according to the following equation (18).
  • R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, and R_vir_top may be derived according to the following equation (19).
  • V_intp_L, V_intp_R, and V_intp_C may be derived according to the following equation (21).
  • V_intp_L, V_intp_R, and V_intp_C can be derived according to the following equation (22).
  • F1, F2 and F3 may mean interpolation of a sub-pixel of 1 / F'-pel and F1, F2 and F3 may be exponential powers of 2.
  • F1, F2, F3 may be one of 2, 4, 8, 16, 32, 64, 2 ⁇ n.
  • the final interpolation value V_intp can be derived according to the following equation (23).
  • V_intp may be derived through a weighted sum of V_intp_C, V_intp_L, and V_intp_R.
  • W_C, W_L, and W_R may be weights of respective values
  • WC + WL + WR may be an exponent of 2.
  • Another embodiment for performing interpolation prediction using two reference sample lines may be extended to an embodiment that performs interpolation prediction using N reference sample lines in the same manner. That is, the above-described embodiment can be applied to an embodiment in which interpolation prediction is performed using two or more reference sample lines.
  • the order of applying the embodiment may be different between the encoder and the decoder, and the order of applying the embodiment may be the same in the encoder and the decoder.
  • the embodiment can be performed for each of the luminance and chrominance signals, and the embodiments of the luminance and chrominance signals can be performed in the same manner.
  • the shape of the block to which the embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • the embodiments of the present invention can be applied to at least one of a size of at least one of an encoding block, a prediction block, a transform block, a block, a current block, an encoding unit, a prediction unit, a conversion unit,
  • the size may be defined as a minimum size and / or a maximum size for applying the embodiments, or may be defined as a fixed size to which the embodiment is applied.
  • the first embodiment may be applied to the first embodiment at the first size
  • the second embodiment may be applied at the second size. That is, the embodiments can be applied in combination according to the size.
  • the above embodiments of the present invention may be applied only when the minimum size is larger than the maximum size. That is, the embodiments may be applied only when the block size is within a certain range.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 8x8 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 4x4.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or less.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the embodiments of the present invention may be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier may be signaled to identify the temporal hierarchy to which the embodiments are applicable and the embodiments may be applied to the temporal hierarchy specified by the identifier.
  • the identifier may be defined as a lowest hierarchical layer and / or a highest hierarchical layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific hierarchical layer to which the embodiment is applied.
  • a fixed temporal layer to which the above embodiment is applied may be defined.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer identifier of the current image is 1 or more.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • the slice type to which the embodiments of the present invention are applied is defined and the embodiments of the present invention can be applied according to the slice type.
  • a motion vector is divided into a 16-pel unit, an 8-pel unit, a 4-pel unit, an integer-pel unit, (1/8-pel), 1/16-pixel (1/16-pel)
  • the embodiments of the present invention can also be applied to the case of having at least one of a 1/32-pel unit and a 1/64-pel unit.
  • the motion vector may be selectively used for each pixel unit.
  • the embodiments of the present invention described above can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known and used by those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.
  • the present invention can be used to encode / decode an image.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 현재 블록의 최우측 열(the rightmost column) 및 최하단 행(the bottom row)에 존재하는 적어도 하나의 원본 샘플을 복호화하는 단계, 상기 복호화된 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계 및 상기 구성된 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함 할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체에 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 데이터 량이 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 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 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.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 우측 및/또는 하단 참조 샘플을 이용한 화면 내 예측을 이용하여 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 현재 블록의 최우측 열(the rightmost column) 및 최하단 행(the bottom row)에 존재하는 적어도 하나의 원본 샘플을 복호화하는 단계, 상기 복호화된 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계 및 상기 구성된 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함 할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 원본 샘플이 최우측 열에 포함되는 경우, 상기 원본 샘플은, 상기 최우측 열의 상단의 참조 샘플 및 상기 원본 샘플에 대응되는 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 이용하여 복호화 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 원본 샘플이 최하단 행에 포함되는 경우, 상기 원본 샘플은, 상기 최하단 행의 좌측의 참조 샘플 및 상기 원본 샘플에 대응되는 상기 현재 블록에 대한 상단 참조 샘플을 이용하여 복호화 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 참조 샘플을 구성하는 단계는, 상기 복호화된 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 최하단 행 및 최우측 열에 포함되는 샘플들에 대한 보간을 수행하는 단계를 포함 할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측 모드가 DC 모드인 경우, 상기 DC 모드에 사용되는 평균 값은, 상단 참조 샘플 값들의 합, 좌측 참조 샘플 값들의 합, 우측 참조 샘플 값 들의 합 및 하단 참조 샘플 값들의 합 각각에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 이용하여 유도 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측 모드가 Planar 모드인 경우, 상기 화면 내 예측은, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따른 상단 참조 샘플, 좌측 참조 샘플, 하단 참조 샘플 및 우측 참조 샘플 중 적어도 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합을 이용하여 수행 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측 모드가 방향성 예측 모드인 경우, 상기 화면 내 예측은, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치 및 화면 내 예측 모드 각도에 따라 결정되는 제 1 참조 샘플 및 제 2 참조 샘플을 이용하여 수행 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측은, 상기 제 1 참조 샘플과 상기 예측 대상 샘플 간의 거리인 제 1 거리 및 상기 제 2 참조 샘플과 상기 예측 대상 샘플 간의 거리인 제 2 거리에 따라 결정되는, 제 1 가중치 및 제 2 가중치를 이용하여 수행 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측의 결과 값은, 아래의 수학식 1을 만족하되,
[수학식 1]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000001
여기서, P_red_c(x,y)는 (x,y) 샘플의 예측 값을 나타내고, w_ref1 및 w_ref2는 각각 상기 제 1 가중치 및 상기 제 2 가중치를 나타내고, w1 및 w2는 각각 상기 제 1 거리 및 상기 제 2 거리를 나태나고, ref1과 ref2는 각각 상기 제 1 참조 샘플과 상기 제 2 참조 샘플의 샘플 값을 나타내고, w_ref1_type 및 w_ref2_type은 각각 상기 제 1 참조 샘플과 상기 제 2 참조 샘플이 상기 상단 참조 샘플, 상기 좌측 참조 샘플, 상기 우측 참조 샘플 및 상기 하단 참조 샘플 중 어느 샘플에 포함되는지와 관련하여 결정되는 가중치를 나타 낼 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측을 수행하는 단계는, 상기 화면 내 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과와 상기 화면 내 예측 모드에 인접한 인접 화면 내 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과의 가중합을 통해 유도되는 중첩 예측자를 통해 수행 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 인접 화면 예측 내 예측 모드는, 상기 중첩 예측자를 통한 화면 내 예측이 수행되는지 여부를 지시하는 중첩 예측자 플래그와 상기 인접 화면 예측 내 모드를 지시하는 인덱스(index)에 따라 결정 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 중첩 예측자를 통한 화면 내 예측이 수행되는지 여부는, 상기 화면 내 예측 모드를 이용한 화면 내 예측 비용(cost)와 상기 중첩 예측자를 통한 화면 내 예측 비용을 비교하여 결정 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 화면 내 예측을 수행하는 단계는, 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 및 상기 현재 블록에 대한 화면 간 예측의 중첩 예측을 통해 수행되되, 상기 중첩 예측은, 상기 화면 내 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과와 화면 간 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과의 가중합을 통해 수행 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 중첩 예측에 사용되는 가중치는, 상기 화면 내 예측 모드 또는 상기 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 따라 결정 될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 현재 블록의 최우측 열(the rightmost column) 및 최하단 행(the bottom row)에 존재하는 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계, 상기 적어도 하나의 원본 샘플을 부호화 하는 단계 및 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함 할 수 있다.
본 발명에 비일시적 저장매체는, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계, 현재 블록의 최우측 열(the rightmost column) 및 최하단 행(the bottom row)에 존재하는 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계, 상기 적어도 하나의 원본 샘플을 부호화 하는 단계 및 상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 포함 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 화면 내 예측을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명은 우측 및/또는 하단 참조 샘플을 이용한 화면 내 예측을 이용하여 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 보호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 화면 내 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 원본 샘플 예측 부/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 원본 샘플 예측 부/복호화 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 8은 복수의 복원 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 가용한 샘플을 이용하여 가용하지 않은 샘플을 대체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 화면 내 예측 방법에 사용되는 몇몇 필터 모양의 예시를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 참조 샘플 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 화면 내 예측 방법에서 2개의 참조 샘플을 사용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 참조 샘플 재구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른, DC 모드에서의 화면 내 예측 방법 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16 내지 도 18은 본 발명에 따른, 방향성 모드에서의 화면 내 예측 방법 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른, 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측 방법 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측 방법에서 이용될 수 있는 템플릿(template)을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 화면 내 예측 모드의 방향성 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 내지 도 25는 본 발명에 따른, 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
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. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 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.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 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 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 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 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 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 발명에서, "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. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 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.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향/양예측/양방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 보호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 보호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 보호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 중심으로부터 외곽으로의 화살표들은 화면 내 예측 모드들의 예측 방향들을 나타낼 수 있다.
화면 내 부호화 및/또는 복호화는 현재 블록의 주변 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록일 수 있다. 예를 들면, 화면 내 부호화 및/또는 복호화는 복원된 주변 블록이 포함하는 참조 샘플의 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측의 수행의 결과로 생성된 블록을 의미할 수 있다. 예측 블록은 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 예측 블록의 단위는 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 크기일 수 있다. 예측 블록은 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 또는 64x64 등의 크기를 갖는 정사각형의 형태의 블록일 수 있고, 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 및 8x16 등의 크기를 갖는 직사각형 모양의 블록일 수도 있다.
화면 내 예측은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드에 따라 수행될 수 있다. 현재 블록이 가질 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 기정의된 고정된 값일 수 있으며, 예측 블록의 속성에 따라 다르게 결정된 값일 수 있다. 예를 들면, 예측 블록의 속성은 예측 블록의 크기 및 예측 블록의 형태 등을 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 또는, 예를 들면, 화면 내 예측 모드의 개수는 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, 또는 67 등일 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기 및/또는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 색 성분이 휘도(luma) 신호인지 아니면 색차(chroma) 신호인지에 따라 화면 내 예측 모드의 개수가 다를 수 있다. 예컨대, 블록의 크기가 커질수록 화면 내 예측 모드의 개수는 많아질 수 있다. 또는 휘도 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수는 색차 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수보다 많을 수 있다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 플래너(Planar) 모드일 수 있으며, 방향성 모드(angular mode)는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드일 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도, 모드 방향 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 M개 일 수 있다.
현재 블록을 화면 내 예측하기 위해 복원된 주변 블록에 포함되는 샘플들이 현재 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플이 존재할 경우, 복원된 주변 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나의 샘플 값을 복사 및/또는 보간한 값을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플의 샘플 값으로 대체한 후, 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다.
플래너 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 대상 샘플의 예측 블록 내 위치에 따라, 현재 샘플의 상단 및 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 및 좌하단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 예측 대상 샘플의 샘플값을 생성할 수 있다. 또한, DC 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플들의 평균 값을 이용할 수 있다. 또한, 방향성 모드의 경우 현재 블록의 상단, 좌측, 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간을 수행 할 수도 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 주변에 존재하는 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측하여 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있다. 또한, 복수 개의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드에 대한 지시자 정보를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 엔트로피 부호화/복호화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 화면 내 예측 방법에 대해 도면과 함께 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 화면 내 예측 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 개시되는 화면 내 예측 방법은, 부호화 장치(100) 또는 복호화 장치(200)에 의해 수행 될 수 있다. 현재 블록에 대한 화면 내 예측은 방법은, 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계(S510), 참조 샘플 구성을 위해 윈본 샘플을 부호화 또는 복호화 하는 단계(S520), 화면 내 예측을 위한 참조 샘플을 구성하는 단계(S530) 및 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계(S540)를 포함 할 수 있다.
단계 S510에서, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측 모드는 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법, 비트스트림으로부터 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 엔트로피 부/복호화하는 방법, 주변 블록의 부호화 파라미터를 이용하는 방법 또는 색 성분의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법을 이용하여 유도될 수 있다. 상기 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하는 방법에 따르면, 주변 블록의 화면 내 예측 모드, 주변 블록의 하나 이상의 화면 내 예측 모드의 조합 및 하나 이상의 MPM을 이용하여 유도된 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 유도될 수 있다.
단계 S520에서, 참조 샘플 구성을 위한 원본 샘플의 부호화 또는 복호화가 수행 될 수 있다. 원본 샘플의 부호화 또는 복호화 단계는, 원본 샘플의 위치 및/또는 개수를 결정하는 단계 및/또는 결정된 원본 샘플을 부호화 또는 복호화 하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 원본 샘플의 부호화 또는 복호화 단계는, 현재 블록의 우측 참조 샘플 및/또는 하단 참조 샘플의 구성을 위해 수행 될 수 있다.
단계 S530에서, 현재 블록의 화면 내 예측을 위한 참조 샘플이 구성 될 수 있다. 참조 샘플을 구성하는 단계는, 사방 참조 샘플을 구성하는 단계 및/또는 참조 샘플에 대한 필터링을 수행하는 단계를 포함 할 수 있다. 단계 S530에서, 참조 샘플의 선택, 참조 샘플의 패딩이 추가로 수행 될 수 있다.
단계 S540에서, DC 모드 예측, Planar 모드 예측, Bi-angular prediction을 이용한 방향성 예측 및 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측 중 적어도 하나 이상을 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 내 예측이 수행 될 수 있다.
아래에서, 편의상 복호화기가 화면 내 예측을 수행하는 실시예를 설명하나, 부호화기가 대응되는 방법을 통해 본 발명에 따른 발명을 실시 할 수 있음은 물론이며, 본 발명의 권리 범위가 복호화기의 동작에 한정되는 것은 아니다.
이하, 화면 내 예측을 위하여 원본 샘플 중 일부를 부호화 또는 복호화 하는 방법에 대해서 자세히 설명한다.
도 6은 원본 샘플 예측 부/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 (a) 내지 (d)는 가로의 길이가 W, 세로의 길이가 H인 현재 블록에 화면 내 예측을 수행하기 위해, 원본 샘플을 복호화 하는 예를 도시한다. 복호화기는 상단 참조 샘플 및/또는 좌측 참조 샘플을 이용하여, 원본 샘플의 최우측 열(the rightmost column)에 존재하는 참조 샘플 및/또는 최하단 행(the bottom most row)에 존재하는 원본 샘플을 예측하고, 예측에 따라 발생되는 잔차 신호를 엔트로피 복호화 할 수 있다. 아래의 설명에서, 원본 샘플 블록과 현재 블록은 동일한 의미로 사용될 수 있다.
예를 들어, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 복호화기는 최우측 열의 H개의 원본 샘플 및/또는 최하단 행의 W개의 원본 샘플을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 복호화기는 최우측 열 중 K개 원본 샘플 및/또는 최하단 행의 L개 개의 원본 샘플을 예측 부호화/복호화 할 수 있다. 여기서 K는 K<=H를 만족하는 양의 정수이고, L은 L<=W을 만족 하는 양의 정수 일 수 있다.
도 6에서 Ref_상단[x]는 상단 참조 샘플의 집합을 나타내고, Ref_좌측[y]는 좌측 참조 샘플의 집합을 나타낸다. 또한, Org_하단[x]과 Org_우측[y]는 각각 원본 샘플의 최하단 행과 최우측 열에 존재 할 수 있는, 각각의 복호화된 원본 샘플의 집합을 나타낸다. 여기서 x는 0<=x<=W-1을 만족하는 양의 정수이고, y는 0<=y<=H-1을 만족하는 양의 정수 일 수 있다.
일 예로, K가 4인 경우, 복호화기에 의해 복호화 되는 원본 샘플의 위치는 Org_우측[H*(1/4) - 1], Org_우측[H*(2/4) - 1], Org_우측[H*(3/4) - 1], Org우측_[H - 1] 일 수 있다. 다른 예로, K가 2일 경우, 복호화기에 의해 복호화 되는 원본 샘플의 위치는 Org_우측[H*(2/4) - 1], Org_우측[H - 1] 일 수 있다. 또 다른 일 예로, L이 4인 경우, 복호화기에 의해 복호화 되는 원본 샘플의 위치는 Org_하단[W*(1/4) - 1], Org_하단[W*(2/4) - 1], Org_하단[W*(3/4) - 1], Org_하단[W - 1] 일 수 있다. 또 다른 일 예로, K가 2일 경우, 복호화기에 의해 복호화 되는 원본 샘플의 위치는 Org_하단[W*(2/4) - 1], Org_하단[W - 1] 일 수 있다.
다른 예로, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 원본 샘플 블록이 W>H를 만족하는 비정방형 블록이고, 복호화기가 최우측 열 중 K개 원본 샘플 및/또는 최하단 행의 L개의 원본 샘플을 복호화 하는 경우, L는 K보다 큰 양의 정수 일 수 있다. 예를 들어, L=2, K=1일 수 있다.
반대로, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 원본 샘플 블록이 W<H를 만족하는 비정방형 블록이고, 복호화기가 최우측 열 중 K개 원본 샘플 및/또는 최하단 행의 L개의 원본 샘플을 복호화 하는 경우, L은 K보다 작은 양의 정수 일 수 있다. 예를 들어, L=1, K=2일 수 있다.
이때, 복호화 되는 최우측 열의 원본 샘플은 아래의 수학식 1에 따라 구해질 수 있다. 즉, 최우측 열의 원본 샘플은 최우측 열 상단의 참조 샘플 및/또는 각 원본 샘플에 대응하는 좌측 참조 샘플의 가중합을 이용하여, 복호화 될 수 있다.
[수학식 1]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000002
또한, 최하단 행의 원본 샘플은 아래의 수학식 2에 따라 구해 질 수 있다. 즉, 최하단 행의 원본 샘플은 최하단 행의 좌측의 참조 샘플 및/또는 각 원본 샘플에 대응하는 상단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 복호화 될 수 있다.
[수학식 2]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000003
도 7은 원본 샘플 예측 부/복호화 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 7은 현재 블록이 복수개의 서브블록으로 분할된 예를 도시한다. 현재 블록이 복수개의 서브 블록으로 분할된 경우, 복호화기는 각 서브 블록의 최우측 열 및 최하단 행에 대하여, 소정의 개수 및 위치에 해당하는 원본 샘플을 예측하고, 예측에 따라 발생하는 잔차 신호를 엔트로피 부호화/복호화 할 수 있다.
여기서 각각의 서브블록이 가지는 원본 샘플의 소정의 개수 및 위치는 도 6(a)내지(d)에서 설명한 방법에 따라 개별적으로 결정 될 수 있다.
현재 블록이 도 7과 같이 4개의 서브 블록으로 분할되는 경우, 복호화기는 다음의 순서 중 적어도 하나에 따라 각각의 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
예를 들어, 복호화기는 Sub_blk1 → Sub_blk2 → Sub_blk3 → Sub_blk4 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 복호화기는 Sub_blk1 → Sub_blk3 → Sub_blk2 → Sub_blk4 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 복호화기는 Sub_blk1 → Sub_blk4 → Sub_blk2 → Sub_blk3 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 복호화기는 Sub_blk1 → Sub_blk4 → Sub_blk3 → Sub_blk2 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 복호화기는 Sub_blk4 → Sub_blk3 → Sub_blk2 → Sub_blk1 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 복호화기는 Sub_blk4 → Sub_blk2 → Sub_blk3 → Sub_blk1 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 복호화기는 Sub_blk4 → Sub_blk1 → Sub_blk2 → Sub_blk3 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 복호화기는 Sub_blk4 → Sub_blk2 → Sub_blk1 → Sub_blk3 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 기반하여 서브 블록의 복호화 순서를 정할 수 있다. 예를 들어, 상기 화면 내 예측 모드가 수직 모드 보다 큰 모드 번호를 갖는 방향성 모드인 경우, 복호화기는 Sub_blk2 → Sub_blk1 → Sub_blk4 → Sub_blk3 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다. 다른 예로, 화면 내 예측 모드가 수평 모드 보다 작은 모드 번호를 갖는 방향성 모드인 경우, 복호화기는 Sub_blk3 → Sub_blk1 → Sub_blk4 → Sub_blk2 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록의 크기에 기반하여 서브 블록의 복호화 순서를 정할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 기 설정 된 값을 초과하는 경우 복호화기는 Sub_blk2 → Sub_blk1 → Sub_blk4 → Sub_blk3 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다. 다른 예로, 현재 블록의 크기가 상기 기 설정 된 값 이하인 경우, 복호화기는 Sub_blk3 → Sub_blk1 → Sub_blk4 → Sub_blk2 순으로 서브 블록을 복호화 할 수 있다.
즉, 복호화기는 화면 내 예측 모드 또는 현재 블록의 크기에 기반하여, 서브 블록의 복호화 순서를 적응적으로 결정 할 수 있다.
복호화기가 각 서브 블록의 상단 참조 샘플 및/또는 좌측 참조 샘플을 구성할 때, 현재 블록의 참조 샘플을 이용할 수도 있고, 기 복호화 된 서브 블록의 복원 샘플을 이용할 수 있다.
예를 들어, 복호화기가 Sub_blk4 → Sub_blk3 → Sub_blk2 → Sub_blk1 순으로 서브 블록의 원본 샘플을 복호화하는 경우, 복호화기는 sub_blk4의 상단 참조 샘플로 Ref_상단2를 사용하거나, Sub_blk2의 최하단 복원 샘플을 사용 할 수 있다. 또한, 복호화기는 sub_blk4의 좌측 참조 샘플로 Ref_촤측2를 사용하거나, Sub_blk3의 최우측 복원 샘플을 사용 할 수 있다. 또한, sub_blk3의 상단 참조 샘플로 Ref_상단1를 사용하거나, Sub_blk1의 최하단 복원 샘플을 사용 할 수 있다. 또한, sub_blk2의 좌측 참조 샘플로 Ref_좌측1를 사용하거나, Sub_blk1의 최우측 복원 샘플을 사용할 수 있다.
앞서 설명한, 다른 순서에 따라 복호화기가 서브 블록을 복호화 하는 경우에도, 복호화기는 이와 동일한 방식으로 각각의 서브 블록에 대해 우측 참조 샘플 및/또는 좌측 참조 샘플을 위한 원본 샘플 복호화를 수행 할 수 있다.
이하, 복호화기가 화면 내 예측을 위해 이용하는 참조 샘플을 구성하는 방법에 대해서 설명한다.
도 8은 복수의 복원 샘플 라인을 설명하기 위한 도면이다.
복호화기는 현재 블록 혹은 현재 블록의 서브 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하기 위해, 참조 샘플을 구성할 수 있다. 이하에서는 복호화기가 현재 블록에 대한 참조 샘플을 구성하는 경우를 예를 들어 설명한다. 이러한 기재는 예시로서, 복호화기는 현재 블록에 대해 참조 샘플을 구성한 것과 동일한 방법으로 서브 블록을 위한 참조 샘플을 구성 할 수 있다.
이때, 참조 샘플은 현재 블록 주변의 하나 이상의 복원된 샘플 또는 복원된 샘플들의 조합을 통하여 구성할 수 있다. 복호화기는 추가적으로 상기 참조 샘플을 구성함에 있어 필터링을 수행할 수 있다. 이때 복호화기는 복수의 복원 샘플 라인 상의 복원 샘플들을 그대로 참조 샘플로 구성하거나, 하나의 복원 샘플 라인 상의 샘플 간 필터링 또는 서로 다른 복원 샘플 라인 상의 샘플 간 필터링을 수행하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
여기서, 구성된 참조 샘플들의 집합을 ref[m, n]으로 나타낼 수 있다. 또한, 주변의 복원된 샘플 또는 이를 필터링 한 샘플을 rec[m, n]으로 나타낼 수 있다. 이때, 상기 m 또는 n은 소정의 정수 값일 수 있다. 현재 블록의 가로 및 세로 크기가 각각 W와 H인 경우, 현재 블록 내의 왼쪽 상단 샘플 위치는 (0, 0)일 수 있다. 이때 왼쪽 상단 샘플의 위치를 기준으로, 이에 가장 근접한 왼쪽 상단의 참조 샘플의 상대적인 위치는 (-1, -1)로 설정 될 수 있다.
참조 샘플은 현재 블록에 인접한 하나 이상의 복원 샘플 라인을 선택함으로써 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 8에서 복수 개의 복원 샘플 라인 중 하나의 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예컨대, 복원 샘플 라인 중 특정 라인이 고정적으로 또는 적응적으로 선택될 수 있다.
다른 실시 예로서, 도 8에서 복수 개의 복원 샘플 라인 중 하나 이상의 복원 샘플 라인을 선택하고, 선택된 하나 이상의 복원 샘플 라인을 조합함으로써 참조 샘플을 구성할 수 있다.
예컨대, 복호화기는 아래의 수학식 3에 따라 참조 샘플을 구성 할 수 있다. 구체적으로, 복호화기는 현재 블록으로부터 복원 샘플라인까지의 거리에 따라 다른 가중치가 적용된 가중 평균을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
[수학식 3]
ref[-1, -1] = ( rec[-2, -1] + 2*rec[-1, -1] + rec[-1, -2] + 2) >> 2
ref[x, -1] = ( rec[x, -2] + 3*rec[x, -1] + 2) >> 2, (x = 0 ~ H+W-1)
ref[-1, y] = ( rec[-2, y] + 3*rec[-1, y] + 2) >> 2, (y = 0 ~ H+W-1)
또는, 현재 블록으로부터의 거리 및 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 기반하여, 복수의 복원 샘플들의 평균값, 최대값, 최소값, 중간값, 최빈값 중 적어도 하나 이상의 계산값을 이용하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값의 변화(변화량)에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, 연속하는 두 개의 복원 샘플들의 값이 임계치 이상 차이 나는지 여부, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 연속적으로 또는 불연속적으로 변하는지 여부 등 적어도 하나 이상에 기초하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 예컨대, rec[-1, -1]과 rec[-2, -1]이 임계치 이상 차이 나는 경우, ref[-1, -1]은 rec[-1, -1]로 결정되거나, rec[-1, -1]에 소정의 가중치를 부여한 가중 평균을 적용한 값으로 결정될 수 있다. 예컨대, 연속하는 복수의 복원 샘플들의 값이 현재 블록에 가까워질수록 n씩 변하는 경우, 참조 샘플 ref[-1, -1] = rec[-1, -1]-n으로 결정될 수 있다.
또 다른 실시 예로서, 도 8에서 2 개 이상의 복원 샘플 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다. 일 예로, 복원 샘플 라인 1과 복원 샘플 라인 2를 고정적으로 선택하거나, 복원 샘플 라인 1 내지 복원 샘플 라인 4에 해당하는 4개의 라인을 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
또는, 2 개 이상의 복원 샘플 라인을 적응적으로 선택하여 참조 샘플을 구성할 수도 있다. 일 예로, 1 개의 라인은 고정적으로 선택하고 다른 1 개 이상의 라인은 적응적으로 선택하여 참조 샘플을 구성할 수 있다.
상기 고정적으로 선택되는 라인은 부호화기/복호화기에서 미리 정의될 수 있다. 미리 정의된 경우, 상기 고정적으로 선택된 라인에 대한 정보는 부호화기에서 복호화기로 시그널링되지 않을 수 있다.
이때, 적응적으로 선택되는 라인에 대한 정보는 지시자 또는 인덱스의 형태로 시그널링될 수 있다. 상기 적응적으로 선택되는 라인은 현재 블록이나 주변 블록의 크기/형태, 화면 내 예측 모드 등의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 이 경우, 선택에 필요한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
여기서, 참조 샘플 라인은 하나 이상의 샘플로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하나의 참조 샘플 라인은 현재 블록의 가로 또는 세로의 길이와 동일한 길이로 구성될 수 있다. 또는, 하나의 참조 샘플 라인은 현재 블록의 가로 또는 세로 길이의 2 배에 해당하는 길이로 구성될 수 있다. 또는 하나의 참조 샘플 라인은 현재 블록의 가로 또는 세로 길이의 2 배에 해당하는 길이로 구성될 수 있다. 또는 하나의 참조 샘플 라인은 현재 블록의 가로 및 세로 길이의 2배에 1, 2, 3, … N 개의 샘플을 더한 길이로 구성될 수 있다. 즉, 상기 참조 샘플 라인은 2*(W+H) + N 으로 구성할 수 있으며, N은 1 이상의 정수일 수 있다.
현재 블록의 상단에 인접한 참조 샘플을 구성하는 방법과 좌측에 인접한 참조 샘플을 구성하는 방법은 상이할 수 있다. 예를 들어, 상단의 참조 샘플 라인의 개수와 좌측의 참조 샘플 라인의 개수를 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기, 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 따라 상단에 인접한 참조 샘플 라인은 1 개, 좌측에 인접한 참조 샘플 라인은 2 개로 구성할 수 있다. 예를 들어, 상단의 참조 샘플 라인의 길이와 좌측의 참조 샘플 라인의 길이를 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기, 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나에 따라 상기 길이를 다르게 구성할 수 있다.
상기 참조 샘플 라인의 길이는 각 참조 샘플 라인마다 다르게 구성할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서 복원 샘플 라인 2 내지 복원 샘플 라인 4의 길이는 복원 샘플 라인 1보다 하나 이상의 샘플만큼 길게 구성할 수 있다.
상기 참조 샘플 라인의 길이는 상기 복원 샘플 라인마다 상이할 수 있다. 예를 들어, 복원 샘플 라인 n은 복원 샘플 라인 n-1보다 m개의 샘플만큼 길게 또는 짧게 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 예에서는, 복원 샘플 라인 n은 복원 샘플 라인 n-1보다 1 개의 샘플만큼 길게 구성된다.
전술한 바와 같이, 가장 가까운 참조 샘플 라인만을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 또는 복수의 참조 샘플 라인들을 이용하여 참조 샘플을 구성할지 여부에 관한 정보는 부/복호화될 수 있다. 예컨대 상기 정보는, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, CTU, CU, PU, TU 레벨 중 적어도 하나의 레벨에서 부/복호화될 수 있다. 또한, 복수의 참조 샘플 라인들의 이용 가능성에 대한 정보가 보다 상위 레벨에서 시그널링될 수도 있다.
참조 샘플 구성에 사용되는 복원 샘플 라인의 개수, 위치, 구성 방법 중 적어도 하나는 현재 블록의 상단 또는 좌측의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나의 경계에 해당하는지 여부에 따라 다르게 설정 될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 상단 또는 좌측의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나의 경계에 해당하는 경우, 복호화기는 부호화기로부터 별도의 지시자(index)를 제공 받지 않고, 지시자 값을 기 설정된 값으로 초기화(default) 할 수 있다. 일예로 상기 기 설정된 값은 0 일 수 있다.
반면, 현재 블록의 상단 또는 좌측 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나의 경계에 해당하지 않는 경우, 복호화기는 부호화기로부터 시그널링 되는 지시자 값에 따라, 지시되는 위치에 존재하는 샘플들을 이용하여 참조 샘플 라인을 구성 할 수 있다.
예를 들어, 2 개 이상의 참조 샘플 라인을 구성하는 경우, 현재 블록의 상단 경계가 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB) 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상단에 인접한 참조 샘플 라인을 1 개로 구성할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 상단 경계인 경우에는 1 개의 참조 샘플 라인만을 구성하고 그 이외의 경우는 2 개 이상의 참조 샘플 라인을 구성할 수 있다. 이때, CTU 상단 경계의 참조 샘플 라인을 1 개만 사용함으로써 메모리에 저장하기 위한 라인 버퍼(line buffer)를 감소하는 효과를 볼 수 있다.
참조 샘플을 선택함에 있어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록의 가용성(availability) 판단 및 참조 샘플 패딩(padding)이 수행될 수 있다. 예를 들어, 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용한 경우에는 패딩 없이 해당하는 참조 샘플을 이용할 수 있다. 한편, 상기 참조 샘플을 포함하고 있는 블록이 가용하지 않은 경우에는 주변의 가용한 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 참조 샘플을 패딩함으로써, 가용하지 않은 참조 샘플을 대체할 수 있다.
일예로, 참조 샘플이 픽처, 타일, 슬라이스, 부호화 트리 블록(CTB) 및 소정의 경계 중 적어도 하나의 경계 밖에 존재하는 경우, 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다. 다른 예로, 현재 블록이 제한된 화면 내 예측(CIP: constrained intra prediction)으로 부호화되는 경우에, 상기 참조 샘플을 포함한 블록이 화면 간 모드로 부/복호화되어 있으면 상기 참조 샘플은 가용하지 않다고 판단될 수 있다.
도 9는 가용한 샘플을 이용하여 가용하지 않은 샘플을 대체하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
주변의 복원된 샘플이 가용하지 않다고 판단되는 경우, 주변의 가용한 복원된 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 대체할 수 있다. 예를 들어, 도 9와 같이 가용한 샘플과 가용하지 않은 샘플이 동시에 존재하는 경우 하나 이상의 가용한 샘플을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다.
비가용 샘플의 샘플값은 소정의 순서에 따라, 가용 샘플의 샘플값으로 대체될 수 있다. 비가용 샘플의 대체에 이용되는 가용 샘플은 비가용 샘플에 인접한 가용 샘플일 수 있다. 인접한 가용 샘플이 없는 경우, 가장 먼저 출현하는 또는 가장 가까운 가용 샘플이 이용될 수 있다. 비가용 샘플의 대체 순서는 예컨대, 좌하단에서 우상단의 순서일 수 있다. 또는 우상단에서 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 좌상단 코너에서 우상단 및/또는 좌하단의 순서일 수 있다. 또는 우상단 및/또는 좌하단에서 좌상단 코너의 순서일 수 있다.
예를 들어, 왼쪽 아래의 샘플 위치인 0부터 시작하여 가용한 샘플로 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다. 즉, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 ‘a’ 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는‘b’ 값으로 채울 수 있다.
다른 예로, 가용한 샘플들의 조합을 이용하여 채울 수 있다. 예를 들어, 가용하지 않은 샘플의 양쪽 끝에 위치한 가용한 샘플의 평균값 또는 보간을 이용하여 상기 가용하지 않은 샘플을 채울 수 있다. 즉, 처음의 가용하지 않은 샘플 4개는 ‘a’의 값으로 채우고, 다음의 가용하지 않은 샘플 13개는 ‘b’와 ‘c’의 평균값 또는 ‘b’와 ‘c’의 보간을 이용하여 채울 수 있다.
또는, 13개의 비가용 샘플은 가용 샘플 b와 c의 샘플값 사이의 임의의 값으로 대체될 수 있다. 이 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값으로 대체될 수 있다. 예컨대, 비가용 샘플은 가용 샘플 a에 근접할수록 a의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 마찬가지로 비가용 샘플은 가용 샘플 b에 근접할수록 b의 값에 근접한 값으로 대체될 수 있다. 즉, 비가용 샘플로부터 가용 샘플 a 및/또는 b까지의 거리에 기초하여, 비가용 샘플의 값이 결정될 수 있다. 비가용 샘플의 대체를 위해 상기 방법들을 포함하는 복수의 방법 중 하나 이상이 선택적으로 적용될 수 있다.
비가용 샘플의 대체 방법은 비트스트림에 포함된 정보에 의해 시그널링 되거나, 부호화기와 복호화기가 미리 정한 방법이 이용될 수 있다. 또는 비가용 샘플의 대체 방법은 미리 정한 방식에 의해 유도될 수 있다. 예컨대, 가용 샘플 a와 b의 값의 차이 및/또는 비가용 샘플의 개수에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법을 선택할 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이와 임계값의 비교 및/또는 비가용 샘플의 개수와 임계값의 비교에 기초하여 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 예컨대, 두 개의 가용 샘플의 값의 차이가 임계값보다 크거나, 및/또는 비가용 샘플의 개수가 임계값보다 큰 경우, 비가용 샘플들은 서로 다른 값을 갖도록 대체될 수 있다.
비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 소정의 단위로 수행될 수 있다. 예컨대, 비디오, 시퀀스, 픽쳐, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 유닛, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 중 적어도 하나 이상의 단위에 대해 비가용 샘플의 대체 방법이 선택될 수 있다. 이 때, 비가용 샘플의 대체 방법의 선택은 상기 소정의 단위로 시그널링되는 정보에 기초하거나, 상기 소정의 단위로 유도될 수 있다. 또는 부호화기와 복호화기에서 미리 정한 방법이 적용될 수도 있다.
상기 참조 샘플이 소정의 위치에 해당하는 경우, 상기 참조 샘플을 포함하는 블록의 가용성을 판단하지 않고 패딩을 수행할 수 있다. 예를 들어, 도 8에서, 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, x좌표 또는 y좌표가 W+H 이상인 위치의 참조 샘플에 대해서는 상기 가용성 판단을 수행하지 않고 주변의 참조 샘플을 이용하여 패딩할 수 있다.
예를 들어, ref[W+H, -2] 의 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[W+H-1, -2]의 값으로 패딩할 수 있다. 예를 들어, ref[W+H, -3] 및 ref[W+H+1, -3] 의 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[W+H-1, -3] 의 값으로 패딩할 수 있다. 즉, x좌표 또는 y좌표가 W+H 이상인 샘플에 대해서는 가용성 판단을 수행하지 않고, 동일 샘플 라인 상의 가장 가까운 샘플을 이용하여 패딩을 수행할 수 있다.
다른 예로, 참조 샘플을 1차원 배열로 표현할 시 다음에 따라 참조 샘플 패딩이 수행 될 수 있다. 예컨데, ref[2*W+1][-1]의 참조 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[2*W][-1] 의 값으로 ref[2*W+1][-1]에 대한 패딩을 수행 할 수 있다. 또한, ref[-1][2*H+1]의 참조 샘플에 대해 가용성 판단을 수행하지 않고 ref[-1][2*H] 의 값으로 ref[-1][2*H+1]에 대한 패딩을 수행 할 수 있다. 즉, x좌표 또는 y좌표가 각각 W 또는 H 이상인 샘플에 대해서는 가용성 판단을 수행하지 않고, 동일 샘플 라인 상의 가장 가까운 샘플을 이용하여 패딩을 수행할 수 있다.
현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, 현재 블록의 상단에 존재하는 참조 샘플 중 x좌표가 W 이상이고 W+H 미만인 위치에 존재하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 좌측에 존재하는 참조 샘플 중 y좌표가 H 이상이고, W+H 미만인 위치에 존재하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 좌상단 코너 샘플의 위치를 (0, 0)이라 할 때, rec[x, -1] (x = -1 ~ W+H-1) 및/또는 rec[-1, y] (y = 0 ~ H+W-1)에 해당하는 참조 샘플에 대해 상기 가용성 판단 및 패딩이 수행될 수 있다.
상기 패딩을 수행함에 있어, 복수의 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해 패딩을 수행하는 경우, 두 번째 인접한 참조 샘플 라인이 이용될 수 있다. 예를 들어, 아래의 수학식 4를 이용하여 참조 샘플 패딩이 수행될 수 있다. 즉, 첫 번째 복원 샘플 라인과 두 번째 복원 샘플 라인으로부터 선택된 복수의 샘플 값의 가중 평균을 이용하여 첫 번째 참조 샘플 라인의 샘플 값을 유도할 수 있다. 이 때, 선택되는 복원 샘플들은 현재 샘플 위치 및/또는 현재 샘플에 인접한 위치의 샘플들일 수 있다.
[수학식 4]
ref[x, -1] = ( rec[x, -2] + 3*rec[x, -1] + 2) >> 2, (x = W ~ H+W-1)
위와 같이, 구성된 하나 이상의 참조 샘플들에 대해서 필터링이 수행될 수 있다.
참조 샘플에 대한 필터링은 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나 이상에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 예컨대, 필터링 적용 여부, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.
보다 구체적으로, 참조 샘플에 대한 필터링 수행 여부는, 화면 내 예측이 수행되는 현재 블록의 가로와 세로의 비율에 따라 결정 될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 가로 길이가 세로 길이보다 큰 경우, 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다.
이때, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 값이 기 설정된 값 이상인 경우, 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다. 일예로, 상기 기 설정된 값은 2 일 수 있다.
또한, 현재 블록의 가로 길이가 세로 길이의 기 설정된 값의 배수 배를 초과하는 경우, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 값이 제 1 값 미만인 경우에만 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다. 반면, 현재 블록의 가로 길이가 세로 길이의 기 설정된 값의 배수 배를 초과하지 않는 경우, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 값이 제 2 값 미만인 경우에만 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다. 일예로, 상기 기 설정된 값의 배수는 2일 수 있고, 제 1 값 및 제 2 값은 각각 8 및 12 일 수 있다.
다른 예로, 현재 블록의 세로 길이가 가로 길이보다 큰 경우, 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다.
또한, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 값이 기 설정된 값 이하인 경우 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다. 일예로, 상기 기 설정된 값은 66일 수 있다.
또한, 현재 블록의 가로 길이가 세로 길이의 기 설정된 배수 배를 초과하는 경우, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 값이 제 1값을 초과하는 경우에만 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다. 반면, 현재 블록의 가로 길이가 세로 길이의 상기 기 설정된 배수 배를 초과하지 않는 경우, 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드 값이 제 2값을 초과하는 경우에만 참조 샘플에 대한 필터링이 수행 될 수 있다. 일예로, 상기 기 설정된 값의 배수는 2일 수 있고, 제 1 값 및 제 2 값은 각각 56 및 60 일 수 있다.
예를 들어, 복수의 참조 샘플 라인의 각각에 대해 필터링 적용 여부를 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하고 두 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 동일한 참조 샘플에 대해 필터링을 적용한 값과 적용하지 않은 값을 같이 사용할 수 있다.
다른 예로, 현재 블록에 인접한 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 수행하고, 나머지 참조 샘플 라인에 대해서는 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나에 따라 3-tap 필터, 5-tap 필터, 7-tap 필터, N-tap 필터 중 적어도 하나 이상을 다르게 선택하여 필터링을 적용 할 수 있다. 여기서, N은 양의 정수일 수 있다.
도 10는 화면 내 예측 방법에 사용되는 몇몇 필터 모양의 예시를 도시한 도면이다.
다른 예로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 현재 블록의 크기 및 현재 블록의 형태 중 적어도 하나에 따라, 적용되는 필터 모양이 다르게 선택 될 수 있다. 예컨대, 도 10에 따라 도시되는 다양한 필터 모양 중 적어도 하나가 선택 될 수 있다.
현재 블록의 형태는 현재 블록의 가로의 길이와 세로의 길이를 비교하여 판단 및 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 가로로 긴 직사각형인지 세로로 긴 직사각형인지에 따라 필터 적용 유무, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다. 또는 현재 블록이 정방형인지 직사각형인지에 따라 필터 적용 유무, 필터 유형, 필터 세기 및 필터 계수 중 적어도 하나가 적응적으로 결정될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 참조 샘플 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하여, 현재 블록의 우측 및 하단 참조 샘플을 구성하는 방법에 대해서 설명한다. 본 발명에 따른 화면 내 예측을 위해, 복호화기는 앞서 설명한 참조 샘플에 추가로, 우측 및/또는 하단 참조 샘플을 구성 할 수 있다.
복호화기는 복호화 후 복원된 원본 샘플을 이용하여 우측 및 하단 참조 샘플을 구성할 수 있다. 도 11에서 Rec_R[K], Rec_B[L], Rec_BR 으로 도시된 샘플은 복호화 된 원본 샘플일 수 있다. 이때, 최우측 열과 최하단 행의 샘플 중 상기 Rec_R[K], Rec_B[L], Rec_BR 에 포함되지 않는 참조 샘플은 아래 중 적어도 하나의 방법으로 보간된 값될 수 있다. 여기서, K와 L은 0 ≤ K ≤ H-1 와 0 ≤ L ≤ W-1을 만족시키는 양의 정수일 수 있다.
예를 들어, 도 11에서 Rec_R[K], Rec_B[L], Rec_BR 값은 해당 위치에서의 참조 샘플 값으로 사용될 수 있다.
다른 예로, 도 11에서 Ref_우측1[j] 참조 샘플 값은 아래의 수학식 5에 따라, Ref_상단[W-1] 값과 Rec_R[K] 사이의 보간 값으로 설정 될 수 있다. 다른 예로, 도 11에서 Ref_우측2[j] 참조 샘플 값은 아래의 수학식 6와 같이 Rec_R[K] 값과 Rec_BR 사이의 보간 값으로 설정 될 수 있다. 다른 예로, 도 11에서 Ref_하단1[i] 참조 샘플 값은 아래의 수학식 7과 같이 Ref_좌측[H-1] 값과 Rec_B[L] 사이의 보간 값으로 설정 될 수 있다. 다른 예로, 도 11에서 Ref_하단2[i] 참조 샘플 값은 아래의 수학식 8과 같이 Rec_B[L] 값과 Rec_BR 사이의 보간 값으로 설정 될 수 있다. 다른 예로, 각각의 참조 샘플 값들의 보간은 상술한 방식 외의 linear 보간 및 non-linear 보간 중 하나에 따라 수행 될 수 있다.
[수학식 5]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000004
[수학식 6]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000005
[수학식 7]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000006
[수학식 8]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000007
특히, 현재 블록이 복수의 서브 블록으로 분할된 경우, 복호화기는 각 서브 블록의 우측/하단 참조 샘플 값을 보간하기 위해 상술한 보간 방법을 이용 할 수 있다. 또한, 복호화기는 서브 블록 각각에 대해 서로 다른 보간 방법을 이용하여 참조 샘플 값을 구성 할 수도 있다.
이하에서는, 구성된 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 방법에 대해 자세히 설명한다.
복호화기는 유도된 화면 내 예측 모드 및 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
현재 블록에 대해 비방향성 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 비방향성 화면 내 예측 모드는 예컨대, DC 모드, Planar 모드, LM 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
DC 모드의 경우, 상기 구성한 참조 샘플 중 하나 이상의 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 현재 블록의 경계에 위치한 하나 이상의 예측 샘플에 대해 필터링이 적용될 수 있다. DC 예측은 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 수행될 수 있다. 또한, 현재 블록의 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기초하여, DC 모드에 이용되는 참조 샘플의 범위가 특정될 수 있다.
도 12는 블록의 형태에 따른 화면 내 예측을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 현재 블록의 형태가 도 12의 (a)와 같이 정사각형인 경우, 현재 블록의 상단과 좌측의 참조 샘플의 평균값을 이용하여 DC 예측이 수행 될 수 있다.
다른 예로, 현재 블록이 비정방형인 경우, 현재 블록의 좌측 또는 상단에 인접한 주변 샘플이 선택적으로 이용될 수 있다. 현재 블록의 형태가 도 12의 (b)와 같이 직사각형인 경우, 현재 블록의 가로 및 세로 중 긴 쪽에 인접한 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측이 수행 될 수 있다.
다른 예로, 현재 블록의 크기가 소정의 크기에 해당하거나 또는 소정의 범위에 포함되는 경우, 현재 블록의 상단 또는 좌측의 참조 샘플 중 소정의 샘플들이 선택되고, 선택된 샘플들의 평균값을 이용하여 DC 예측이 수행 될 수 있다. 상기 소정의 크기는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 크기 NxM일 수 있다. 여기서, N과 M은 0보다 큰 정수이며, N과 M은 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 소정의 범위는 현재 블록의 참조 샘플을 선택하기 위한 임계값을 의미할 수 있다. 상기 임계값은 최소값 및 최대값 중 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 최소값 및/또는 최소값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 부호화기에서 부호화되어 시그널링되는 가변적인 값일 수도 있다.
다른 예로, 하나 이상의 평균값을 이용하여 DC 예측이 수행 될 수 있다. 현재 블록이 정방형 또는 비정방형인 경우, 상단 참조 샘플을 이용한 제 1 평균값과 좌측 참조 샘플을 이용한 제 2 평균값 중 적어도 하나를 이용 될 수 있다. 상기 현재 블록의 DC 예측 값은 상기 제 1 평균값 또는 제 2 평균값일 수 있다. 또는 상기 현재 블록의 DC 예측 값은 상기 제 1 평균값과 제 2 평균값의 가중합을 통하여 획득된 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제2 평균값에 대한 가중치는 1:1 일 수 있다.
상기 예시에 따르면, 모든 DC 값의 계산을 위해 쉬프트 연산이 이용될 수 있다. 예컨대, 상기 예시는 샘플 길이로 표현되는 현재 블록의 가로, 세로 또는 가로와 세로의 합이 2의 자승이 아닐 경우에도 적용될 수 있다. 상기 방법은 루마 DC 예측 및 크로마 DC 예측에 모두 적용될 수 있다. 또는 루마 DC 예측 및 크로마 DC 예측 중 한 쪽에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록이 비정방형인 경우, 가로의 길이 또는 세로의 길이 중 하나에 기반하여 예측이 수행 될 수 있다. 예를 들어, 상단 참조 샘플과 좌측 참조 샘플의 합을 상기 현재 블록의 가로의 길이 또는 세로의 길이 중 큰 쪽으로 나누어 예측값을 구할 수 있다. 이 때, 상기 큰 쪽에 해당하는 값을 이용한 나눗셈은 shift 연산으로 수행될 수 있다.
예를 들어, 복수의 참조 샘플 라인을 이용하여 DC 예측이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 12(c)에서와 같이 2 개의 참조 샘플 라인을 이용하여 예측을 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 2 개의 참조 샘플 라인에 포함되는 참조 샘플들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수 있다.
또는, 현재 블록에 인접한 제1 라인의 참조 샘플과 제2 라인의 참조 샘플에 대해 각각 다른 가중치를 부여할 수 있다. 예를 들어, 제1 라인의 참조 샘플과 제2 라인의 참조 샘플 값에 각각 3:1의 가중치를 적용한 값(예컨대, (3*제1 라인 참조 샘플 + 제2 라인 참조 샘플 +2) >> 2의 값)을 구하고, 이들 값들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수 있다. 또는, (3*제1 라인 참조 샘플 - 제2 라인 참조 샘플) >> 1의 값을 구하고, 이들 값들의 평균 값을 상기 현재 블록의 DC 예측 값으로 결정할 수도 있다. 상기 가중치는 전술한 예로 한정되지 않으며, 임의의 가중치가 될 수 있다. 이 때, 현재 블록에 인접한 참조 샘플 라인일수록 상대적으로 더 큰 가중치가 부여될 수 있다. 이용될 수 있는 참조 샘플 라인의 수는 두 개로 한정되지 않으며, 3 개 이상의 참조 샘플 라인이 이용될 수도 있다.
Planar 모드의 경우, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따라 상기 구성한 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합으로 예측이 수행 될 수 있다.
현재 블록의 참조 샘플 또는 예측 샘플에 대하여 필터링이 수행 될 수 있다. 예컨대, 참조 샘플에 대하여 필터링을 적용한 후, Planar 예측을 수행하고, 하나 이상의 예측 샘플에 대하여 필터링을 적용될 수 있다. 상기 예측 샘플 중 필터링 대상 샘플은 현재 블록 내의 상단 또는 좌측 경계의 1, 2, 또는 N 개의 라인일 수 있다.
상기 Planar 예측을 수행하기 위해, 하나 이상의 참조 샘플의 가중합을 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 12의 (d)와 같이 5 개의 참조 샘플을 이용할 수 있다. 예컨대, [x, y] 위치의 대상 샘플을 예측하기 위해, 참조 샘플 r[-1, -1], r[x, -1], r[-1, y], r[W, -1], r[-1, H]가 이용될 수 있다. 이 때, W 및 H 는 각각 현재 블록의 가로 및 세로의 길이일 수 있다. 일예로, 아래의 수학식 9를 이용하여 예측 샘플 pred[x, y]를 생성할 수 있다. 아래의 수학식 9에서, a, b, c, d, e 는 가중치를 나타낼 수 있다. N은 log2(a+b+c+d+e) 일 수 있다.
[수학식 9]
pred[x, y] = ( a*r[-1, -1] + b*r[x, -1] + c*r[-1, y] + d*r[W, -1] + e*r[-1, H] ) >> N
다른 실시 예로서, 복수 개의 참조 샘플 라인을 이용하여 Planar 예측이 수행 될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 참조 샘플 라인의 가중합을 이용하여 예측이 수행 될 수 있다. 예를 들어, 2 개의 참조 샘플 라인에 포함된 참조 샘플들의 가중합이 이용될 수 있다. 이 경우, 제1 참조 샘플 라인에서 선택된 참조 샘플과 인접한 참조 샘플이 제2 참조 샘플 라인으로부터 선택될 수 있다. (-1, -1) 좌표의 참조 샘플에 대해서는 (-2, -2) 좌표의 참조 샘플이 선택될 수 있다. 상기 선택된 참조 샘플들의 가중합으로써 planar 예측이 수행될 수 있으며, 가중치는 DC 예측에서 설명된 바와 같다.
현재 블록에 대해 방향성 화면 내 예측이 수행될 수 있다. 방향성 화면 내 예측 모드는 예컨대, 수평 모드, 수직 모드, 소정의 각도를 가지는 모드 중 적어도 하나 일 수 있다.
수평/수직 모드에서는 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 수평/수직 선상에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 예측이 수행 될 수 있다.
소정의 각도를 가지는 모드는 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에서 소정의 각도 선 상 및 주변에 존재하는 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여 예측이 수행 될 수 있다. 이때, 이용하는 참조 샘플은 N개로 2, 3, 4, 5, 6 개 중 적어도 하나일 수 있다.
참조 샘플에 따라, N-tap 필터를 사용하여 예측이 수행 될 수 있다. 예를 들어 2-tap, 3-tap, 4-tap, 5-tap, 6-tap 필터 중 적어도 하나를 적용하여 예측이 수행 될 수 있다. 이때, 참조 샘플의 적어도 하나는 현재 블록의 상단에, 나머지는 현재 블록의 좌측에 각각 위치할 수 있다. 현재 블록의 상단에 위치하는 참조 샘플들 또는 좌측에 위치하는 참조 샘플들은 서로 동일한 라인에 위치한 것일 수도 있고, 상이한 라인에 위치한 것일 수도 있다.
현재 블록에 대해 위치 정보 기반의 화면 내 예측을 수행이 수행 될 수 있다. 이때 위치 정보는 부/복호화될 수 있으며 상기 위치에 있는 복원된 샘플 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수 있다. 또는, 복호화기에서 현재 블록과 유사한 블록을 검색하여 찾아낸 블록을 현재 블록의 화면 내 예측 블록으로 유도할 수도 있다.
현재 블록에 대한 색 성분간 화면 내 예측이 수행 될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 복원된 휘도 성분를 이용하여 색차 성분에 대한 화면 내 예측이 수행 될 수 있다. 또한, 현재 블록의 복원된 하나의 색차 성분 Cb를 이용하여 다른 색차 성분 Cr에 대한 화면 내 예측이 수행 될 수 있다.
이하, 복호화기가 화면 내 예측을 수행함에 있어, 하나 이상의 참조 샘플을 이용하여, 보간 예측을 수행하는 방법에 대해서 설명한다.
복호화기는 화면 내 예측을 수행함에 있어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 또는 현재 블록의 크기/형태 중 적어도 하나에 기반하여, 참조 샘플 라인 개수, 보간 필터 탭 수, 보간 필터 계수 값, 필터링 적용, 가중 평균 방법 중 적어도 하나의 방법을 다르게 이용하여 예측을 수행할 수 있다.
도 13은 화면 내 예측 방법에서 2개의 참조 샘플을 사용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
사용되는 참조 샘플 라인의 개수는 상기 현재 블록의 화면 내 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 DC 또는 Planar 모드와 같이 비방향성 모드인 경우에는 1개의 참조 샘플 라인이 이용 될 수 있으며, 방향성 모드인 경우에는 2개의 참조 샘플 라인이 이용 될 수 있다.
사용되는 참조 샘플 라인의 개수는 상기 현재 블록의 크기/형태에 따라 다를 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 소정의 크기 보다 작은 경우에는 1개의 참조 샘플 라인을 사용 될 수 있고, 소정의 크기 보다 큰 경우에는 2개의 참조 샘플 라인이 사용 될 수 있다.
사용되는 참조 샘플 라인의 개수는 현재 블록의 경계가 소정의 경계에 해당하는 경우 다르게 설정 될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 상단의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB), 소정의 블록 크기 중 적어도 하나의 경계에 해당하는 경우, 상기 상단에 대하여 1개의 참조 샘플 라인이 사용 될 수 있다. 다른 예로, 현재 블록의 좌측 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB), 소정의 블록 크기 중 적어도 하나의 경계에 해당하는 경우, 상기 좌측에 대하여 1개의 참조 샘플 라인이 사용 될 수 있다.
다른 예로, 사용 가능한 참조 샘플 라인의 개수는 현재 블록의 경계가 소정의 경계에 해당하는 경우 다르게 설정 될 수 있다. 즉, 현재 블록의 경계가 소정의 경계에 해당하는지 여부에 따라 가용한 샘플 라인의 개수가 달라질 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 상단의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB), 소정의 블록 크기 중 적어도 하나의 경계에 해당하는 경우에는, 참조 샘플을 위한 지시자 값이 언제나 기 설정된 값으로 설정되므로, 이때의 가용한 참조 샘플 라인의 개수는 1개 일 수 있다,
반면, 현재 블록의 상단의 경계가 픽처, 슬라이스, 타일, 부호화 트리 블록(CTB), 소정의 블록 크기 중 적어도 하나의 경계에 해당하지 않는 경우, 참조 샘플 라인으로 선택될 수 있는 가용한 참조 샘플 라인의 개수는 3개 일 수 있다.
방향성 예측이 수행됨에 있어 보간 필터가 적용 될 수 있다. 상기 보간 필터는 2-tap, 4-tap, 6-tap, N-tap 중 적어도 하나의 탭 수를 가질 수 있으며 N은 양의 정수 일 수 있다. 상기 보간 필터는 탭 마다 하나 이상의 필터 계수 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 아래의 수학식 10과 같이 6-tap 필터를 적용할 수 있다. 여기서 a 내지 f 는 6-tap 필터의 필터 계수 일 수 있다. S00 내지 S05는 도 13에 도시되어 있는 각각의 샘플을 의미할 수 있다.
[수학식 10]
S_F = ( a*S00 + b*S01 + c*S02 + d*S03 + e*S04 + f*S05 + 2g-1 ) >> g
상기 필터 계수의 합은 32, 64, 128, 256, 512, 1024, N 중 적어도 하나일 수 있으며 각 필터 계수는 정수 값일 수 있다. 상기 g 값은 상기 필터 계수의 합에 대한 2의 g제곱승에 해당하는 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 필터 계수의 합이 1024인 경우 g는 10일 수 있다.
화면 내 예측 모드에 따라 상기 보간 필터 탭 또는 계수 값이 다를 수 있다.
예를 들어, 상기 화면 내 예측 모드가 소정의 모드에 해당하는 경우 4-tap 필터를 적용하고, 상기 소정의 모드에 해당하지 않는 경우 2-tap 필터를 적용할 수 있다.
다른 예로, 화면 내 예측 모드에 따른 각도에 기반하여 필터 계수 값을 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 6-tap의 경우 2개 필터 유형을 이용할 수 있다. 이때 사용되는 필터를 각각 제 1 필터와 제 2 필터라 할 수 있다. 각각의 필터는 필터 계수 값 {a, b, c, d, e, f} 을 가질 수 있고, 여기서 필터 계수 값은 LUT(Look-Up Table) 형식으로 저장할 수 있다. 아래의 표1은 정수 단위 샘플 사이의 위치에 따른, 제 1 필터 및 제 2 필터의 필터 계수 값의 예시를 도시한다. 아래의 표에서 X-pel은 화면 내 예측 모드에 따라 결정되는 상기 c 와 d 사이의 위치를 의미 할 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000008
현재 블록의 크기/형태에 따라 사용되는 보간 필터 탭 또는 계수 값이 다를 수 있다.
예를 들어, 상기 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기가 소정의 크기에 해당하는 경우 2-tap 필터를 적용하고 또 다른 소정의 크기에 해당하는 경우 6-tap 필터를 적용할 수 있다.
다른 예로, 상기 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기가 소정의 크기에 해당하는 경우 상기 6-tap 제 1 필터를 적용하고 또 다른 소정의 크기에 해당하는 경우 상기 6-tap 제 2 필터를 적용할 수 있다. 예를 들어, 방향성 예측 모드가 이용하는 참조 샘플 영역에 해당하는 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기가 8보다 같거나 작은 경우 6-tap 제 1 필터을 적용하고, 8보다 큰 경우 6-tap 제 2 필터를 적용할 수 있다.
다른 예로, 상기 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기에 따라 필터 계수 값이 적응적으로 선택되어 적용 될 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측을 위해, 복수 개의 참조 샘플 라인이 사용되는 경우, 참조 샘플 라인에 따라 사용되는 보간 필터 탭 또는 계수 값이 다르게 설정 될 수 있다.
예를 들어, 상기 참조 샘플 라인이 현재 블록에 인접한 첫 번째 라인에 해당하는 경우 6-tap 필터가 적용되고, 두 번째 라인에 해당하는 경우 2-tap 필터가 적용 될 수 있다. 도 13에서 도시된 바와 같이 현재 블록에 대해 방향성 예측이 수행되는 경우, 첫 번째 라인에 존재하는 샘플 S00 내지 S05를 이용하여 6-tap 보간 필터가 수행될 수 있으며, 두 번째 라인에 존재하는 샘플 S12 내지 S13을 이용하여 2-tap 보간 필터가 수행 될 수 있다.
보간 필터는 2차원의 모양을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 10에서 설명하였던 필터 모양을 가지는 N-tap 필터가 다양하게 적용 될 수 있다.
현재 블록에 대해 방향성 예측을 수행함에 있어, 복호화기는 보간 필터를 적용하지 않은 참조 샘플을 이용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 샘플에 대해 화면 내 예측을 수행함에 있어, 방향성 모드에 대응하는 참조 샘플이 정수 위치에 존재하는 경우, 복호화기는 해당 참조 샘플에 대해 보간 필터를 적용하지 않고 그대로 이용할 수 있다.
상기 보간 필터를 적용하지 않는 참조 샘플에 대해 3-tap, 5-tap, N-tap 필터 중 적어도 하나의 필터를 적용할 수 있다. 예를 들어, 상기 참조 샘플에 대해 {1, 2, 1} 필터를 적용할 수 있다. 이때, 필터의 적용 여부는 현재 블록의 화면 내 예측 모드, 크기, 형태 중 적어도 하나에 기반하여 결정 될 수 있다.
예를 들어, 화면 내 예측을 위해 복수개의 참조 샘플 라인이 사용되는 경우, 각 참조 샘플 라인에서 보간 필터를 적용하여 예측한 값에 대해 보간 필터 또는 가중 평균이 적용 될 수 있다. 예측 값은 아래의 수학식 11에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 11]
S_P = ( h*S_F1 + i*S_F2 + 2j-1 ) >> j
예컨데, 복호화기는 첫 번째 참조 샘플 라인에 대해 보간 필터를 적용하여 유도한 S_F1과 두 번째 참조 샘플 라인에 대해 보간 필터를 적용하여 유도한 S_F2의 가중 평균을 이용하여 예측 값 S_P를 유도할 수 있다. 여기서, h 와 i 는 가중치 값일 수 있으며 j는 가중치 값의 합에 대한 2의 j 제곱승에 해당하는 값일 수 있다. 예를 들어, h=3, i=1, j=2 일 수 있다.
보간 필터를 적용함에 있어, 구성한 참조 샘플 영역을 벗어나는 샘플을 이용하는 경우에 패딩이 수행 될 수 있다. 예를 들어, 방향성 예측 모드가 도 13 상의 참조 샘플 S04와 S05 사이를 지나는 경우, 참조 샘플에 6-tap 필터를 적용됨에 있어, 복호화기는 오른쪽의 벗어나는 샘플 2개를 가용한 참조 샘플S05로 패딩한 후 보간 필터를 적용할 수 있다.
도 14는 참조 샘플 재구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
방향성 화면 내 예측을 수행함에 있어, 방향성 예측 모드에 따라 상기 구성한 참조 샘플을 재구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 방향성 예측 모드가 좌측 및 상단에 존재하는 참조 샘플을 모두 사용하는 모드인 경우, 좌측 및/또는 상단의 참조 샘플을 이용하여 좌측 또는 상단에 대한 1차원 배열을 재구성할 수 있다.
예를 들어, 도 14에 도시된바와 같이, 좌측에 존재하는 참조 샘플 중 하나 이상을 이용하여 상단의 참조 샘플에 대한 1차원 배열이 구성될 수 있다. 이때, 좌측 참조 샘플 중 상단의 참조 샘플을 구성하기 위해 사용되는 샘플은 방향성 모드에 따라 달라 질 수 있다. 도 14에 따르면, 좌측 참조 샘플을 이동시켜 상단의 참조 샘플이 재구성 될 수 있다. 다른 예로, 하나 이상의 좌측 참조 샘플의 보간을 이용하여 상단의 참조 샘플이 재구성될 수 있다.
이하에서는, 복호화된 우측 및/또는 하단 원본 샘플을 포함하는 참조 샘플을 이용하여, 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 방법에 대해서 자세히 설명한다.
도 15는 본 발명에 따른, DC 모드에서의 화면 내 예측 방법 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
우측 및/또는 하단 원본 샘플을 포함하는 참조 샘플을 이용하여, 비방향성 화면 내 예측을 수행하는 경우, 비방향성 화면 내 예측 모드는 DC 모드, Planar 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이 현재 블록의 가로 길이가 W, 세로 길이가 H일 때, 아래의 수학식 12에 따라 DC 모드 예측이 수행 될 수 있다. 현재 블록의 DC 모드 예측은, 인접한 복원 샘플로 구성한 상단, 좌측 참조 샘플 및/또는 원본 샘플 복호화 및 보간을 통해 구성한 우측, 하단 참조 샘플 중 하나 이상의 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 수행 될 수 있다. 아래의 average()은 정수의 평균을 구하는 연산자일 수 있다.
[수학식 12]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000009
본 발명에 따른 DC 모드 예측 방법은 현재 블록의 크기, 형태 중 적어도 하나에 기반하여 아래와 같은 예시 중 적어도 하나에 따라 수행 될 수 있다.
예를 들어, 수학식 12에서 w1 = w2 = w3 = w4 = w5일 수 있다. 다른 예로, 수학식 12에서 w1, w2, w3, w4, w5는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 다른 예로, 수학식 12에서 w3 = w4 = w5 = 0일 수 있다. 다른 예로, 수학식 12에서 w1 = w2이고, w3 = w4 = w5 일 수 있다. 단, w1 > w3 일 수 있다. 다른 예로, 현재 블록이 W > H인 비정방형 블록의 경우 수학식 12에서 w1 = w3 = w5이고, w2 = w4 일 수 있다. 단, w1 > w2 일 수 있다. 다른 예로, 현재 블록이 W > H인 비정방형 블록의 경우 수학식 12에서 w2 = w4 = 0 일 수 있다. 다른 예로, 현재 블록이 W < H인 비정방형 블록의 경우 수학식 12에서 w1 = w3이고, w2 = w4 = w5 일 수 있다. 단, w1 < w2 일 수 있다. 다른 예로, 현재 블록이 W < H인 비정방형 블록의 경우 수학식 12에서 w1 = w3 = 0 일 수 있다.
Planar 모드에서는, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치 (x, y) 에 따라 상기 구성한 상단 참조 샘플, 좌측 참조 샘플, 하단 참조 샘플, 우측 참조 샘플 중 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합 (weighted sum)을 이용하여 예측이 수행 될 수 있다.
예를 들어, 도 15에 도시된 바와 같이 현재 블록의 가로 길이가 W, 세로 길이가 H일 때, 아래의 수학식 13에 따라 Planar 모드 예측이 수행 될 수 있다. 예측 블록을 구성하는 각 픽셀 위치에서의 예측 값은 상단 참조 픽셀, 좌측 참조 픽셀, 하단 참조 픽셀, 우측 참조 픽셀 값의 가중합을 이용하여 planar 모드 예측이 수행 될 수 있다. 이때, 원본 샘플을 복호화 한 값 및 보간 된 값들로 구성한 우측 및/또는 하단 참조 샘플 값으로, 현재 블록의 최우측 열 및/또는 최하단 행의 예측 샘플 값을 각각 구성할 수 있다.
[수학식 13]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000010
도 16 내지 도 18은 본 발명에 따른, 방향성 모드에서의 화면 내 예측 방법 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
우측 및/또는 하단 원본 샘플을 포함하는 참조 샘플을 이용하여, 방향성 화면 내 예측을 수행하는 경우, 방향성 예측 모드는 수평 모드, 수직 모드, 소정의 각도를 가지는 모드 중 적어도 하나일 수 있다.
우측 및/또는 하단 원본 샘플을 포함하는 참조 샘플을 이용하여, 방향성 화면 내 예측을 수행할 때, 각 방향 양 끝의 두 참조 샘플 값을 이용하여 양방향 예측을 수행할 수 있다. 여기서 방향성 예측의 각도는 도 16에 도시되어 있는바 와 같이 360° 내의 모든 방향을 의미할 수 있다. 양방향 예측 모드의 개수는 N일 수 있고, N은 양의 정수를 의미할 수 있다.
이때, 원본 샘플을 복호화 한 값 및 보간 된 값들로 구성한 우측 및/또는 하단 참조 샘플 값으로 현재 블록의 최우측 열의 예측 샘플 값, 현재 블록의 최하단 행의 예측 샘플 값을 각각 우선 구성할 수 있다.
도 17 (a) 내지 (c)에서, 마름모로 표시된 샘플은 특정 위치에서의 예측 대상 샘플 Pred(x,y)일 수 있고, 동그라미로 표시된 샘플은 예측 대상 샘플의 예측을 위해 사용되는 참조 샘플 Ref1 및 Ref2를 의미 할 수 있다. 이때 Ref1과 Ref2 각각은 상단, 좌측, 우측 혹은 하단 참조 샘플들 중 하나 일 수 있다. 도 17(a)는 예측 대상 샘플을 위한 참조 샘플이 좌측 및 상단 참조 샘플인 경우를, 도 17(b)는 예측 대상 샘플을 위한 참조 샘플이 하단 및 상단 참조 샘플인 경우를, 도 17(c)는 예측 대상 샘플을 위한 참조 샘플이 하단 및 우측 참조 샘플인 경우를 각각 도시한다.
또한, 도 17 (a) 내지 (c)에서, W1 및 W2는 양방향 예측에 사용되는 참조 샘플 Ref1 또는 Ref2 사이의 거리를 의미할 수 있다.
이때, 참조 샘플의 위치가 정수가 아닐 경우, 인접한 복수개의 정수 위치의 참조 샘플 값의 보간한 값으로 해당 참조 샘플 값을 구성할 수 있다. 예컨데, Ref1이 Ref_상단[x]과 Ref_상단[x+1] 사이에 존재하는 경우, (단, x = 0, … , W-2), 두 정수 위치의 참조 샘플 중 Ref1에서 더 가까운 참조 샘플의 정수 위치 Ref_상단[k]를 이용하여 W1를 계산할 수 있다. 또한, Ref2가 Ref_좌측[y]과 Ref_좌측[y+1] 사이에 존재하는 경우(단, y = 0, …, H-2), 두 정수 위치의 참조 샘플 중 Ref2에서 더 가까운 참조 샘플의 정수 위치 Ref_좌측[l]을 이용하여 거리를 계산할 수 있다.
동일한 방법으로, 예측 대상 샘플의 참조 샘플이 하단 및/또는 우측 샘플인 경우, 상술한 방법과 동일한 방법을 통해 정수 위치의 하단 및/또는 우측 참조 샘플을 구하고, 이를 바탕으로 예측 대상 샘플과 참조 샘플 사이의 거리를 구할 수 있다. 구체적으로 W1과 W2는 아래의 방법에 따라 구해 질 수 있다.
예를 들어, Pred(x,y)와 Ref1 사이의 거리 W1는 sqrt{ (x-k)2 + (y+1)2 }로 구해질 수 있다. 다른 예로, Pred(x,y)와 Ref1 사이의 거리 W1는 abs(x-k) + (y+1) 로 구해질 수 있다. 다른 예로, Pred(x,y)와 Ref1 사이의 거리 W1는 max{ abs(x-k), (y+1) }로 구해질 수 있다. 다른 예로, Pred(x,y)와 Ref2 사이의 거리 W2는 sqrt{ (x+1)2 + (y-l)2 }로 구해질 수 있다. 다른 예로, Pred(x,y)와 Ref2 사이의 거리 W2는 (x+1) + abs(y-l)로 구해질 수 있다. 다른 예로, Pred(x,y)와 Ref2 사이의 거리 W2는 max{ (x+1), abs(y-l) }로 구해질 수 있다.
방향성 모드에서의 양방향 예측은 아래의 수학식 14와 같이 수행될 수 있다.
[수학식 14]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000011
일 예로, w_ref1 및 w_ref2는 예측 샘플과 Ref1 사이의 거리(W1) 및 예측 샘플과 Ref2 사이의 거리(W2)에 각각 비례하는 가중치일 수 있다.
다른 예로, w_ref1 및 w_ref2는 예측 샘플과 Ref1 사이의 거리 및 예측 샘플과 Ref2 사이의 거리에 각각 반비례하는 가중치일 수도 있다.
또한, w_ref1_type, w_ref2_type 는 Ref1 또는 Ref2가 복원된 샘플로 구성한 상단/좌측 참조 샘플에 위치한 참조 샘플인지 또는 보간으로 구성한 하단/우측 참조 샘플에 위치한 참조 샘플인지와 관련된 가중치일 수 있다. 이때, w_ref1, w_ref2, w_ref1_type, w_ref2_type 는 아래 중 하나 이상의 방법으로 결정될 수 있다.
예를 들어, w_ref1 = w_ref2 = w_ref1_type = w_ref2_type = C일 수 있고, C는 임의의 상수일 수 있다.
다른 예로, w_ref1 = W1이고 w_ref2 = W2이고 w_ref1_type = w_ref2_type = C 일 수 있다. 이때, C는 임의의 상수일 수 있고, 일례로 C=0일 수 있다.
다른 예로, w_ref1 = W2이고 w_ref2 = W1이고 w_ref1_type = w_ref2_type = C 일 수 있다. 이때, C는 임의의 상수일 수 있고, 일례로 C=0일 수 있다.
다른 예로, 도 18(a)에 도시된 바와 같이 Ref1과 Ref2가 모두 상단 또는 좌측 참조 샘플 영역에 존재하는 경우, w_ref1_type = w_ref2_type = C1 일 수 있고, w_ref1 및 w_ref2는 각각 w_ref1 = W1, w_ref2 = W2 이거나, 또는 w_ref1 = w_ref2 = C2 일 수 있다. 이때, C1, C2는 임의의 상수일 수 있다.
다른 예로, 도 18(b)와 같이 Ref1은 상단 또는 좌측 참조 샘플 영역에 존재하고, Ref2은 우측 또는 하단 참조 샘플 영역에 존재하는 경우, w_ref1_type > w_ref2_type 일 수 있고, w_ref1 및 w_ref2는 각각 w_ref1 = W1, w_ref2 = W2 이거나, 또는 w_ref1 = w_ref2 = C 일 수 있다. 이때, C는 임의의 상수일 수 있다.
다른 예로, 도 18(c)와 같이 Ref2은 상단 또는 좌측 참조 샘플 영역에 존재하고, Ref1은 우측 또는 하단 참조 샘플 영역에 존재하는 경우, w_ref1_type < w_ref2_type 일 수 있고, wref1 및 w_ref2는 각각 w_ref1 = W1, w_ref2 = W2 이거나, 또는 wref1 = w2ref2 = C 일 수 있다. 이때, C는 임의의 상수일 수 있다.
다른 예로, 도 18(d)와 같이 Ref1과 Ref2가 모두 하단 또는 우측 참조 샘플 영역에 존재하는 경우, w_ref1_type = w_ref2_type = C1일 수 있고, w_ref1 및 w_ref2는 각각 wref1 = W1, w_ref2 = W2 이거나 또는 w_ref1 = w_ref2 = C2 일 수 있다. 이때, C1, C2는 임의의 상수일 수 있다.
이하에서는, 복호화 장치가 현재 블록에 대해 중첩 예측자를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법에 대해서 설명한다.
도 19는 본 발명에 따른, 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측 방법 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
복호화기는 현재 블록에 대해, 중첩 예측자를 이용하여 화면 내 예측을 수행 할 수 있다. N개의 화면 내 예측 모드를 이용하여 현재 블록을 예측하는 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 mode_CB는 아래중 하나일 수 있다.
예를 들어, mode_CB는 N개의 화면 내 예측 모드 중 하나로 정해 질 수 있다. 구체적으로 mode_CB는 N개의 화면 내 예측 모드 중, 각 화면 내 예측 모드로 생성한 예측자와 현재 블록 사이의 잔차 신호, 해당 잔차 신호 전송에 필요한 정보량 중 적어도 하나 이상을 고려하는 비용 함수 관점에서 가장 작은 비용(cost)를 갖는 모드로 정해 질 수 있다..
Mode_CB와 인접한 K개의 모드를 mode_CB의 인접 모드 mode_NGB로 정의할 수 있다. 이때, K개의 인접한 모드 는 mode_CB + 1 ~ mode_CB + K1 그리고 mode_CB - 1 ~ mode_CB - K2 중 하나 이상을 의미할 수 있다. 여기서, K1, K2는 양의 정수이고 K1 + K2 = K일 수 있다.
중첩 예측자 Pred_combined는 아래의 수학식 15에 따라 유도 될 수 있다. 구체적으로 중첩 예측자는 mode_CB를 이용하여 만든 예측자 Pred_mode_CB와 mode_NGB를 이용하여 만든 예측자 Pred_mode_NGB 의 가중합을 통해 유도 될 수 있다.
[수학식 15]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000012
도 19는 중첩 예측자를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 몇몇 예시를 도시한다. 복호화기는 현재 블록에 대해 mode_CB와 mode_NGB를 결정하고, 이를 바탕으로 Pred_mode_CB 및 Pred_mode_NGB를 유도할 수 있다. 복호화기는 유도된 Pred_mode_CB 및 Pred_mode_NGB의 가중합을 통해 Pred_combined을 유도 할 수 있다. 여기서 가중치 w1 및 w2는 w1 + w2 = 1 조건을 만족할 수 있다.
중첩 예측자를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 경우, 중첩 예측자 플래그(flag_combined) 및/또는 복수개의 인접 모드 중 어떤 mode_NGB를 사용하여 Pred_combined을 구성했는지를 지시자를 시그널링 할 수 있다.
현재 블록과 현재 블록의 예측자(Pred_mode_CB) 사이의 비용을 cost_CB, 현재 블록과 중첩 예측자(Pred_combined) 사이의 비용을 cost_combined이라 정의 할 때, 복호화기는 cost_CB 와 cost_combined를 비교할 수 있다.
이때, K개의 인접 모드 (mode_NGB_index 단, index = 0, …, K-1)에서, 각각의 mode_NBG_index를 이용했을 때의 cost_combined 중 가장 작은 값을 갖는 mode_NBG_index의 cost_combined과 cost_CB를 비교할 수 있다.
예를 들어, cost_CB > cost_combined인 경우 Pred_combined를 이용하여 예측을 수행하고, flag_combined 및 인덱스 정보를 시그널링 할 수 있다. 이때 flag_combined 값은 제 1 값일 수 있다. 반면, cost_CB <= cost_combined_index인 경우 mode_CB를 이용하여 예측을 수행하고 flag_combined을 전송할 수 있다. 이때의 flag_combined 값은 제 2 값일 수 있다. 여기서 제 1 값과 제 2 값은 각각 0과 1 또는 1과 0 일 수 있다. 인덱스 정보는 부호화기 및 복호화기에 의해 엔트로피 부호화/복호화 될 수 있다.
도 20은 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측 방법에서 이용될 수 있는 템플릿(template)을 설명하기 위한 도면이다.
중첩 예측자를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 또 다른 실시예로, 부호화기는 중첩 예측자 플래그(flag_combined)를 전송하되, 지시자(index)는 복호화기에 의해 유도 될 수 있다.
이때, flag_combined 값을 결정하기 위하여, 부호화기는 현재 블록과 인접한 복원 픽셀 영역을 템플릿(template)으로 지정하고, 상기 템플릿과 복원 영역 사이의 비용 함수 또는 코스트(cost) 값을 이용할 수 있다. 예컨데, 비용 함수 또는 코스트(cost)는 SAD, SSE, SATD, MSE 등 중 하나 일 수 있다.
예를 들어, 도 20에서 W x H인 크기를 갖는 현재 블록에 대하여 템플릿은 현재 블록 최상단 행과 인접한 N개의 행, 현재 블록 최좌측 열과 인접한 M개의 열일 수 있다. 여기서 상기 N개의 행과 M개의 열을 각각 상단 템플릿과 좌측 템플릿이라 정의 할 수 있다. 여기서, N, M은 W, H에 따라 변하는 값일 수 있다. 구체적으로 N 및/또는 M은 아래의 방법에 따라 결정 될 수 있다.
예를 들어, N 및/또는 M은 W 및/또는 H값과 상관 없이 결정되는 소정의 양의 정수일 수 있다. 다른 예로, W = H인 경우 N 및 M은 N=M을 만족하는 양의 정수일 수 있다. 다른 예로, W > H인 경우 N 및 M은 N < M을 만족하는 양의 정수일 수 있다. 다른 예로, W < H인 경우 N 및 M은 N > M을 만족하는 양의 정수일 수 있다.
도 20에 도시되는 템플릿 참조 샘플과 상기 mode_CB를 이용하여 템플릿 영역에서 구성한 예측자(Pred_TMP)와 같은 영역의 복원 샘플 사이의 cost_TMP_CB를 계산할 수 있다. 이때, cost_TMP_CB가 기 설정된 값 이하인 경우, 부호화기는 flag_중첩 값을 제 1값으로 설정하여 시그널링 할 수 있다. 반면, cost_TMP_CB가 상기 기설정된 값을 초과하는 경우, 부호화기는 flag_중첩 값을 제 2값으로 설정하여 시그널링 할 수 있다. 부호화기는 mode_CB에 따라 상단 템플릿의 각 행 및/또는 좌측 템플릿의 각 열에 서로 다른 가중치를 적용하여, cost_TMP_CB 값을 계산 할 수 있다. 여기서 가중치는 아래의 방법에 따라 결정 될 수 있다.
예를 들어, mode_CB와 상관 없이 좌측 템플릿 및 상단 템플릿에 모두 동일한 가중치가 적용 될 수 있다. 다른 예로, mode_CB가 수평 방향 모드 중 하나일 경우, 좌측 템플릿의 가중치가 상단 템플릿의 가중치보다 크도록 설정 될 수 있다. 다른 예로, mode_CB가 수직 방향 모드 중 하나일 경우, 상단 템플릿 가중치가 좌측 템플릿의 가중치보다 크도록 설정 될 수 있다. 다른 예로, mode_CB가 대각방향 모드 중 하나일 경우, 상단 템플릿 가중치와 좌측 템플릿의 가중치는 같도록 설정 될 수 있다.
또한, 비용 값을 계산할 때 mode_CB에 따라 상기 cost_TMP_CB 계산에 이용되는 템플릿이 다르도록 설정 될 수 있다. 구체적으로 cost_TMP_CB에 이용되는 템플릿은 아래의 방법에 따라 결정 될 수 있다.
예를 들어, mode_CB와 상관 없이 좌측 템플릿 및 상단 템플릿을 모두 cost_TMP_CB 계산에 사용 할 수 있다. 다른 예로, mode_CB가 수평 방향 모드 중 하나일 경우, 좌측 템플릿을 cost_TMP_CB 계산에 사용 할 수 있다. 다른 예로, mode_CB가 수직 방향 모드 중 하나일 경우, 상단 템플릿을 cost_TMP_CB 계산에 사용 할 수 있다. 다른 예로, mode_CB가 대각방향 모드 중 하나일 경우, 상단 템플릿과 좌측 템플릿을 cost_TMP_CB 계산에 사용 할 수 있다.
복호화기에서 엔트로피 복호화 한 flag_combined의 값이 제 1값인 경우, 복호화기는 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측에 필요한 인접 모드 지시자(index)를 유도할 수 있다. 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측에 사용되는 인접 모드의 개수가 K개일 때, 복호화기는 mode_CB로부터 계산되는 cost_TMP_CB값과 K개의 인접 모드 중 하나의 모드인 mode_NGB로부터 계산되는 cost_TMP_NGB 값을 비교할 수 있다. 이때, 복호화기는 복수개의 mode_NGB 중 가장 작은 cost 값을 갖는 mode_NGB의 cost_TMP_NGB를, 최종적으로 cost_TMP_CB값과 비교 할 수 있다.
복호화기의 cost 비교 결과, cost_TMP_NGB < cost_TMP_CB + C를 만족하는 경우, 복호화기는 상술한 수학식 15에 따라 중첩 예측자를 이용한 화면 내 예측을 수행 할 수 있다. 이때, C는 임의의 상수일 수 있다. 예컨데, C값은 0일 수 있다.
또한, 복호화기의 cost 비교 결과 cost_TMP_NGB >= cost_TMP_CB + C를 만족하는 경우, 복호화기는 mode_CB로 만든 Pred_mode_CB를 이용하여 화면 내 예측을 수행할 수 있다.
이하에서는, 화면 내 예측과 화면 간 예측의 중첩 예측을 통해 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 방법에 대해서 설명한다.
소정의 화면내 예측 모드를 이용하여 예측한 값과 소정의 화면간 예측 모드를 이용하여 예측한 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이때, 가중치는 부호화 모드, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 현재 블록의 크기/형태, 예측 샘플 위치 중 적어도 하나에 따라서 다르게 적용될 수 있다.
예컨대, 화면 내 예측 모드가 DC 또는 Planar와 같이 비방향성 모드인 경우, 화면 내 예측 샘플과 화면간 예측 샘플에 각각 1/2에 해당하는 가중치를 적용할 수 있다. 즉, 화면 내 예측 모드와 화면 간 예측 모드에 적용되는 가중치의 비율은 1:1일 수 있다.
또는, 화면 내 예측 모드가 수직 모드인 경우, 화면 내 예측 샘플에 대한 가중치 값이 상단 참조 샘플에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 반대로, 화면 간 예측 샘플에 대한 가중치 값은 상단 참조 샘플에서 멀어질수록 증가 할 수 있다. 즉, 화면 내 예측 모드가 수직 모드인 경우, 현재 블록의 y축 값이 커질수록 화면 내 예측 샘플에 대한 가중치 값은 작아 질 수 있고, 화면 간 예측 샘플에 대한 가중치 값은 커질 수 있다.
여기서, 화면 내 예측 모드가 수직 모드인 경우는, 화면 내 예측 모드의 값이 50인 경우를 의미 할 수 있다.
마찬가지로, 상기 화면 내 예측 모드가 수평 모드인 경우, 화면 내 예측 샘플에 대한 가중치 값이 좌측 참조 샘플에서 멀어질수록 감소할 수 있다. 반대로, 화면 간 예측 샘플에 대한 가중치 값은 상단 참조 샘플에서 멀어질수록 증가 할 수 있다. 즉, 화면 내 예측 모드가 수평 모드인 경우, 현재 블록의 y축 값이 커질수록 화면 내 예측 샘플에 대한 가중치 값은 작아 질 수 있고, 화면 간 예측 샘플에 대한 가중치 값은 커질 수 있다.
여기서, 화면 내 예측 모드가 수직 모드인 경우는, 화면 내 예측 모드의 값이 18인 경우를 의미 할 수 있다.
상기 화면내 예측 샘플에 적용한 가중치값과 화면간 예측 샘플에 적용한 가중치 값의 합은 2의 자승(예컨대, 4, 8, 16, 32)일 수 있다. 구체적으로, 화면 내 예측 모드에 대한 가중치를 w1, 화면 간 예측 모드에 대한 가중치를 w2라 할 때, w1+w2=2^N의 관계가 성립할 수 있다. 일예로 N은 3일 수 있다.
또한, 현재 블록의 크기가 소정의 범위에 해당하는 경우, 화면 내 예측 샘플과 화면 간 예측 샘플에 각각 1/2 (1:1의 비율)에 해당하는 가중치를 적용할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 가로 또는 세로의 크기가 4 미만인 경우, 가중치 비율이 1:1로 결정 될 수도 있다.
상기 화면 내 예측 모드는 DC 모드 또는 Planar 모드 중 적어도 하나로 고정되거나 시그널링되어 결정될 수 있다. 또는, MPM 후보 모드 중 하나일 수 있으며 MPM 인덱스를 시그널링하여 상기 화면 내 예측 모드를 결정할 수 있다. 상기 MPM 후보 모드는 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 유도될 수 있으며 상기 주변 블록의 모드는 소정의 대표 모드로 변경될 수 있다. 예컨대, 주변 블록의 화면내 예측 모드가 수직 방향의 방향성 모드인 경우, 수직 모드로 변경되고, 수평 방향의 방향성 모드인 경우, 수평 모드로 변경될 수 있다.
상기 화면 간 예측 모드는 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 중 적어도 하나일 수 있다. 즉, 현재 블록의 화면 간 예측 모드가 머지 모드인 경우, 머지 인덱스에 해당하는 움직임 정보로 예측한 화면 간 예측 값과 DC 또는 Planar 모드를 이용하여 예측된 값의 가중합을 통하여 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다.
이하에서는, 복호화기가 하나 이상의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 방법을 설명한다.
도 21은 화면 내 예측 모드의 방향성 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 화면 내 예측 모드를 몇몇 모드들로 분류한 모습을 도시한다. 구체적으로, 수평 방향의 화면 내 예측 모드를 HOR_MODE, 수직 방향의 화면 내 예측 모드를 VER_MODE, 정 우하단 방향의 화면 내 예측 모드를 DIA_MODE, 정 우상단 방향의 화면 내 예측 모드를 UR_MODE, 정 좌하단 방향의 화면 내 예측 모드를 DL_MODE로 분류 할 수 있다. 이때 복호화기는 현재 블록의 화면 내 예측 모드 CUR_MODE에 따라, 아래 중 하나의 방법으로 복수 참조 샘플 라인을 이용한 보간 예측을 수행 할 수 있다.
예컨데, HOR_MODE는 화면 내 예측의 각도가 x축과 평행한 화면 내 예측 모드를 의미 할 수 있다. VER_MODE는 화면 내 예측의 각도가 y축과 평행한 화면 내 예측 모드를 의미 할 수 있다. DIA_MODE는 화면 내 예측의 각도가 x축에 대해 좌상단으로 45도 각도를 가지는 예측 모드를 의미 할 수 있다. UR_MODE는 화면 내 예측의 각도가 x축에 대해 좌하단으로 45도 각도를 가지는 예측 모드를 의미 할 수 있다. DL_MODE는 화면 내 예측의 각도가 x축에 대해 우상단으로 45도 각도를 가지는 예측 모드를 의미 할 수 있다. DC_MODE는 DC 모드에 따른 예측 모드를, PLANAR_MODE는 planar 예측에 따른 예측 모드를 각각 의미 할 수 있다.
도 22 내지 도 25는 본 발명에 따른, 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어, 도 22는 CUR_MODE < HOR_MODE를 만족하는 경우, 복수의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 실시예를 도시한다. 도 23은 HOR_MODE < CUR_MODE < DIA_MODE를 만족하는 경우, 복수의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 실시예를 도시한다. 도 24는 DIA_MODE < CUR_MODE < VER_MODE를 만족하는 경우, 복수의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 실시예를 도시한다. 도 25는 CUR_MODE > VER_MODE를 만족하는 경우, 복수의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 실시예를 도시한다.
다른 예로, CUR_MODE가 DC_MODE, PLANAR_MODE, UR_MODE, DIA_MODE, VER_MODE, DL_MODE 중 하나일 경우, 복호화기는 보간을 수행하지 않고 각 참조 샘플 라인의 위치한 정수 참조 샘플들의 가중합을 통해 화면 내 예측을 수행 할 수 있다.
도 22 및 도 23에서 L_pred는 CUR_MODE에 대응하는 예측 방향을 의미하고, (R_0,N-1), (R_0,N) 및 (R_0,N+1)은 보간을 위해 사용되는 첫 번째 참조 샘플 라인 상의 연속된 세 개의 참조 샘플을 의미하며, (R_-1,N-1), (R_-1,N) 및 (R_-1,N+1)은 보간을 위해 사용되는 두 번째 참조 샘플 라인 상의 연속된 세 개의 참조 샘플을 의미 할 수 있다. 또한, R_frac_bottom은 첫 번째 참조 샘플 라인과 L_pred의 교차점을 의미하고, R_frac_top은 두 번째 참조 샘플 라인과 L_pred의 교차점 (정수 또는 소수점 위치)을 의미 할 수 있다. 이때 R_frac_bottom 및 R_frac_top은 모두 정수 또는 소수점 위치에 해당하는 위치를 의미 할 수 있다.
또한, 두 번째 참조 샘플 라인 위에서 R_frac_bottom와 동일한 동일한 y좌표 위치에 존재하는 sub-pixel을 R_vir_top, 첫 번째 참조 샘플 라인 위에서 R_frac_top과 동일한 y좌표 위치에 존재하는 sub-pixel을 R_vir_bottom으로 정의할 수 있다.
또한, 도 22의 경우 (R_0,N-1)에서 R_vir_bottom까지의 거리를 d1, (R_0,N)에서 R_frac_bottom까지의 거리를 d2로 정의할 수 있고, 도 23의 경우 (R_0,N-1)에서 R_frac_bottom까지의 거리를 d1, (R_0,N)에서 R_vir_bottom까지의 거리를 d2로 정의할 수 있다.
이 때, R_frac_bottom과 R_frac_top의 중간 지점을 V_intp_C로 정의할 수 있고, V_intp_C를 지나면서 L_pred와 직교하는 직선을 L_pred_perpend로 정의할 수 있다. R_frac_bottom과 R_vir_top을 잇는 직선과 L_pred_perpend의 교차점을 도 22에서는 V_intp_R, 도 23에서는 V_intp_L로 각각 정의 할 수 있다. R_vir_bottom와 R_frac_top을 잇는 직선과 L_pred_perpend의 교차점을 도 22에서는 V_intp_L, 도 23에서는 V_intp_R로 각각 정의할 수 있다. 이 때, V_intp_C를 지나는 수평 직선과 V_intp_L또는 V_intp_R의 최단 거리를 델타(△)로 정의할 수 있다.
도 24 및 도 25에서 L_pred는 CUR_MODE에 대응하는 예측 방향을 의미하고, (R_N-1,0), (R_N,0) 및 (R_N+1,0)은 보간을 위해 사용되는 첫 번째 참조 샘플 라인 상의 연속된 세 개의 참조 샘플을 의미하며, (R_N-1,-1), (R_N,-1) 및 (R_N+1,-1)은 보간을 위해 사용되는 두 번째 참조 샘플 라인 상의 연속된 세 개의 참조 샘플을 의미 할 수 있다. 또한 R_frac_bottom은 첫 번째 참조 샘플 라인과 L_pred의 교차점을 의미하고, R_frac_top은 두 번째 참조 샘플 라인과 L_pred의 교차점을 의미 할 수 있다. 이때 R_frac_bottom 및 R_frac_top은 모두 정수 또는 소수점 위치에 해당하는 위치를 의미 할 수 있다.
또한, 두 번째 참조 샘플 라인 위에서 R_frac_bottom와 동일한 동일한 x 좌표 위치에 존재하는 sub-pixel을 R_vir_top, 첫 번째 참조 샘플 라인 위에서 R_frac_top과 동일한 x 좌표 위치에 존재하는 sub-pixel을 R_vir_bottom으로 정의할 수 있다.
또한, 도 24의 경우 (R_N-1,0)에서 R_vir_bottom까지의 거리를 d1, (R_N,0)에서 R_frac_bottom까지의 거리를 d2로 정의할 수 있고, 도 25의 경우 (R_N-1,0)에서 R_frac_bottom까지의 거리를 d1, (R_N,0)에서 R_vir_bottom까지의 거리를 d2로 정의할 수 있다.
이 때, R_frac_bottom과 R_frac_top의 중간 지점을 V_intp_C로 정의할 수 있고, V_intp_C를 지나면서 L_pred와 직교하는 직선을 L_pred_perpend로 정의할 수 있다. R_frac_bottom과 R_vir_top을 잇는 직선과 L_pred_perpend의 교차점을 도 24에서는 V_intp_R, 도 25에서는 V_intp_L로 각각 정의 할 수 있다. R_vir_bottom와 R_frac_top을 잇는 직선과 L_pred_perpend의 교차점을 도 24에서는 V_intp_L, 도 25에서는 V_intp_R로 각각 정의 할 수 있다. 이 때, V_intp_C를 지나는 수평 직선과 V_intp_L또는 V_intp_R의 최단 거리를 델타(△)로 정의할 수 있다.
이때, 도 22에서 R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, R_vir_top은 아래의 수학식 16에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 16]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000013
또한, 도 23에서 R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, R_vir_top은 아래의 수학식 17에 따라 구해질 수 있다.
[수학식 17]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000014
또한, 도 24에서 R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, R_vir_top은 아래의 수학식 18에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 18]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000015
또한, 도 25에서 R_frac_bottom, R_vir_bottom, R_frac_top, R_vir_top은 아래의 수학식 19에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 19]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000016
도 22 내지 도 25에서, R_frac_bottom과 R_vir_bottom 사이의 거리를 W_R, R_frac_bottom과 R_vir_top 사이의 거리를 H_R라고 할 때, 델타(△)는 아래의 수학식 20에에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 20]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000017
또한, 도 22 및 도 24에서 V_intp_L, V_intp_R, V_intp_C는 아래의 수학식 21에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 21]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000018
또한, 도 23 및 도 25에서 V_intp_L, V_intp_R, V_intp_C는 아래의 수학식 22에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 22]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000019
위의 수학식 21 및 수학식 22에서, F1, F2, F3는 '1/F'-pel의 sub-pixel의 보간을 의미할 수 있고, F1, F2, F3는 2의 지수승일 수 있다. 예를 들어, F1, F2, F3는 2, 4, 8, 16, 32, 64, 2^n 중 하나일 수 있다. 또한, N1은 (F1 + F2) = 2^N1 의 조건을 만족시키는 값일 수 있다. 예를 들어 F1=F2=32인 경우, N=6일 수 있다. 또한, N2은 F3 = 2^N2 의 조건을 만족시키는 값일 수 있다. 예를 들어 F3=32인 경우, N=5일 수 있다.
최종적인 보간 값 V_intp는 아래의 수학식 23에 따라 유도 될 수 있다.
[수학식 23]
Figure PCTKR2018014458-appb-I000020
구체적으로, V_intp는 V_intp_C, V_intp_L, V_intp_R의 가중합을 통해 유도 될 수 있다. 이때, W_C, W_L, W_R은 각 값의 가중치일 수 있으며, WC+WL+ WR는 2의 지수승일 수 있다. 또한, NF는 (W_C+W_L+W_R) = 2^N 의 조건을 만족시키는 값일 수 있다. 예를 들어 W_C=6, W_L=1, W_R =1인 경우, N=3일 수 있다.
두개의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 또 다른 실시예는, 동일한 방식으로 N개의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 실시예로 확대될 수 있다. 즉, 2개 이상의 참조 샘플 라인을 이용하여 보간 예측을 수행하는 실시예에 상술한 실시예가 확장되어 적용될 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
움직임 벡터가 16-화소(16-pel) 단위, 8-화소(8-pel) 단위, 4-화소(4-pel) 단위, 정수-화소(integer-pel) 단위, 1/2-화소(1/2-pel) 단위, 1/4-화소(1/4-pel) 단위, 1/8-화소(1/8-pel) 단위, 1/16-화소(1/16-pel) 단위, 1/32-화소(1/32-pel) 단위, 1/64-화소(1/64-pel) 단위 중 적어도 하나 이상을 가질 때도 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 또한 움직임 벡터는 상기 화소 단위 별로 선택적으로 사용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화 하는데 이용될 수 있다.

Claims (16)

  1. 영상 복호화 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계;
    현재 블록의 최우측 열(the rightmost column) 및 최하단 행(the bottom row)에 존재하는 적어도 하나의 원본 샘플을 복호화하는 단계;
    상기 복호화된 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계; 및
    상기 구성된 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 원본 샘플이 최우측 열에 포함되는 경우,
    상기 원본 샘플은, 상기 최우측 열의 상단의 참조 샘플 및 상기 원본 샘플에 대응되는 상기 현재 블록의 좌측 참조 샘플을 이용하여 복호화 되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 원본 샘플이 최하단 행에 포함되는 경우,
    상기 원본 샘플은, 상기 최하단 행의 좌측의 참조 샘플 및 상기 원본 샘플에 대응되는 상기 현재 블록에 대한 상단 참조 샘플을 이용하여 복호화 되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 참조 샘플을 구성하는 단계는,
    상기 복호화된 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 상기 현재 블록의 최하단 행 및 최우측 열에 포함되는 샘플들에 대한 보간을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화면 내 예측 모드가 DC 모드인 경우,
    상기 DC 모드에 사용되는 평균 값은, 상단 참조 샘플 값들의 합, 좌측 참조 샘플 값들의 합, 우측 참조 샘플 값 들의 합 및 하단 참조 샘플 값들의 합 각각에 소정의 가중치를 곱한 값들의 합을 이용하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 화면 내 예측 모드가 Planar 모드인 경우,
    상기 화면 내 예측은, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치에 따른 상단 참조 샘플, 좌측 참조 샘플, 하단 참조 샘플 및 우측 참조 샘플 중 적어도 하나 이상의 참조 샘플로부터의 거리를 고려한 가중합을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 화면 내 예측 모드가 방향성 예측 모드인 경우,
    상기 화면 내 예측은, 상기 현재 블록의 화면 내 예측 대상 샘플의 위치 및 화면 내 예측 모드 각도에 따라 결정되는 제 1 참조 샘플 및 제 2 참조 샘플을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 화면 내 예측은, 상기 제 1 참조 샘플과 상기 예측 대상 샘플 간의 거리인 제 1 거리 및 상기 제 2 참조 샘플과 상기 예측 대상 샘플 간의 거리인 제 2 거리에 따라 결정되는, 제 1 가중치 및 제 2 가중치를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 화면 내 예측의 결과 값은, 아래의 수학식 1을 만족하되,
    [수학식 1]
    Figure PCTKR2018014458-appb-I000021
    여기서, P_red_c(x,y)는 (x,y) 샘플의 예측 값을 나타내고, w_ref1 및 w_ref2는 각각 상기 제 1 가중치 및 상기 제 2 가중치를 나타내고, w1 및 w2는 각각 상기 제 1 거리 및 상기 제 2 거리를 나태나고, ref1과 ref2는 각각 상기 제 1 참조 샘플과 상기 제 2 참조 샘플의 샘플 값을 나타내고, w_ref1_type 및 w_ref2_type은 각각 상기 제 1 참조 샘플과 상기 제 2 참조 샘플이 상기 상단 참조 샘플, 상기 좌측 참조 샘플, 상기 우측 참조 샘플 및 상기 하단 참조 샘플 중 어느 샘플에 포함되는지와 관련하여 결정되는 가중치를 나타내는 것을 특징으로하는, 영상 복호화 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 화면 내 예측을 수행하는 단계는,
    상기 화면 내 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과와 상기 화면 내 예측 모드에 인접한 인접 화면 내 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과의 가중합을 통해 유도되는 중첩 예측자를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 인접 화면 예측 내 예측 모드는,
    상기 중첩 예측자를 통한 화면 내 예측이 수행되는지 여부를 지시하는 중첩 예측자 플래그와 상기 인접 화면 예측 내 모드를 지시하는 인덱스(index)에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 복호화 방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 중첩 예측자를 통한 화면 내 예측이 수행되는지 여부는, 상기 화면 내 예측 모드를 이용한 화면 내 예측 비용(cost)와 상기 중첩 예측자를 통한 화면 내 예측 비용을 비교하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 화면 내 예측을 수행하는 단계는,
    상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측 및 상기 현재 블록에 대한 화면 간 예측의 중첩 예측을 통해 수행되되,
    상기 중첩 예측은, 상기 화면 내 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과와 화면 간 예측 모드를 통해 유도된 예측 결과의 가중합을 통해 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 중첩 예측에 사용되는 가중치는, 상기 화면 내 예측 모드 또는 상기 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  15. 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계;
    현재 블록의 최우측 열(the rightmost column) 및 최하단 행(the bottom row)에 존재하는 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 원본 샘플을 부호화 하는 단계; 및
    상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  16. 비트스트림을 포함하는 비일시적 저장매체에 있어서,
    현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드를 유도하는 단계;
    현재 블록의 최우측 열(the rightmost column) 및 최하단 행(the bottom row)에 존재하는 적어도 하나의 원본 샘플을 이용하여 참조 샘플을 구성하는 단계;
    상기 적어도 하나의 원본 샘플을 부호화 하는 단계; 및
    상기 참조 샘플을 이용하여 상기 현재 블록에 대한 화면 내 예측을 수행하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 포함하는 것을 특징으로 하는 비일시적인 저장매체.
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