WO2023022530A1 - 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치, 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents

인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치, 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDF

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WO2023022530A1
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intra
prediction
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임재현
박내리
유선미
남정학
장형문
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Definitions

  • the present disclosure relates to an image encoding/decoding method and apparatus, and more particularly, to an image encoding/decoding method and apparatus for performing reference sample filtering based on an intra prediction mode and generated by the image encoding method/device of the present disclosure. It relates to a method of transmitting a bitstream.
  • An object of the present disclosure is to provide a video encoding/decoding method and apparatus having improved encoding/decoding efficiency.
  • an object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus for performing reference sample filtering based on an intra prediction mode.
  • an object of the present disclosure is to provide a method and apparatus for encoding/decoding an image in which reference sample filtering is performed based on one of a plurality of filters.
  • an object of the present disclosure is to provide an image encoding/decoding method and apparatus for performing reference sample filtering based on a specific intra prediction mode.
  • an object of the present disclosure is to provide a method for transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream generated by a video encoding method or apparatus according to the present disclosure.
  • an object of the present disclosure is to provide a recording medium storing a bitstream that is received and decoded by a video decoding apparatus according to the present disclosure and used for image restoration.
  • an image decoding method performed by an image decoding apparatus includes determining an intra prediction mode of a current block, and performing planner intra prediction based on that the intra prediction mode is a planar prediction mode. and obtaining a reconstructed sample of the current block based on a prediction sample obtained based on the planner intra prediction, wherein the performing of the planner intra prediction performs filtering on an intra prediction reference sample of the current block. It may include an application step.
  • the filtering may be performed by adaptively selecting one of the first filter and the second filter.
  • the one filter may be selected based on the number of intra prediction reference samples.
  • the first filter may be a 3-tap filter and the second filter may be a 5-tap filter.
  • the 3-tap filter may be [1, 2, 1].
  • the 5-tap filter may be [1, 4, 6, 4, 1].
  • the number of intra prediction reference samples may be determined based on the size of the current block.
  • the number of intra prediction reference samples may be determined based on comparison between the size of the current block and a specific value.
  • application of the filtering may be determined based on whether decoder side intra mode derivation (DIMD) is applied.
  • DIMD decoder side intra mode derivation
  • application of the filtering may be determined based on whether combined inter intra prediction (CIIP) is applied.
  • CIIP combined inter intra prediction
  • the filtering may be applied regardless of color components of the current block.
  • the filtering may be applied regardless of the size of the current block.
  • all filter coefficients used for the filtering may be positive numbers.
  • an image decoding apparatus includes a memory and at least one processor, wherein the at least one processor determines an intra prediction mode of a current block, and the intra prediction mode is a planner prediction mode.
  • the at least one processor determines an intra prediction mode of a current block, and the intra prediction mode is a planner prediction mode. to perform planner intra prediction, obtain a reconstructed sample of the current block based on a prediction sample obtained based on the planner intra prediction, and apply filtering to the intra prediction reference sample of the current block for the planner intra prediction can be performed by
  • determining an intra prediction mode of a current block performing planar intra prediction based on the fact that the intra prediction mode is a planar prediction mode. and obtaining a reconstructed sample of the current block based on a prediction sample obtained based on the planner intra prediction, wherein the performing of the planner intra prediction corresponds to an intra prediction reference sample of the current block. It may include applying filtering.
  • a bitstream generated by an image encoding apparatus or an image encoding method may be transmitted.
  • the video encoding method includes determining an intra prediction mode of a current block, determining that the intra prediction mode is a planner prediction mode based on the planar intra prediction, and obtaining a reconstructed sample of the current block based on a predicted sample obtained based on the planner intra prediction, wherein the performing of the planner intra prediction includes the current block. It may include applying filtering to intra prediction reference samples of the block.
  • a bitstream generated by an image encoding method may be stored or recorded in a computer readable medium.
  • a video encoding/decoding method and apparatus having improved encoding/decoding efficiency may be provided.
  • an image encoding/decoding method and apparatus for performing reference sample filtering based on an intra prediction mode may be provided.
  • an image encoding/decoding method and apparatus for performing reference sample filtering based on a planar intra prediction mode may be provided.
  • a method of transmitting a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method or apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • a recording medium storing a bitstream used for image restoration after being received and decoded by the image decoding apparatus according to the present disclosure may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a video coding system to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating partition types of blocks according to a multitype tree structure.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure accompanying a multitype tree according to the present disclosure.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/image encoding method based on intra prediction.
  • FIG. 7 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of the intra prediction unit 185 according to the present disclosure.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a video/image decoding method based on intra prediction.
  • FIG. 9 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of the intra prediction unit 265 according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an intra prediction mode signaling procedure in an image encoding apparatus.
  • 11 is a flowchart illustrating a procedure for determining an intra prediction mode in a video decoding apparatus.
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining an intra prediction mode derivation procedure in more detail.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an intra prediction direction according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an intra prediction direction according to another embodiment of the present disclosure.
  • 15 is a diagram illustrating a reference sample for a wide-angle intra prediction mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a diagram illustrating some wide-angle intra prediction directions according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating neighboring blocks that can be used in Combined Inter and Intra Prediction (CIIP).
  • CIIP Combined Inter and Intra Prediction
  • MRL Multi Reference Line
  • FIGS. 19A and 19B are diagrams illustrating Intra Subpartitions (ISPs).
  • 20 is a diagram illustrating a planner intra prediction mode procedure according to an embodiment of the present disclosure.
  • 21 is a diagram illustrating a planner intra prediction mode procedure according to another embodiment of the present disclosure.
  • 22 is a diagram illustrating an image encoding or decoding method for performing reference sample filtering based on an intra prediction mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining an image encoding/decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure may be applied.
  • first and second are used only for the purpose of distinguishing one element from another, and do not limit the order or importance of elements unless otherwise specified. Accordingly, within the scope of the present disclosure, a first component in one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment, and similarly, a second component in one embodiment may be referred to as a first component in another embodiment. can also be called
  • components that are distinguished from each other are intended to clearly explain each characteristic, and do not necessarily mean that the components are separated. That is, a plurality of components may be integrated to form a single hardware or software unit, or a single component may be distributed to form a plurality of hardware or software units. Accordingly, even such integrated or distributed embodiments are included in the scope of the present disclosure, even if not mentioned separately.
  • components described in various embodiments do not necessarily mean essential components, and some may be optional components. Accordingly, an embodiment comprising a subset of elements described in one embodiment is also included in the scope of the present disclosure. In addition, embodiments including other components in addition to the components described in various embodiments are also included in the scope of the present disclosure.
  • the present disclosure relates to encoding and decoding of an image, and terms used in the present disclosure may have common meanings commonly used in the technical field to which the present disclosure belongs unless newly defined in the present disclosure.
  • a “picture” generally means a unit representing one image in a specific time period
  • a slice/tile is a coding unit constituting a part of a picture
  • one picture is one It can be composed of one or more slices/tiles.
  • a slice/tile may include one or more coding tree units (CTUs).
  • pixel or “pel” may mean a minimum unit constituting one picture (or image).
  • sample may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a pixel value, may represent only a pixel/pixel value of a luma component, or only a pixel/pixel value of a chroma component.
  • a “unit” may represent a basic unit of image processing.
  • a unit may include at least one of a specific region of a picture and information related to the region. Unit may be used interchangeably with terms such as "sample array", “block” or “area” depending on the case.
  • an MxN block may include samples (or a sample array) or a set (or array) of transform coefficients consisting of M columns and N rows.
  • “current block” may mean one of “current coding block”, “current coding unit”, “encoding object block”, “decoding object block”, or “processing object block”.
  • “current block” may mean “current prediction block” or “prediction target block”.
  • transform inverse transform
  • quantization inverse quantization
  • “current block” may mean “current transform block” or “transform target block”.
  • filtering filtering target block.
  • a “current block” may mean a block including both a luma component block and a chroma component block or “a luma block of a current block” unless explicitly described as a chroma block.
  • the chroma block of the current block may be explicitly expressed by including an explicit description of the chroma block, such as “chroma block” or “current chroma block”.
  • “/” and “,” may be interpreted as “and/or”.
  • “A/B” and “A, B” could be interpreted as “A and/or B”.
  • “A/B/C” and “A, B, C” may mean “at least one of A, B and/or C”.
  • FIG. 1 illustrates a video coding system according to the present disclosure.
  • a video coding system may include an encoding device 10 and a decoding device 20.
  • the encoding device 10 may transmit encoded video and/or image information or data to the decoding device 20 through a digital storage medium or a network in a file or streaming form.
  • the encoding device 10 may include a video source generator 11, an encoder 12, and a transmitter 13.
  • the decoding device 20 may include a receiving unit 21, a decoding unit 22, and a rendering unit 23.
  • the encoder 12 may be referred to as a video/image encoder, and the decoder 22 may be referred to as a video/image decoder.
  • the transmission unit 13 may be included in the encoding unit 12 .
  • the receiver 21 may be included in the decoder 22 .
  • the rendering unit 23 may include a display unit, and the display unit may be configured as a separate device or an external component.
  • the video source generator 11 may acquire video/images through a process of capturing, synthesizing, or generating video/images.
  • the video source generating unit 11 may include a video/image capture device and/or a video/image generating device.
  • a video/image capture device may include, for example, one or more cameras, a video/image archive containing previously captured video/images, and the like.
  • Video/image generating devices may include, for example, computers, tablets and smart phones, etc., and may (electronically) generate video/images.
  • a virtual video/image may be generated through a computer or the like, and in this case, a video/image capture process may be replaced by a process of generating related data.
  • the encoder 12 may encode the input video/video.
  • the encoder 12 may perform a series of procedures such as prediction, transformation, and quantization for compression and encoding efficiency.
  • the encoder 12 may output encoded data (encoded video/image information) in the form of a bitstream.
  • the transmitter 13 may transmit the encoded video/image information or data output in the form of a bitstream to the receiver 21 of the decoding device 20 through a digital storage medium or network in the form of a file or streaming.
  • Digital storage media may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • the transmission unit 13 may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission through a broadcasting/communication network.
  • the receiving unit 21 may extract/receive the bitstream from the storage medium or network and transfer it to the decoding unit 22 .
  • the decoder 22 may decode video/images by performing a series of procedures such as inverse quantization, inverse transform, and prediction corresponding to operations of the encoder 12.
  • the rendering unit 23 may render the decoded video/image.
  • the rendered video/image may be displayed through the display unit.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an image encoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • the image encoding apparatus 100 includes an image division unit 110, a subtraction unit 115, a transform unit 120, a quantization unit 130, an inverse quantization unit 140, and an inverse transform unit ( 150), an adder 155, a filtering unit 160, a memory 170, an inter prediction unit 180, an intra prediction unit 185, and an entropy encoding unit 190.
  • the inter prediction unit 180 and the intra prediction unit 185 may collectively be referred to as a “prediction unit”.
  • the transform unit 120, the quantization unit 130, the inverse quantization unit 140, and the inverse transform unit 150 may be included in a residual processing unit.
  • the residual processing unit may further include a subtraction unit 115 .
  • All or at least some of the plurality of components constituting the image encoding apparatus 100 may be implemented as one hardware component (eg, an encoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a decoded picture buffer (DPB) and may be implemented by a digital storage medium.
  • DPB decoded picture buffer
  • the image divider 110 may divide an input image (or picture or frame) input to the image encoding apparatus 100 into one or more processing units.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit recursively converts a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) according to a Quad-tree/binary-tree/ternary-tree (QT/BT/TT) structure ( It can be obtained by dividing recursively.
  • one coding unit may be divided into a plurality of deeper depth coding units based on a quad tree structure, a binary tree structure, and/or a ternary tree structure.
  • a quad tree structure may be applied first and a binary tree structure and/or ternary tree structure may be applied later.
  • a coding procedure according to the present disclosure may be performed based on a final coding unit that is not further divided.
  • the largest coding unit may be directly used as the final coding unit, and a coding unit of a lower depth obtained by dividing the largest coding unit may be used as the final cornet unit.
  • the coding procedure may include procedures such as prediction, transformation, and/or reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit of the coding procedure may be a prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the prediction unit and the transform unit may be divided or partitioned from the final coding unit, respectively.
  • the prediction unit may be a unit of sample prediction
  • the transform unit may be a unit for deriving transform coefficients and/or a unit for deriving a residual signal from transform coefficients.
  • a prediction unit performs prediction on a processing target block (current block), and generates a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied in units of current blocks or CUs.
  • the prediction unit may generate various types of information related to prediction of the current block and transmit them to the entropy encoding unit 190 .
  • Prediction-related information may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bit stream.
  • the intra predictor 185 may predict a current block by referring to samples in the current picture.
  • the referenced samples may be located in the neighborhood of the current block or may be located apart from each other according to an intra prediction mode and/or an intra prediction technique.
  • Intra prediction modes may include a plurality of non-directional modes and a plurality of directional modes.
  • the non-directional mode may include, for example, a DC mode and a planar mode.
  • the directional modes may include, for example, 33 directional prediction modes or 65 directional prediction modes according to the degree of detail of the prediction direction. However, this is an example, and more or less directional prediction modes may be used according to settings.
  • the intra prediction unit 185 may determine a prediction mode applied to the current block by using a prediction mode applied to neighboring blocks.
  • the inter prediction unit 180 may derive a predicted block for a current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation of motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • a neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • a reference picture including the reference block and a reference picture including the temporal neighboring block may be the same or different.
  • the temporal neighboring block may be called a collocated reference block, a collocated CU (colCU), and the like.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be referred to as a collocated picture (colPic).
  • the inter-prediction unit 180 constructs a motion information candidate list based on neighboring blocks, and provides information indicating which candidate is used to derive the motion vector and/or reference picture index of the current block. can create Inter prediction may be performed based on various prediction modes. For example, in the case of skip mode and merge mode, the inter prediction unit 180 may use motion information of neighboring blocks as motion information of the current block.
  • the residual signal may not be transmitted unlike the merge mode.
  • motion vector prediction (MVP) mode motion vectors of neighboring blocks are used as motion vector predictors, and motion vector differences and motion vector predictor indicators ( indicator), the motion vector of the current block can be signaled.
  • the motion vector difference may refer to a difference between a motion vector of a current block and a motion vector predictor.
  • the prediction unit may generate a prediction signal based on various prediction methods and/or prediction techniques described below.
  • the predictor may apply intra-prediction or inter-prediction to predict the current block as well as apply both intra-prediction and inter-prediction at the same time.
  • a prediction method that simultaneously applies intra prediction and inter prediction for prediction of a current block may be called combined inter and intra prediction (CIIP).
  • the prediction unit may perform intra block copy (IBC) to predict the current block.
  • Intra-block copying can be used for video/video coding of content such as games, for example, such as screen content coding (SCC).
  • IBC is a method of predicting a current block using a restored reference block in a current picture located at a distance from the current block by a predetermined distance.
  • the position of the reference block in the current picture can be encoded as a vector (block vector) corresponding to the predetermined distance.
  • IBC basically performs prediction within the current picture, but may be performed similarly to inter prediction in that a reference block is derived within the current picture. That is, IBC may use at least one of the inter prediction techniques described in this disclosure.
  • the prediction signal generated through the prediction unit may be used to generate a reconstruction signal or a residual signal.
  • the subtraction unit 115 subtracts the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit from the input image signal (original block, original sample array) to obtain a residual signal (residual signal, residual block, residual sample array). ) can be created.
  • the generated residual signal may be transmitted to the conversion unit 120 .
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by applying a transform technique to the residual signal.
  • the transform technique uses at least one of a Discrete Cosine Transform (DCT), a Discrete Sine Transform (DST), a Karhunen-Loeve Transform (KLT), a Graph-Based Transform (GBT), or a Conditionally Non-linear Transform (CNT).
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • DST Discrete Sine Transform
  • KLT Karhunen-Loeve Transform
  • GBT Graph-Based Transform
  • CNT Conditionally Non-linear Transform
  • GBT means a conversion obtained from the graph when relation information between pixels is expressed as a graph.
  • CNT means a transformation obtained based on generating a prediction signal using all previously reconstructed pixels.
  • the transformation process may be applied to square pixel blocks having the same size or may be applied to non-square blocks of variable size.
  • the quantization unit 130 may quantize the transform coefficients and transmit them to the entropy encoding unit 190 .
  • the entropy encoding unit 190 may encode the quantized signal (information on quantized transform coefficients) and output the encoded signal as a bitstream.
  • Information about the quantized transform coefficients may be referred to as residual information.
  • the quantization unit 130 may rearrange block-type quantized transform coefficients into a one-dimensional vector form based on a coefficient scan order, and the quantized transform coefficients based on the quantized transform coefficients of the one-dimensional vector form. Information about transform coefficients may be generated.
  • the entropy encoding unit 190 may perform various encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), and context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC).
  • the entropy encoding unit 190 may encode together or separately information necessary for video/image reconstruction (eg, values of syntax elements) other than quantized transform coefficients.
  • Encoded information (eg, encoded video/video information) may be transmitted or stored in a network abstraction layer (NAL) unit unit in the form of a bitstream.
  • the video/video information may further include information on various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/image information may further include general constraint information.
  • the signaling information, transmitted information, and/or syntax elements mentioned in this disclosure may be encoded through the above-described encoding procedure and included in the bitstream.
  • the bitstream may be transmitted through a network or stored in a digital storage medium.
  • the network may include a broadcasting network and/or a communication network
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, and SSD.
  • a transmission unit (not shown) that transmits the signal output from the entropy encoding unit 190 and/or a storage unit (not shown) that stores the signal output from the entropy encoding unit 190 may be provided as internal/external elements of the image encoding apparatus 100, or may be transmitted. The part may be provided as a component of the entropy encoding unit 190.
  • the quantized transform coefficients output from the quantization unit 130 may be used to generate a residual signal.
  • a residual signal residual block or residual samples
  • a residual signal residual block or residual samples
  • the adder 155 adds the reconstructed residual signal to the prediction signal output from the inter prediction unit 180 or the intra prediction unit 185 to obtain a reconstructed signal (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can create
  • a predicted block may be used as a reconstruction block.
  • the adder 155 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture after filtering as described later.
  • the filtering unit 160 may improve subjective/objective picture quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 160 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 170, specifically the DPB of the memory 170. can be stored in
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • the filtering unit 160 may generate various types of filtering-related information and transmit them to the entropy encoding unit 190, as will be described later in the description of each filtering method.
  • Information on filtering may be encoded in the entropy encoding unit 190 and output in the form of a bitstream.
  • the modified reconstructed picture transmitted to the memory 170 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 180 .
  • the image encoding apparatus 100 can avoid prediction mismatch between the image encoding apparatus 100 and the video decoding apparatus, and can also improve encoding efficiency.
  • the DPB in the memory 170 may store a modified reconstructed picture to be used as a reference picture in the inter prediction unit 180.
  • the memory 170 may store motion information of a block in a current picture from which motion information is derived (or encoded) and/or motion information of blocks in a previously reconstructed picture.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 180 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 170 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture and transfer them to the intra predictor 185 .
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an image decoding apparatus to which an embodiment according to the present disclosure may be applied.
  • the image decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, and a memory 250. ), an inter predictor 260 and an intra predictor 265 may be included.
  • the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be collectively referred to as a "prediction unit”.
  • the inverse quantization unit 220 and the inverse transform unit 230 may be included in the residual processing unit.
  • All or at least some of the plurality of components constituting the image decoding apparatus 200 may be implemented as one hardware component (eg, a decoder or a processor) according to embodiments.
  • the memory 170 may include a DPB and may be implemented by a digital storage medium.
  • the video decoding apparatus 200 may restore the video by performing a process corresponding to the process performed in the video encoding apparatus 100 of FIG. 2 .
  • the video decoding apparatus 200 may perform decoding using a processing unit applied in the video encoding apparatus.
  • a processing unit of decoding may thus be a coding unit, for example.
  • a coding unit may be a coding tree unit or may be obtained by dividing a largest coding unit.
  • the restored video signal decoded and output through the video decoding apparatus 200 may be reproduced through a reproducing apparatus (not shown).
  • the image decoding device 200 may receive a signal output from the image encoding device of FIG. 2 in the form of a bitstream.
  • the received signal may be decoded through the entropy decoding unit 210 .
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream to derive information (eg, video/image information) required for image restoration (or picture restoration).
  • the video/video information may further include information on various parameter sets such as an adaptation parameter set (APS), a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), or a video parameter set (VPS).
  • the video/image information may further include general constraint information.
  • the video decoding apparatus may additionally use the information about the parameter set and/or the general restriction information to decode video.
  • the signaling information, received information, and/or syntax elements mentioned in this disclosure may be obtained from the bitstream by being decoded through the decoding procedure.
  • the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, and values of syntax elements required for video reconstruction and quantized values of residual transform coefficients. can output them.
  • the CABAC entropy decoding method receives bins corresponding to each syntax element in a bitstream, and receives decoding target syntax element information and decoding information of neighboring blocks and decoding target blocks or information of symbols/bins decoded in the previous step.
  • a context model is determined using , and the probability of occurrence of a bin is predicted according to the determined context model, and a symbol corresponding to the value of each syntax element is generated by performing arithmetic decoding of the bin.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using information of the decoded symbol/bin for the context model of the next symbol/bin after determining the context model.
  • prediction-related information is provided to the prediction unit (inter prediction unit 260 and intra prediction unit 265), and entropy decoding is performed by the entropy decoding unit 210.
  • Dual values that is, quantized transform coefficients and related parameter information may be input to the inverse quantization unit 220 .
  • information on filtering may be provided to the filtering unit 240.
  • a receiving unit (not shown) for receiving a signal output from the image encoding device may be additionally provided as an internal/external element of the image decoding device 200, or the receiving unit may be provided as a component of the entropy decoding unit 210. It could be.
  • the video decoding apparatus may include an information decoder (video/video/picture information decoder) and/or a sample decoder (video/video/picture sample decoder).
  • the information decoder may include an entropy decoding unit 210, and the sample decoder includes an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, a memory 250, At least one of an inter prediction unit 260 and an intra prediction unit 265 may be included.
  • the inverse quantization unit 220 may inversely quantize the quantized transform coefficients and output the transform coefficients.
  • the inverse quantization unit 220 may rearrange the quantized transform coefficients in the form of a 2D block. In this case, the rearrangement may be performed based on a coefficient scanning order performed by the video encoding device.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization on quantized transform coefficients using a quantization parameter (eg, quantization step size information) and obtain transform coefficients.
  • a quantization parameter eg, quantization step size information
  • the inverse transform unit 230 may obtain a residual signal (residual block, residual sample array) by inverse transforming transform coefficients.
  • the prediction unit may perform prediction on the current block and generate a predicted block including predicted samples of the current block.
  • the prediction unit may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block based on the information about the prediction output from the entropy decoding unit 210, and determine a specific intra/inter prediction mode (prediction technique).
  • the prediction unit can generate a prediction signal based on various prediction methods (methods) described later is the same as mentioned in the description of the prediction unit of the image encoding apparatus 100.
  • the intra predictor 265 may predict the current block by referring to samples in the current picture.
  • the description of the intra predictor 185 may be equally applied to the intra predictor 265 .
  • the inter prediction unit 260 may derive a predicted block for a current block based on a reference block (reference sample array) specified by a motion vector on a reference picture.
  • motion information may be predicted in units of blocks, subblocks, or samples based on correlation of motion information between neighboring blocks and the current block.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • the motion information may further include inter prediction direction (L0 prediction, L1 prediction, Bi prediction, etc.) information.
  • a neighboring block may include a spatial neighboring block present in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • the inter predictor 260 may configure a motion information candidate list based on neighboring blocks and derive a motion vector and/or reference picture index of the current block based on the received candidate selection information. Inter prediction may be performed based on various prediction modes (methods), and the prediction-related information may include information indicating an inter prediction mode (method) for the current block.
  • the adder 235 restores the obtained residual signal by adding it to the prediction signal (predicted block, prediction sample array) output from the prediction unit (including the inter prediction unit 260 and/or the intra prediction unit 265). Signals (reconstructed picture, reconstructed block, reconstructed sample array) can be generated. When there is no residual for the block to be processed, such as when the skip mode is applied, a predicted block may be used as a reconstruction block. The description of the adder 155 may be equally applied to the adder 235 .
  • the adder 235 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the generated reconstruction signal may be used for intra prediction of the next processing target block in the current picture, or may be used for inter prediction of the next picture after filtering as described later.
  • the filtering unit 240 may improve subjective/objective picture quality by applying filtering to the reconstructed signal.
  • the filtering unit 240 may generate a modified reconstructed picture by applying various filtering methods to the reconstructed picture, and store the modified reconstructed picture in the memory 250, specifically the DPB of the memory 250.
  • the various filtering methods may include, for example, deblocking filtering, sample adaptive offset, adaptive loop filter, bilateral filter, and the like.
  • a (modified) reconstructed picture stored in the DPB of the memory 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 260 .
  • the memory 250 may store motion information of a block in the current picture from which motion information is derived (or decoded) and/or motion information of blocks in a previously reconstructed picture.
  • the stored motion information may be transmitted to the inter prediction unit 260 to be used as motion information of a spatial neighboring block or motion information of a temporal neighboring block.
  • the memory 250 may store reconstructed samples of reconstructed blocks in the current picture and transfer them to the intra prediction unit 265 .
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter prediction unit 180, and the intra prediction unit 185 of the video encoding apparatus 100 are the filtering unit 240 of the video decoding apparatus 200, The same or corresponding to the inter prediction unit 260 and the intra prediction unit 265 may be applied.
  • a coding unit may be obtained by recursively dividing a coding tree unit (CTU) or a largest coding unit (LCU) according to a quad-tree/binary-tree/ternary-tree (QT/BT/TT) structure.
  • CTU coding tree unit
  • LCU largest coding unit
  • QT/BT/TT quad-tree/binary-tree/ternary-tree
  • the CTU may first be divided into a quadtree structure. Then, the leaf nodes of the quad tree structure can be further divided by the multi-type tree structure.
  • Dividing according to the quadtree means partitioning the current CU (or CTU) into four equal parts. By division according to the quadtree, the current CU can be divided into 4 CUs having the same width and the same height. If the current CU is no longer split into a quadtree structure, the current CU corresponds to a leaf node of the quadtree structure.
  • a CU corresponding to a leaf node of a quad tree structure may be used as the above-described final coding unit without being further divided. Alternatively, a CU corresponding to a leaf node of a quad tree structure may be further divided by a multi-type tree structure.
  • the partitioning according to the multitype tree structure may include two partitions according to a binary tree structure and two partitions according to a ternary tree structure.
  • Two splits according to the binary tree structure may include vertical binary splitting (SPLIT_BT_VER) and horizontal binary splitting (SPLIT_BT_HOR).
  • Vertical binary division means division that divides the current CU into two equal parts in the vertical direction. As shown in FIG. 4 , two CUs having the same height as the current CU and half the width of the current CU may be generated by vertical binary partitioning.
  • Horizontal binary division means division that divides the current CU into two parts in the horizontal direction. As shown in FIG. 4 , two CUs having a height half the height of the current CU and a width equal to the width of the current CU may be generated by horizontal binary partitioning.
  • Two splits according to the ternary tree structure may include vertical ternary splitting (SPLIT_TT_VER) and hotizontal ternary splitting (SPLIT_TT_HOR).
  • Vertical ternary division (SPLIT_TT_VER) divides the current CU vertically at a ratio of 1:2:1.
  • a CU having a width half the width of can be created.
  • Horizontal ternary division (SPLIT_TT_HOR) divides the current CU horizontally at a ratio of 1:2:1. As shown in FIG.
  • One CU having the same width as the width of the CU may be created.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a signaling mechanism of partitioning information of a quadtree with nested multi-type tree structure accompanying a multitype tree according to the present disclosure.
  • the CTU is treated as a root node of the quadtree, and is partitioned first in the quadtree structure.
  • Information eg, qt_split_flag
  • qt_split_flag indicating whether to perform quadtree splitting on the current CU (CTU or node (QT_node) of the quadtree) may be signaled. For example, if qt_split_flag is a first value (eg, “1”), the current CU may be quadtree split. In addition, if qt_split_flag is a second value (eg, “0”), the current CU is not split into a quad tree and becomes a leaf node (QT_leaf_node) of the quad tree.
  • each quadtree may then be further partitioned into a multitype tree structure. That is, a leaf node of a quad tree can be a node (MTT_node) of a multitype tree.
  • a first flag (ex. mtt_split_cu_flag) may be signaled to indicate whether the current node is additionally partitioned. If the corresponding node is additionally partitioned (eg, when the first flag is 1), a second flag (ex. mtt_split_cu_verticla_flag) may be signaled to indicate a splitting direction.
  • the division direction when the second flag is 1, the division direction may be a vertical direction, and when the second flag is 0, the division direction may be a horizontal direction.
  • a third flag (ex. mtt_split_cu_binary_flag) may be signaled to indicate whether the split type is a binary split type or a ternary split type.
  • the partitioning type when the third flag is 1, the partitioning type is a binary partitioning type, and when the third flag is 0, the partitioning type is a ternary partitioning type.
  • Nodes of the multitype tree obtained by binary partitioning or ternary partitioning may be further partitioned into a multitype tree structure. However, nodes of a multitype tree cannot be partitioned into a quad tree structure.
  • the corresponding node of the multitype tree is not further divided and becomes a leaf node (MTT_leaf_node) of the multitype tree.
  • a CU corresponding to a leaf node of the multitype tree may be used as the aforementioned final coding unit.
  • the multi-type tree splitting mode (MttSplitMode) of the CU can be derived as shown in Table 1.
  • One CTU may include a coding block of luma samples (hereinafter referred to as “luma block”) and two coding blocks of chroma samples corresponding to the coding block (hereinafter referred to as “chroma block”).
  • the aforementioned coding tree scheme may be equally applied to the luma block and chroma block of the current CU or may be applied separately.
  • luma blocks and chroma blocks within one CTU may be divided into the same block tree structure, and the tree structure in this case may be referred to as a single tree (SINGLE_TREE).
  • luma blocks and chroma blocks within one CTU may be divided into individual block tree structures, and the tree structure in this case may be referred to as a dual tree (DUAL_TREE). That is, when a CTU is divided into dual trees, a block tree structure for a luma block and a block tree structure for a chroma block may exist separately.
  • the block tree structure for the luma block may be called a dual tree luma (DUAL_TREE_LUMA)
  • the block tree structure for the chroma block may be called a dual tree chroma (DUAL_TREE_CHROMA).
  • luma blocks and chroma blocks within one CTU may be constrained to have the same coding tree structure.
  • luma blocks and chroma blocks may have separate block tree structures. If an individual block tree structure is applied, a luma coding tree block (CTB) may be divided into CUs based on a specific coding tree structure, and a chroma CTB may be divided into chroma CUs based on a different coding tree structure. That is, a CU in an I slice/tile group to which an individual block tree structure is applied may be composed of a coding block of a luma component or a coding block of two chroma components. Also, a CU in an I slice/tile group and a CU in a P or B slice/tile group to which the same block tree structure is applied may be composed of blocks of three color components (a luma component and two chroma components).
  • the structure in which the CU is divided is not limited thereto.
  • the BT structure and the TT structure may be interpreted as concepts included in a Multiple Partitioning Tree (MPT) structure, and the CU may be interpreted to be partitioned through the QT structure and the MPT structure.
  • MPT Multiple Partitioning Tree
  • a syntax element (eg, MPT_split_type) including information about how many blocks the leaf node of the QT structure is split into and the leaf node of the QT structure is vertical
  • the split structure may be determined by signaling a syntax element (eg, MPT_split_mode) including information about which direction of splitting is performed among splitting and horizontally.
  • a CU may be partitioned in a different way than a QT structure, a BT structure, or a TT structure. That is, according to the QT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/4 the size of the CU of the upper depth, according to the BT structure, the CU of the lower depth is divided into 1/2 the size of the CU of the upper depth, or according to the TT structure Unlike lower depth CUs that are split into 1/4 or 1/2 the size of higher depth CUs, lower depth CUs are sometimes 1/5, 1/3, 3/8, 3 of upper depth CUs. It can be divided into /5, 2/3 or 5/8 sizes, and how the CU is divided is not limited thereto.
  • Intra prediction may indicate prediction for generating prediction samples for a current block based on reference samples within a picture to which the current block belongs (hereinafter referred to as current picture).
  • neighboring reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block include a sample neighboring (neigbor/adjacent) to the left boundary of the current block of size nWxnH, a total of 2xnH samples neighboring the bottom-left, and the upper side of the current block ( A total of 2 ⁇ nW samples adjacent to the top boundary and top-right neighbors and 1 sample adjacent to the top-left of the current block may be included.
  • the neighboring reference samples of the current block may include a plurality of rows of upper neighboring samples and a plurality of rows of left neighboring samples.
  • the neighboring reference samples of the current block include a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block of size nWxnH. (bottom-right) may include one neighboring sample.
  • neighboring reference samples of the current block may not be decoded yet or may not be available.
  • the decoder may construct neighboring reference samples to be used for prediction by substituting unavailable samples with available samples.
  • neighboring reference samples to be used for prediction may be configured through interpolation of available samples.
  • a prediction sample may be derived based on the average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) the neighboring reference samples of the current block Among them, the prediction sample may be derived based on a reference sample existing in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample.
  • the case of (i) may be called a non-directional mode or a non-angular mode, and the case of (ii) may be called a directional mode or an angular mode.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • chroma prediction samples may be generated based on luma samples using a linear model. This case may be called LM (Linear Model) mode.
  • LM Linear Model
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered neighboring reference samples, and at least one of the existing neighboring reference samples, that is, among the unfiltered neighboring reference samples, derived according to the intra prediction mode.
  • the prediction sample of the current block may be derived by performing a weighted sum of the reference sample and the temporary prediction sample. This case may be called position dependent intra prediction (PDPC).
  • PDPC position dependent intra prediction
  • a prediction sample may be derived by selecting a reference sample line having the highest prediction accuracy among neighboring multi-reference sample lines of the current block and using a reference sample located in a prediction direction in the corresponding line.
  • information on the used reference sample line eg, intra_luma_ref_idx
  • MRL multi-reference line intra prediction
  • reference samples may be derived from a reference sample line directly adjacent to the current block, and in this case, information about the reference sample line may not be signaled.
  • the current block may be divided into vertical or horizontal sub-partitions, and intra-prediction may be performed on each sub-partition based on the same intra-prediction mode.
  • neighboring reference samples of intra prediction may be derived in units of each sub-partition. That is, a reconstructed sample of a previous subpartition in encoding/decoding order may be used as a neighboring reference sample of the current subpartition.
  • the intra-prediction mode for the current block is equally applied to the sub-partitions, but intra-prediction performance can be improved in some cases by deriving and using neighboring reference samples in units of the sub-partitions.
  • This prediction method may be called intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction.
  • the above-described intra prediction techniques may be called various terms such as an intra prediction type or an additional intra prediction mode in distinction from a directional or non-directional intra prediction mode.
  • the intra prediction technique (an intra prediction type or an additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, LM, PDPC, MRL, and ISP.
  • a general intra prediction method excluding specific intra prediction types such as LIP, LM, PDPC, MRL, and ISP may be referred to as a normal intra prediction type.
  • the normal intra prediction type may be generally applied when the specific intra prediction type as described above is not applied, and prediction may be performed based on the aforementioned intra prediction mode. Meanwhile, post-processing filtering may be performed on the derived prediction sample as needed.
  • the intra prediction procedure may include determining an intra prediction mode/type, deriving a neighboring reference sample, and deriving a prediction sample based on an intra prediction mode/type.
  • a post-filtering step may be performed on the derived prediction samples, if necessary.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a video/image encoding method based on intra prediction.
  • the encoding method of FIG. 6 may be performed by the video encoding apparatus of FIG. 2 .
  • step S610 may be performed by the intra prediction unit 185
  • step S620 may be performed by the residual processing unit.
  • step S620 may be performed by the subtraction unit 115 .
  • Step S630 may be performed by the entropy encoding unit 190.
  • the prediction information of step S630 may be derived by the intra predictor 185, and the residual information of step S630 may be derived by the residual processor.
  • the residual information is information about the residual samples.
  • the residual information may include information about quantized transform coefficients of the residual samples.
  • the residual samples may be derived as transform coefficients through the transform unit 120 of the image encoding apparatus, and the transform coefficients may be derived as quantized transform coefficients through the quantization unit 130.
  • Information about the quantized transform coefficients may be encoded in the entropy encoding unit 190 through a residual coding procedure.
  • the image encoding apparatus may perform intra prediction on the current block (S610).
  • An image encoding apparatus determines an intra prediction mode/type for a current block, derives neighboring reference samples of the current block, and generates prediction samples within the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples. can do.
  • intra prediction mode/type determination, neighboring reference samples derivation, and prediction samples generation procedures may be performed simultaneously, or one procedure may be performed before another procedure.
  • FIG. 7 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of the intra prediction unit 185 according to the present disclosure.
  • the intra prediction unit 185 of the video encoding apparatus may include an intra prediction mode/type determination unit 186, a reference sample derivation unit 187, and/or a prediction sample derivation unit 188.
  • the intra prediction mode/type determiner 186 may determine an intra prediction mode/type for the current block.
  • the reference sample deriving unit 187 may derive neighboring reference samples of the current block.
  • the prediction sample derivation unit 188 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 185 may further include a prediction sample filter unit (not shown).
  • the image encoding apparatus may determine a mode/type applied to the current block from among a plurality of intra prediction modes/types.
  • the video encoding apparatus may compare rate distortion costs (RD costs) of the intra prediction modes/types and determine an optimal intra prediction mode/type for the current block.
  • RD costs rate distortion costs
  • the video encoding device may perform a prediction sample filtering procedure.
  • Prediction sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the video encoding apparatus may generate residual samples for the current block based on prediction samples or filtered prediction samples (S620).
  • the image encoding apparatus may derive the residual samples by subtracting the prediction samples from original samples of the current block. That is, the video encoding apparatus may derive the residual sample value by subtracting the corresponding predicted sample value from the original sample value.
  • the image encoding apparatus may encode image information including information on the intra prediction (prediction information) and residual information on the residual samples (S630).
  • the prediction information may include the intra prediction mode information and/or the intra prediction technique information.
  • the video encoding device may output encoded video information in the form of a bitstream.
  • the output bitstream may be delivered to an image decoding device through a storage medium or network.
  • the residual information may include residual coding syntax described later.
  • the image encoding apparatus may transform/quantize the residual samples to derive quantized transform coefficients.
  • the residual information may include information on the quantized transform coefficients.
  • the video encoding apparatus may generate a reconstructed picture (including reconstructed samples and a reconstructed block).
  • the image encoding apparatus may derive (modified) residual samples by inverse quantizing/inverse transforming the quantized transform coefficients again.
  • the reason for performing inverse quantization/inverse transformation after transforming/quantizing the residual samples in this way is to derive the same residual samples as the residual samples derived from the video decoding apparatus.
  • the video encoding apparatus may generate a reconstructed block including reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the (modified) residual samples.
  • a reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a video/image decoding method based on intra prediction.
  • the video decoding apparatus may perform an operation corresponding to the operation performed by the video encoding apparatus.
  • the decoding method of FIG. 8 may be performed by the video decoding apparatus of FIG. 3 .
  • Dean system S810 to S830 may be performed by the intra prediction unit 265, and the prediction information of step S810 and the residual information of step S840 may be obtained from the bitstream by the entropy decoding unit 210.
  • the residual processing unit of the image decoding apparatus may derive residual samples for the current block based on the residual information (S840).
  • the inverse quantization unit 220 of the residual processing unit derives transform coefficients by performing inverse quantization based on the quantized transform coefficients derived based on the residual information
  • the inverse transform unit of the residual processing unit ( 230) may derive residual samples for the current block by performing an inverse transform on the transform coefficients.
  • Step S850 may be performed by the adder 235 or the restorer.
  • the video decoding apparatus may derive an intra prediction mode/type for the current block based on the received prediction information (intra prediction mode/type information) (S810). Also, the video decoding apparatus may derive neighboring reference samples of the current block (S820). The video decoding apparatus may generate prediction samples within the current block based on the intra prediction mode/type and the neighboring reference samples (S830). In this case, the video decoding apparatus may perform a prediction sample filtering procedure. Prediction sample filtering may be referred to as post filtering. Some or all of the prediction samples may be filtered by the prediction sample filtering procedure. In some cases, the prediction sample filtering procedure may be omitted.
  • the image decoding apparatus may generate residual samples for the current block based on the received residual information (S840).
  • the video decoding apparatus may generate reconstructed samples for the current block based on the prediction samples and the residual samples, and derive a reconstructed block including the reconstructed samples (S850).
  • a reconstructed picture for the current picture may be generated based on the reconstructed block.
  • an in-loop filtering procedure may be further applied to the reconstructed picture.
  • FIG. 9 is a diagram exemplarily illustrating the configuration of the intra prediction unit 265 according to the present disclosure.
  • the intra prediction unit 265 of the video decoding apparatus may include an intra prediction mode/type determination unit 266, a reference sample derivation unit 267, and a prediction sample derivation unit 268. .
  • the intra prediction mode/type determining unit 266 determines the intra prediction mode/type of the current block based on the intra prediction mode/type information generated and signaled by the intra prediction mode/type determining unit 186 of the video encoding apparatus. and the reference sample deriving unit 266 may derive neighboring reference samples of the current block from the reconstructed reference region in the current picture.
  • the prediction sample derivation unit 268 may derive prediction samples of the current block.
  • the intra prediction unit 265 may further include a prediction sample filter unit (not shown).
  • the intra prediction mode information may include, for example, flag information (ex. intra_luma_mpm_flag) indicating whether a most probable mode (MPM) or a remaining mode is applied to the current block, and the When MPM is applied to the current block, the intra prediction mode information may further include index information (ex. intra_luma_mpm_idx) indicating one of the intra prediction mode candidates (MPM candidates).
  • the intra prediction mode candidates (MPM candidates) may be composed of an MPM candidate list or an MPM list. Also, when the MPM is not applied to the current block, the intra prediction mode information includes remaining mode information (ex. intra_luma_mpm_remainder) indicating one of intra prediction modes other than the intra prediction mode candidates (MPM candidates). can include more.
  • the video decoding apparatus may determine an intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode information.
  • the intra prediction technique information may be implemented in various forms.
  • the intra prediction technique information may include intra prediction technique index information indicating one of the intra prediction techniques.
  • the intra prediction scheme information includes reference sample line information (ex. intra_luma_ref_idx) indicating whether the MRL is applied to the current block and, if applied, which reference sample line is used, and the ISP determines whether the current block ISP flag information (ex. intra_subpartitions_mode_flag) indicating whether or not the ISP is applied, ISP type information indicating the split type of subpartitions when the ISP is applied (ex.
  • intra_subpartitions_split_flag flag information indicating whether PDPC is applied or application of LIP It may include at least one of flag information indicating whether or not.
  • ISP flag information may be referred to as an ISP application indicator.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction technique information may be encoded/decoded through the coding method described in this disclosure.
  • the intra prediction mode information and/or the intra prediction technique information may be encoded/decoded through entropy coding (eg CABAC, CAVLC) based on truncated (rice) binary code.
  • entropy coding eg CABAC, CAVLC
  • an intra prediction mode applied to the current block may be determined using intra prediction modes of neighboring blocks.
  • the video decoding apparatus constructs a most probable mode (mpm) list derived based on an intra prediction mode and additional candidate modes of a neighboring block (eg, a left and/or upper neighboring block) of a current block, and receives the received Based on the mpm index, one of the mpm candidates in the mpm list can be selected.
  • the video decoding apparatus may select one of remaining intra prediction modes not included in the mpm list based on remaining intra prediction mode information.
  • intra prediction mode applied to the current block is among mpm candidates (that is, is included in the mpm list) or is in the remaining mode may be indicated based on an mpm flag (ex. intra_luma_mpm_flag).
  • a value of 1 of the mpm flag may indicate that the intra prediction mode for the current block is within mpm candidates (mpm list), and a value of 0 of the mpm flag may indicate that the intra prediction mode for the current block is within mpm candidates (mpm list).
  • the mpm index may be signaled in the form of an mpm_idx or intra_luma_mpm_idx syntax element, and the remaining intra prediction mode information may be signaled in the form of a rem_intra_luma_pred_mode or intra_luma_mpm_remainder syntax element.
  • the remaining intra prediction mode information may indicate one of all intra prediction modes by indexing remaining intra prediction modes not included in the mpm candidates (mpm list) in order of prediction mode numbers.
  • the intra prediction mode may be an intra prediction mode for a luma component (sample).
  • the intra prediction mode information may include at least one of the mpm flag (ex.
  • the MPM list may be called various terms such as an MPM candidate list and candModeList.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an intra prediction mode signaling procedure in an image encoding apparatus.
  • the video encoding apparatus may construct an MPM list for a current block (S1010).
  • the MPM list may include candidate intra prediction modes (MPM candidates) that are highly likely to be applied to the current block.
  • the MPM list may include intra prediction modes of neighboring blocks or may further include specific intra prediction modes according to a predetermined method.
  • the image encoding apparatus may determine an intra prediction mode of the current block (S1020).
  • the image encoding apparatus may perform prediction based on various intra prediction modes, and may determine an optimal intra prediction mode by performing rate-distortion optimization (RDO) based on the prediction.
  • RDO rate-distortion optimization
  • the video encoding apparatus may determine the optimal intra prediction mode using only the MPM candidates included in the MPM list, or may further use the remaining intra prediction modes as well as the MPM candidates included in the MPM list to determine the optimal intra prediction mode.
  • An intra prediction mode may be determined.
  • the video encoding apparatus uses only the MPM candidates to determine the optimal intra prediction type. Prediction mode can be determined. That is, in this case, the intra prediction mode for the current block may be determined only among the MPM candidates, and in this case, the mpm flag may not be encoded/signaled. In the case of the specific type, the video decoding apparatus may estimate that the mpm flag is 1 without separately signaling the mpm flag.
  • a specific type eg, LIP, MRL, or ISP
  • the video encoding apparatus may generate an mpm index (mpm idx) indicating one of the MPM candidates. If the intra prediction mode of the current block is not included in the MPM list, remaining intra prediction mode information indicating the same mode as the intra prediction mode of the current block among remaining intra prediction modes not included in the MPM list is generated. can do.
  • the video encoding apparatus may encode the intra prediction mode information and output it in the form of a bitstream (S1030).
  • the intra prediction mode information may include the aforementioned mpm flag, mpm index, and/or remaining intra prediction mode information.
  • mpm index and remaining intra prediction mode information are not signaled simultaneously in indicating an intra prediction mode for one block in an alternative relationship. That is, the mpm index may be signaled when the mpm flag value is 1, and remaining intra prediction mode information may be signaled when the mpm flag value is 0.
  • the intra prediction mode information may include only the mpm index.
  • S1020 is shown to be performed after S1010, but this is an example, and S1020 may be performed before or simultaneously with S1010.
  • 11 is a flowchart illustrating a procedure for determining an intra prediction mode in a video decoding apparatus.
  • the video decoding apparatus may determine the intra prediction mode of the current block based on intra prediction mode information determined and signaled by the video encoding apparatus.
  • the video decoding apparatus may obtain intra prediction mode information from a bitstream (S1110).
  • the intra prediction mode information may include at least one of an mpm flag, an mpm index, and a remaining intra prediction mode.
  • the video decoding apparatus may construct an MPM list (S1120).
  • the MPM list is configured identically to the MPM list configured in the video encoding apparatus. That is, the MPM list may include intra prediction modes of neighboring blocks or may further include specific intra prediction modes according to a predetermined method.
  • S1120 is shown to be performed after S1110, but this is just one example, and S1120 may be performed before or simultaneously with S1110.
  • the video decoding apparatus determines an intra prediction mode of a current block based on the MPM list and the intra prediction mode information (S1130). Step S1130 will be described in more detail with reference to FIG. 12 .
  • FIG. 12 is a flowchart for explaining an intra prediction mode derivation procedure in more detail.
  • Steps S1210 and S1220 of FIG. 12 may correspond to steps S1110 and S1120 of FIG. 11 , respectively. Therefore, detailed descriptions of steps S1210 and S1220 are omitted.
  • the video decoding apparatus may obtain intra prediction mode information from the bitstream, configure the MPM list (S1210 and S1220), and determine a predetermined condition (S1230). Specifically, as shown in FIG. 12, when the value of the mpm flag is 1 (Yes in S1230), the video decoding apparatus selects a candidate indicated by the mpm index among MPM candidates in the MPM list for the intra prediction mode of the current block. It can be derived as (S1240). As another example, when the value of the mpm flag is 0 (No in S1230), the video decoding apparatus selects the current intra prediction mode indicated by the remaining intra prediction mode information among the remaining intra prediction modes not included in the MPM list. It can be derived as an intra prediction mode of a block (S1250).
  • the video decoding apparatus selects the MPM list within the MPM list without checking the mpm flag.
  • a candidate indicated by the mpm index may be derived as an intra prediction mode of the current block (S1240).
  • intra prediction when intra prediction is performed on the current block, prediction on the luma component block (luma block) and prediction on the chroma component block (chroma block) of the current block may be performed.
  • the chroma component (chroma block) The intra-prediction mode for may be set separately from the intra-prediction mode for the luma component (luma block).
  • an intra prediction mode for a chroma component may be indicated based on intra chroma prediction mode information, and the intra chroma prediction mode information may be signaled in the form of an intra_chroma_pred_mode syntax element.
  • the intra chroma prediction mode information includes at least one of a planar mode, a DC mode, a vertical mode, a horizontal mode, a derived mode (DM), L_CCLM, T_CCLM, and LT_CCLM modes One of the candidate modes may be indicated.
  • DM can also be called direct mode.
  • CCLM may be called LM.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an intra prediction direction according to an embodiment of the present disclosure.
  • the intra prediction mode may include, for example, two non-directional intra prediction modes and 33 directional intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planar intra prediction mode and a DC intra prediction mode, and the directional intra prediction modes may include intra prediction modes #2 through #34.
  • the planar intra prediction mode may be referred to as a planner mode, and the DC intra prediction mode may be referred to as a DC mode.
  • the intra prediction mode includes two non-directional intra prediction modes and 65 extended directional intra prediction modes may be included.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planner mode and a DC mode, and the directional intra prediction modes may include intra prediction modes #2 through #66.
  • the extended intra prediction modes can be applied to blocks of all sizes, and can be applied to both a luma component (luma block) and a chroma component (chroma block).
  • the intra prediction mode may include two non-directional intra prediction modes and 129 directional intra prediction modes.
  • the non-directional intra prediction modes may include a planner mode and a DC mode, and the directional intra prediction modes may include intra prediction modes #2 to #130.
  • the intra prediction mode may further include a cross-component linear model (CCLM) mode for chroma samples in addition to the aforementioned intra prediction modes.
  • CCLM cross-component linear model
  • the CCLM mode can be divided into L_CCLM, T_CCLM, and LT_CCLM depending on whether left samples, upper samples, or both are considered for LM parameter derivation, and can be applied only to chroma components.
  • Intra prediction modes may be indexed as shown in Table 2 below, for example.
  • the intra prediction mode in order to capture an arbitrary edge direction presented in a natural video, includes 93 directivity along with two non-directional intra prediction modes. Intra prediction mode may be included. Non-directional intra prediction modes may include planar mode and DC mode. As indicated by arrows in FIG. 15 , the directional intra prediction mode may include intra prediction modes composed of numbers 2 to 80 and numbers ⁇ 1 to ⁇ 14. The planner mode may be marked as INTRA_PLANAR, and the DC mode may be marked as INTRA_DC. In addition, the directional intra prediction mode may be expressed as INTRA_ANGULAR-14 to INTRA_ANGULAR-1 and INTRA_ANGULAR2 to INTRA_ANGULAR80.
  • the MPM list may be configured to include N MPMs.
  • N may be 5 or 6.
  • two neighboring blocks can be considered, i.e., a left peripheral block (A) and an upper peripheral block (B).
  • initialized default MPM may be considered to construct the MPM list.
  • An MPM list may be constructed by performing a pruning process on the two neighboring intra modes. If the two neighboring intra modes are equal to each other and the neighboring intra mode is greater than the DC (1) mode, the MPM list may include ⁇ A, Planar, DC ⁇ modes and 3 derived intra modes. . The three derived intra modes can be obtained by adding a predetermined offset value to the surrounding intra modes and/or performing a modulo operation. When the two peripheral intra modes are different from each other, the two peripheral intra modes are assigned to a first MPM mode and a second MPM mode, and the remaining four MPM modes may be derived from default modes and/or peripheral intra modes. . In the process of generating the MPM list, a pruning process may be performed to prevent the same mode from being duplicated in the MPM list. Truncated Binary Code (TBC) may be used for entropy encoding of modes other than the MPM mode.
  • TBC Truncated Binary Code
  • 15 is a diagram illustrating a reference sample for a wide-angle intra prediction mode according to an embodiment of the present disclosure.
  • prediction of intra prediction "Nung** can be defined from 45 degrees to -135 degrees in the clockwise direction.
  • some existing directional intra prediction modes are When the replaced wide-angle intra prediction mode is applied, information on the existing intra prediction may be signaled, and after the information is parsed, the information is changed to the wide-angle intra prediction mode. Therefore, the total number of intra prediction modes for a particular block (e.g., a non-square block of a particular size) may not change, that is, the total number of intra prediction modes is 67, and intra prediction mode coding for the specific block may not be changed.
  • upper reference samples with a length of 2W+1 and left reference samples with a length of 2H+1 may be defined to support the wide-angle prediction direction.
  • intra prediction modes replaced by the wide-angle intra prediction mode may differ according to the aspect ratio of the current block.
  • Intra-prediction modes replaced by wide-angle intra-prediction modes according to aspect ratios may be derived as shown in the following table.
  • 16 is a diagram illustrating some wide-angle intra prediction directions according to an embodiment of the present disclosure.
  • the wide-angle mode indicates a non-fractional offset.
  • [-14, -12, -10, -6, 72, 76, 78, 80] modes may be included in the wide-angle mode that satisfies this condition.
  • the samples in the reference buffer may be copied directly without applying any interpolation.
  • the number of samples required for smoothing may be reduced.
  • non-fractional modes can be designed.
  • neighboring reference samples to be used for intra prediction of the current block may be derived.
  • the neighboring reference samples of the current block include a sample adjacent to the left boundary of the current block of size nWxnH, a total of 2xnH samples adjacent to the bottom-left, and a sample adjacent to the top boundary of the current block. and a total of 2 ⁇ nW samples neighboring the top-right and 1 sample neighboring the top-left of the current block.
  • the neighboring reference samples of the current block may include a plurality of rows of upper neighboring samples and a plurality of rows of left neighboring samples.
  • the neighboring reference samples of the current block include a total of nH samples adjacent to the right boundary of the current block, a total of nW samples adjacent to the bottom boundary of the current block, and the lower right side of the current block of size nWxnH. (bottom-right) may include one neighboring sample.
  • the reference samples when MRL is applied, the reference samples may be located on a line other than line 0 adjacent to the current block on the left/upper side, for example, lines 1 to 3, in this case, the number of neighboring reference samples The number may further increase.
  • the area and number of specific peripheral reference samples will be described later.
  • the neighboring reference samples may be derived in units of sub-partitions.
  • an interpolation filter may be applied to derive extended intra reference samples.
  • Some of the neighboring reference samples of the current block may not yet be decoded or may not be available.
  • the decoder may configure neighboring reference samples to be used for prediction through interpolation of available samples.
  • extrapolation may be applied to derive extended intra reference samples.
  • Some of the neighboring reference samples of the current block may not yet be decoded or may not be available.
  • the decoder may configure neighboring reference samples to be used for prediction through extrapolation of available samples. Substitution or padding of pixels that have not yet been decoded or unavailable with the last available sample while updating the referenceable samples with the latest available samples starting from the bottom left until the top right reference sample is reached (last available sample) (padding) can be configured.
  • filtering may be applied to neighboring reference samples of the current block. Unlike post filtering, which is filtering applied to prediction samples after intra prediction, this may be called pre fitlering in that it is applied to neighboring reference samples before intra prediction. Filtering of the neighboring reference samples may be referred to as smoothing filtering, and may be performed, for example, by the following equation.
  • refUnfilt denotes neighboring reference samples that have not yet been filtered
  • [x][y] denotes the x,y coordinates of the sample. For example, this may indicate coordinates when the top-left sample position coordinates of the current block are (0,0).
  • the filtered neighboring reference samples may be used as reference samples in the prediction sample derivation step, and if filtering is not applied to the neighboring reference samples, unfiltered The neighboring reference samples may be used as reference samples in the prediction sample derivation step.
  • Neighboring reference sample filtering as described above may be applied when some or all of the following specific conditions are satisfied, for example.
  • nTbW * nTbH is greater than 32 (nTbW * nTbH is greater than 32)
  • IntraSubPartitionsSplitType is equal to ISP_NO_SPLIT (IntraSubPartitionsSplitType is equal to ISP_NO_SPLIT)
  • predModeIntra is equal to INTRA_PLANAR (predModeIntra is equal to INTRA_PLANAR)
  • predModeIntra is equal to INTRA_ANGULAR34 (predModeIntra is equal to INTRA_ANGULAR34)
  • predModeIntra is equal to INTRA_ANGULAR2 and nTbH is greater than or equal to nTbW
  • predModeIntra is equal to INTRA_ANGULAR66 and nTbW is greater than or equal to nTbH
  • procedures such as intra prediction mode/type determination, neighboring reference sample derivation, and prediction sample derivation may all be performed in units of CUs.
  • intra prediction mode/type determination is performed in units of CUs, but neighboring reference samples Derivation and prediction sample derivation procedures may be performed in units of TUs within the CU.
  • TUs within the CU may share the same intra prediction mode/type. Accordingly, in consideration of this case, whether or not the neighboring reference sample is filtered may be determined in consideration of nTbW and nTbH, which are the width and height of the TU (or TB).
  • the prediction unit of the encoding device/decoding device may derive a reference sample according to an intra prediction mode of the current block among neighboring reference samples of the current block, and generate a prediction sample of the current block based on the reference sample. .
  • a prediction sample may be derived based on an average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) a prediction sample among neighboring reference samples of the current block is specified.
  • the prediction sample may be derived based on a reference sample existing in the (prediction) direction.
  • the case of (i) may be called a non-directional mode or a non-angular mode, and the case of (ii) may be called a directional mode or an angular mode.
  • the second neighboring sample located in the opposite direction to the prediction direction of the intra prediction mode of the current block is interpolated with the first neighboring sample, Prediction samples may be generated.
  • LIP linear interpolation intra prediction
  • a temporary prediction sample of the current block is derived based on the filtered neighboring reference samples, and at least one of the existing neighboring reference samples, that is, among the unfiltered neighboring reference samples, derived according to the intra prediction mode.
  • the prediction sample of the current block may be derived by performing a weighted sum of the reference sample and the temporary prediction sample.
  • PDPC position dependent intra prediction
  • a reference sample line with the highest prediction accuracy is selected among multiple reference sample lines adjacent to the current block, and a prediction sample is derived using a reference sample located in a prediction direction in the corresponding line, and at this time, the used reference sample line is decoded.
  • Intra prediction encoding may be performed by instructing (signaling) a device.
  • the above case may be called multi-reference line intra prediction (MRL) or MRL-based intra prediction.
  • intra prediction may be performed based on the same intra prediction mode by dividing the current block into vertical or horizontal sub-partitions, but the neighboring reference samples may be derived and used in units of the sub-partitions. That is, in this case, the intra-prediction mode for the current block is equally applied to the sub-partitions, but intra-prediction performance can be improved in some cases by deriving and using neighboring reference samples in units of the sub-partitions.
  • This prediction method may be called intra sub-partitions (ISP) or ISP-based intra prediction. Details will be described later.
  • a predicted sample value may be derived through interpolation.
  • the aforementioned intra prediction methods may be referred to as an intra prediction type to be distinguished from the intra prediction mode in FIGS. 13 and/or 14 .
  • the intra prediction type may be called various terms such as an intra prediction technique or an additional intra prediction mode.
  • the intra prediction type (or additional intra prediction mode, etc.) may include at least one of the aforementioned LIP, PDPC, MRL, and ISP.
  • the information on the intra prediction type may be encoded by an encoding device, included in a bitstream, and signaled to a decoding device.
  • the information on the intra prediction type may be implemented in various forms, such as flag information indicating whether each intra prediction type is applied or index information indicating one of several intra prediction types.
  • the aforementioned MPM list for deriving the intra prediction mode may be configured differently according to the intra prediction type.
  • the MPM list may be commonly configured regardless of the intra prediction type.
  • an interpolation filter for interpolation may be derived through various methods.
  • the interpolation filter may be determined based on a predetermined condition.
  • the interpolation filter may be determined based on an intra prediction mode for a current block and/or a size of the current block.
  • the interpolation filter may include, for example, a Gaussian filter and a cubic filter.
  • the intra prediction mode for the current block is a lower left diagonal intra prediction mode (#2), an upper left diagonal intra prediction mode (#34), or an upper right diagonal intra prediction mode (#66)
  • the It may be determined that an interpolation filter is not applied or a Gaussian filter is applied instead of a cubic filter.
  • the cubic filter is applied when the reference line index of the MRL is 0, and the interpolation filter is not applied or the Gaussian filter is applied when the reference line index is greater than 0.
  • the intra prediction mode indicates a fractional sample point other than an integer sample point of neighboring reference samples, generating a reference sample value corresponding to the fractional sample point based on the position of the current prediction sample.
  • An interpolation filter may be applied for this purpose.
  • the 4-tap cubic interpolation may be replaced with the 6-tap cubic interpolation filter for deriving the predicted sample from the reference sample.
  • Extended intra reference samples can be derived using a 4-tap interpolation filter instead of nearest neighbor rounding.
  • the prediction direction according to the intra prediction mode based on the position of the current prediction sample (target prediction sample) in the current block points to a fractional sample point other than the integer sample point of neighboring reference samples
  • the reference sample corresponding to the fractional sample point An interpolation filter may be applied to generate the value.
  • a filter for relaxing a block boundary may be applied to reduce an error between predicted samples of the current block and previously reconstructed neighboring samples. For example, this filter may determine whether or not to apply the filter and the filter type according to the predicted mode and the size of the block.
  • intra prediction may be derived as a weighted average between a planner and two derived directions.
  • Two angular modes can be selected from HoG (Histogram of Gradient) calculated from adjacent pixels of the current block.
  • HoG Heistogram of Gradient
  • the predictor and the planner predictor of the corresponding mode are calculated, and then the weighted average can be used as the final predictor of the block.
  • the corresponding amplitude of HoG can be used for each of the two modes to determine the weight.
  • the DIMD process may be performed before the MPM list is configured.
  • the primary derived intra mode of a DIMD block is stored with the block and can be used to construct the MPM list of neighboring blocks.
  • intra prediction may be combined with inter prediction and applied to the current block, which is referred to as CIIP (Combined Inter and Intra Prediction) mode.
  • CIIP Combined Inter and Intra Prediction
  • 17 is a diagram illustrating neighboring blocks that can be used in Combined Inter and Intra Prediction (CIIP).
  • An additional flag eg, ciip_flag
  • CIIP Combined Inter/Intra Prediction
  • CIIP prediction can combine inter prediction signals and intra prediction signals, and the inter prediction signals of CIIP mode P_inter can be derived using the same inter prediction process applied to normal merge mode.
  • the intra prediction signal P_intra may be derived according to an intra prediction process using a planner mode. Then, the intra and inter prediction signals can be combined using a weighted average, where the weights can be calculated according to the coding modes of the top and left neighboring blocks as shown in FIG. 17 .
  • isIntraTop may be set to 1 if the top neighboring block is available and intra coded, otherwise isIntraTop may be set to 0.
  • isIntraLeft may be set to 1 if the left neighboring block is usable and intra-coded, and isIntraLeft may be set to 0 otherwise.
  • wt may be set to 3.
  • wt may be set to 2.
  • wt may be set to 1.
  • CIIP prediction can be derived by the following formula.
  • the left is the CIIP signal
  • is the inter prediction signal may represent an intra prediction signal.
  • intra prediction may be performed using neighboring samples located on a sample line separated by one to three samples from the upper and/or left side of the current block as reference samples.
  • 18 is a diagram illustrating MRL intra prediction and an example of multiple reference lines.
  • the multiple reference line index (ex. mrl_idx) indicates which line is used for intra prediction with respect to the current block.
  • the multiple reference line index may be signaled through coding unit syntax as follows.
  • the multiple reference line index may be configured in the form of an intra_luma_ref_idx syntax element.
  • intra_luma_mpm_flag [ x0 ] [ y0 ] 0
  • intra_luma_mpm_flag[ x0 ][ y0 ] 0
  • intra_luma_mpm_idx [ x0 ] [ y0 ] 0
  • intra_luma_ref_idx[x0][y0] may specify the intra reference line index IntraLumaRefLineIdx[x0][y0] as specified in Table 5 below. If intra_luma_ref_idx[x0][y0] does not exist, it may be regarded as equal to 0.
  • intra_luma_ref_idx may be called (intra) reference sample line index or mrl_idx. Also, intra_luma_ref_idx may be called intra_luma_ref_line_idx.
  • intra_luma_mpm_flag[x0][y0] When intra_luma_mpm_flag[x0][y0] does not exist, it may be regarded as equal to 1.
  • MRL may be disabled for blocks of the first line (row) in the CTU. This is to prevent extended reference lines outside the current CTU line from being used. Also, when the aforementioned additional reference line is used, the PDPC may be disabled.
  • ISP Intra Sub-Partitions
  • ISP Intra Sub-Parititons
  • encoding/decoding is performed in units of divided blocks to generate a reconstructed block, and the reconstructed block is used as a reference block for the next divided block.
  • Current intra sub-partitions (ISP) are divided according to the block size as shown in Table 6.
  • FIG. 19A is a diagram for explaining an example of division of 4x8 and 8x4 blocks (CUs)
  • FIG. 19B is a diagram for explaining an example of division of all blocks except for 4x8, 8x4, and 4x4 blocks (CUs). am.
  • the intra sub-partition method generates an MPM list according to each division method (horizontal division and vertical division) to reduce coding complexity, and selects an appropriate prediction mode among prediction modes in the generated MPM list from a rate distortion optimizaton (RDO) point of view.
  • the optimal mode is created by comparing
  • MRL multiple reference line
  • the intra sub partition method is applied only when the 0th reference line is used (ie, intra_luma_ref_idx value is 0).
  • intra_luma_ref_idx value is 0.
  • the above-described intra sub-partition method the above-described PDPC cannot be used.
  • intra sub-partitions_mode_flag intra sub-partitions_mode_flag
  • intra_subpartitions_split_flag information on horizontal or vertical partitioning
  • the intra prediction mode for the current block is equally applied to the sub-partitions, and intra-prediction performance can be improved by deriving and using neighboring reference samples in units of the sub-partitions. That is, when the intra sub-partition method is applied, the residual sample processing procedure is performed in units of sub-partitions.
  • intra prediction samples are derived for each sub-partition, and residual signals (residual samples) for the corresponding sub-partition are added thereto to obtain reconstructed samples.
  • the residual signal (residual samples) may be derived through an inverse quantization/inverse transformation procedure based on residual information (quantized transform coefficient information or residual coding syntax) in the above-described bitstream.
  • prediction samples and residual samples are derived for the first sub-partition
  • reconstruction samples for the first sub-partition may be derived based on the prediction samples and residual samples.
  • some of the restored samples in the first sub-partition (ex. left or upper neighboring reference samples of the second sub-partition) are used for the second sub-partition. may be used as peripheral reference samples.
  • prediction samples and residual samples are derived for the second sub-partition, and based on this, reconstructed samples for the second sub-partition can be derived.
  • some of the reconstructed samples in the second subpartition (ex. left or upper neighboring reference samples of the third subpartition) are included in the third subpartition. may be used as peripheral reference samples for Same below.
  • reference sample filtering is performed when the reference line index is 0, that is, when multi reference line (MRL)-based intra prediction is not applied and the number of pixels of the block is 32 or more, the color component of the current block If the luma color component, if no intra subpartitions (ISPs) are applied, and if the intra prediction mode is 0,-14,-12,-10,-6,2,34,66,72,76,78,80 times Any one of these can be applied.
  • MRL multi reference line
  • ISPs intra subpartitions
  • the current intra reference sample filtering may not be applied to blocks of a specific size or less. For example, it is not applied to blocks such as 4x4, 4x8, and 8x4, and reference sample filtering may not be applied even when the intra prediction mode of the current block is MRL or ISP is applied.
  • the intra prediction mode is a planner mode or a specific directional mode
  • intra reference sample filtering can be applied only to an integer directional mode or a specific wide-angle directional mode, and thus somewhat restrictive application conditions are suggested.
  • a filter applied to intra reference sample filtering may be adaptively selected as one of a plurality of filters.
  • a filter may be selected according to specific conditions including the size of the current block or the number of reference samples.
  • intra reference sample filtering may be applied only in a specific intra prediction mode, and reference sample filtering may be performed when generating intra prediction pixels.
  • intra reference sample filtering may be always applied or not always applied regardless of other conditions including the intra prediction mode.
  • this embodiment proposes a method of applying filtering more elaborately by diversifying the filters that can be applied to the reference sample filtering. More specifically, this embodiment proposes one or more filters used for reference sample filtering, wherein each filter may have different filter coefficients or different numbers of filter coefficients, that is, different taps, and all of the filter coefficients may be positive. there is.
  • each filter is referred to as an n-th filter like a first filter or a second filter for clarity of description, but the order of filters or the type of filter is not intended to be limited.
  • first filter and the second filter will be described below, but there are not necessarily only two filters, and more various filters may exist, so the present disclosure is not limited thereto. .
  • a filter that can be used for filtering the reference sample may include a 3-tap filter as a first filter.
  • a 3-tap filter may be a [1, 2, 1] filter.
  • n may be 5 or 6.
  • n may be an odd integer.
  • the filter coefficient of the 6-tap filter may be [1, 4, 6, 4, 1, 0].
  • the filter coefficient of the 5-tap filter may be [1, 4, 6, 4, 1].
  • the second filter is a Gaussian filter and may be applied to integer sample positions. That is, it may be an n-tap Gaussian filter.
  • the 5-tap filter is [1, 4, 6, 4, 1]
  • it can be applied as follows.
  • ref[x] may mean a reference sample at position x to which reference sample filtering is currently applied
  • ref_filtered[x] may mean a pixel to which reference sample filtering is applied. That is, encoding and decoding efficiency can be increased by adaptively applying a more sophisticated [1,4,6,4,1] smoothing filter instead of a 3-tap filter (eg, a [1,2,1] smoothing filter). there is.
  • the first filter eg, [1,2,1] filter
  • the second filter eg, [1,4,6,4] according to the number of reference samples ,1] filter
  • intra reference sample filtering may always be performed using the second filter. That is, when the first filter is a 3-tap filter, intra reference sample filtering may be performed using a filter other than the first filter. Assuming that the other filter used at this time is the second filter, the second filter It may be an n-tap filter with n>3. As an example, if the second filter is a [1,4,6,4,1] filter, the second filter may always be applied.
  • a filter when performing reference sample filtering, a filter may be selected by considering the size or area of a block. For example, one filter may be used when the width and/or height of the current block is greater than or equal to a specific value (eg, 32 or 16), and another filter may be used in other cases.
  • a specific value eg, 32 or 16
  • an arbitrary k-tap filter may be selected for filtering reference samples for the current block having a size or area equal to or greater than a specific value
  • an arbitrary j-tap filter may be selected in other cases, where k>j can That is, the block size may be a filter selection criterion.
  • a 5-tap filter e.g., [1,4,6,4,1]
  • a 3-tap filter eg [1,2,1]
  • a 5-tap filter e.g., [1 ,4,6,4,1]
  • a 3-tap filter e.g, [1,2,1]
  • filtering performance can be improved by performing reference sample filtering by adaptively selecting a filter.
  • the reference sample filtering application conditions may include ISP/MRL application conditions, color components of the current block, or intra prediction mode conditions as described above, but may also follow the changed reference sample filtering application conditions. Meanwhile, in the changed reference sample filtering application conditions, some conditions among the above conditions may be added or changed, and some conditions may be excluded.
  • the changed reference sample filtering application condition will be described in detail below.
  • Table 8 shows performance when reference sample filtering is not applied using the [1,2,1] filter as an example.
  • the Y component shows a performance improvement of 0.02%. . That is, considering the results of the preceding experiment described above, the intra reference sample filtering can be expected to improve performance even when applied in a specific intra mode.
  • a method of applying reference sample filtering only in a specific intra mode is proposed as follows.
  • the color component of the current block is the luma color. component, it can be applied when ISP is not applied to the current block and when the intra prediction mode index is 0, that is, when the intra direction is 0 (planner intra mode).
  • conditions other than the condition when the intra direction is 0, which is the last condition may be removed or added to improve coding performance and reduce complexity.
  • a condition for applying reference sample filtering may be applied regardless of the size of a block. For example, reference when the reference line index is 0 (condition for not applying MRL), when the color component of the current block is a luma color component, when ISP is not applied to the current block, and when the intra direction is the planar intra mode. Sample filtering may be applied.
  • a condition for applying reference sample filtering may be applied regardless of a color component of a block in order to obtain higher encoding performance. For example, reference samples when the reference line index is 0 (condition for not applying MRL), when the number of pixels in the current block is 32 or more, when ISP is not applied to the current block, and when the intra direction is the planar intra mode. Filtering may be applied.
  • a condition for applying reference sample filtering may be applied in consideration of whether the aforementioned DIMD and/or CIIP are applied. Whether to perform reference sample filtering may be determined based on whether planar intra prediction is performed in the aforementioned DIMD and CIIP. For example, when the reference line index is 0 (condition for not applying MRL), when the number of pixels in the current block is 32 or more, when ISP is not applied to the current block, when DIMD is not applied, and when the intra direction is planar intra mode, reference sample filtering may be applied.
  • reference line index is 0 (condition for not applying MRL)
  • the number of pixels in the current block is 32 or more
  • when ISP is not applied to the current block when CIIP is not applied
  • intra direction when the intra mode, reference sample filtering may be applied.
  • reference sample filtering may be applied only when both DIMD and CIIP are not applied.
  • reference sample filtering may be applied only when CIIP is applied to the current block, when DIMD is applied, or when CIIP or DIMD is applied.
  • the intra prediction mode at this time may be a planner intra prediction.
  • an intra predictor eg, planner intra predictor
  • CIIP or DIMD intra/inter prediction
  • whether or not reference sample filtering is applied may be determined in intra prediction.
  • reference sample filtering when reference sample filtering is applied only in the planner intra mode, a method of integrating the reference sample filtering process with intra planner prediction is proposed. That is, reference sample filtering does not exist as a separate process, and reference sample filtering can be an internal process of planner prediction. 20 to 21 show examples of two specifications in which a reference sample filtering process is added to planner prediction. For example, in the planner intra prediction mode, reference sample width and reference sample height may be received and used for reference sample filtering.
  • a single filter when reference sample filtering is applied only in the planner intra mode, only a single filter may be used, but a plurality of filters may be adaptively applied as in the previous embodiment 1.
  • a first filter eg, [1, 2, 1] filter
  • a second filter eg, [1, 4, 6, 4, 1] filter
  • You may always apply a first filter (eg, [1, 2, 1] filter) or always apply a second filter (eg, [1,4,6,4,1] filter)
  • the block width and / or height is greater than or equal to a specific value (eg, 32 or 16)
  • the second filter is applied, otherwise the first filter is applied, or the size or area of the block (eg, block width * block height) is greater than or equal to a specific value (eg, 1024 or 256)
  • the second filter may be applied, and otherwise, the first filter may be applied.
  • performance of reference sample filtering can be improved, and thus encoding and decoding efficiency can be improved.
  • reference sample filtering may always be applied when intra prediction is applied to the current block, regardless of the intra prediction mode, color component of the current block, or whether ISP/MRL is applied.
  • reference sample filtering may not always be applied when intra prediction is applied to the current block, regardless of whether the intra prediction mode, the color component of the current block, or ISP/MRL is applied.
  • the reference sample filter is a single filter (eg, [1, 2, 1] filter), or a plurality of filters proposed above in addition to the single filter. may also be considered.
  • a first filter eg, [1, 2, 1] filter
  • a second filter eg, [1,4,6,4,1] filter
  • the reference sample filtering itself is performed regardless of any condition, when one of a plurality of filters is adaptively selected and applied, the size of the current block mentioned above, intra prediction mode, etc. Other conditions may also be considered.
  • reference sample filtering When reference sample filtering is always applied or not applied, it is unnecessary to check conditions such as block size condition, whether ISP/MRL is used or not, and intra prediction direction condition. In other words, reference sample filtering may always be performed when intra prediction is applied regardless of the above conditions. Accordingly, the complexity of the overall intra prediction algorithm and the overhead associated with whether reference sample filtering is applied can be reduced, resulting in an effect of increasing the efficiency and speed of image encoding/decoding.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an image encoding or decoding process in which reference sample filtering is performed based on an intra prediction mode according to an embodiment of the present disclosure. As an example, FIG. 22 may be performed by an image encoding device or an image decoding device.
  • an intra prediction mode of the current block may be determined (S2201). Determination of the intra prediction mode may be based on information for determining the intra prediction mode, may be obtained from a bitstream, or may be derived based on other information. As an example, the information for determining the intra prediction mode may include an MPM list index and the like as described above.
  • a reference sample that can be used for intra prediction may be derived (S2202).
  • a reference sample may be derived based on the determined intra prediction mode, and this derivation process may be included in a process in which intra prediction is performed.
  • reference sample derivation S2202
  • determination of whether to filter the reference sample for the derived reference sample S2203
  • reference sample filtering S2204
  • the process of performing intra prediction may include a process of performing reference sample filtering (S2204).
  • reference sample filtering may be included in the intra prediction process itself based on a specific intra prediction mode.
  • reference sample filtering may or may not be applied regardless of other conditions (eg, intra prediction direction, block size, etc.). That is, in some cases, the process of determining whether to filter the reference sample for the reference sample (S2203) may be omitted.
  • whether to filter the reference sample is determined by information derived based on information signaled from the bitstream or other information. Also, it may be determined based on a condition to which reference sample filtering can be applied. For example, the condition for filtering the reference sample described in the above-described embodiment may be applied.
  • reference sample filtering may be performed by adaptively selecting one of a plurality of filters.
  • a filter may be adaptively selected based on the number of intra prediction reference samples.
  • the number of intra prediction reference samples may be determined based on the size of the current block.
  • the number of intra prediction reference samples may be determined based on comparison between the size of the current block and a specific value, as described in the above embodiment.
  • one of the plurality of filters eg, the first filter
  • the 3-tap filter may be composed of [1, 2, 1].
  • another filter eg, the second filter
  • n may be a value greater than 3.
  • another filter may be a 5-tap filter or a 6-tap filter.
  • a 5-tap filter may be [1, 4, 6, 4, 1]
  • a 6-tap filter may be [1, 4, 6, 4, 1, 0].
  • filter coefficients used for filtering may all be positive numbers.
  • application conditions for reference sample filtering may include whether decoder side intra mode derivation (DIMD) is applied and/or whether combined inter intra prediction (CIIP) is applied. That is, application of reference sample filtering may be determined based on whether decoder side intra mode derivation (DIMD) and/or combined inter intra prediction (CIIP) are applied. Meanwhile, reference sample filtering may be applied regardless of the color component of the current block or may be applied regardless of the size of the current block.
  • DIMD decoder side intra mode derivation
  • CIIP combined inter intra prediction
  • intra prediction samples When intra prediction is performed based on the intra prediction mode (S2205), intra prediction samples may be generated. A reconstructed sample for the current block may be obtained based on the generated intra prediction sample. As described above, reconstructed samples may be generated based on residual samples and prediction samples.
  • a process of encoding a prediction sample and a residual sample (ie, a residual signal) obtained based on the current block into a bitstream is further included, or information related to an intra prediction mode is converted into a bitstream
  • An encoding process may be further included.
  • a process of transmitting the bitstream to a video decoding device or the like may be further included.
  • an image encoding/decoding apparatus may include a memory 2302 and at least one processor 2303.
  • At least one processor performs the above-described embodiment and video encoding/decoding method, but some steps may be performed in parallel or, if possible, the order of some steps may be changed or omitted.
  • At least one processor may determine an intra prediction mode of a current block, perform intra prediction based on the intra prediction mode, and obtain reconstructed samples based on prediction samples generated by the intra prediction. there is.
  • At least one processor performs planar intra prediction based on the fact that the intra prediction mode is the planar prediction mode, and the planner intra prediction may include filtering the intra prediction reference sample of the current block.
  • Exemplary methods of this disclosure are presented as a series of operations for clarity of explanation, but this is not intended to limit the order in which steps are performed, and each step may be performed concurrently or in a different order, if desired.
  • other steps may be included in addition to the exemplified steps, other steps may be included except for some steps, or additional other steps may be included except for some steps.
  • an image encoding device or an image decoding device that performs a predetermined operation may perform an operation (step) for confirming an execution condition or situation of the corresponding operation (step). For example, if it is described that a predetermined operation is performed when a predetermined condition is satisfied, the video encoding apparatus or the video decoding apparatus performs an operation to check whether the predetermined condition is satisfied, and then performs the predetermined operation.
  • various embodiments of the present disclosure may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • It may be implemented by a processor (general processor), controller, microcontroller, microprocessor, or the like.
  • the video decoding apparatus and the video encoding apparatus to which the embodiments of the present disclosure are applied are real-time communication devices such as multimedia broadcasting transmitting and receiving devices, mobile communication terminals, home cinema video devices, digital cinema video devices, monitoring cameras, video conversation devices, and video communication.
  • mobile streaming devices storage media, camcorders, video-on-demand (VoD) service providing devices, OTT video (Over the top video) devices, Internet streaming service providing devices, three-dimensional (3D) video devices, video telephony video devices, and medical It may be included in a video device or the like, and may be used to process a video signal or a data signal.
  • OTT over the top video
  • video devices may include game consoles, Blu-ray players, Internet-connected TVs, home theater systems, smart phones, tablet PCs, digital video recorders (DVRs), and the like.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure may be applied.
  • a content streaming system to which an embodiment of the present disclosure is applied may largely include an encoding server, a streaming server, a web server, a media storage, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as smart phones, cameras, camcorders, etc. into digital data to generate a bitstream and transmits it to the streaming server.
  • multimedia input devices such as smart phones, cameras, and camcorders directly generate bitstreams
  • the server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an image encoding method and/or an image encoding apparatus to which an embodiment of the present disclosure is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in a process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through a web server, and the web server may serve as a medium informing a user of what kind of service is available.
  • the web server transmits it to the streaming server, and the streaming server can transmit multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server, and in this case, the control server may play a role of controlling commands/responses between devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media storage and/or encoding server. For example, when receiving content from the encoding server, the content may be received in real time. In this case, in order to provide smooth streaming service, the streaming server may store the bitstream for a certain period of time.
  • Examples of the user devices include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation devices, slate PCs, Tablet PC, ultrabook, wearable device (e.g., smartwatch, smart glass, HMD (head mounted display)), digital TV, desktop There may be computers, digital signage, and the like.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • navigation devices slate PCs
  • Tablet PC ultrabook
  • wearable device e.g., smartwatch, smart glass, HMD (head mounted display)
  • digital TV desktop There may be computers, digital signage, and the like.
  • Each server in the content streaming system may be operated as a distributed server, and in this case, data received from each server may be distributed and processed.
  • the scope of the present disclosure is software or machine-executable instructions (eg, operating systems, applications, firmware, programs, etc.) that cause operations in accordance with the methods of various embodiments to be executed on a device or computer, and such software or It includes a non-transitory computer-readable medium in which instructions and the like are stored and executable on a device or computer.
  • An embodiment according to the present disclosure may 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

영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계 및 상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치, 및 비트스트림을 전송하는 방법
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 복수의 필터 중 하나를 기반으로 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상을 부호화/복호화하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 특정 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계 및 상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 필터링은 제1 필터 혹은 제2 필터 중 하나의 필터를 적응적으로 선택하여 수행될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 하나의 필터는 상기 인트라 예측 참조 샘플의 수를 기반으로 선택될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 필터는 3-탭 필터이고, 상기 제2 필터는 5-탭 필터일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 3-탭 필터는 [1, 2, 1] 일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 5-탭 필터는 [1, 4, 6, 4, 1]일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 인트라 예측 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 인트라 예측 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기와 특정 값의 비교에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 필터링의 적용은 DIMD(decoder side intra mode derivation)의 적용 여부에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 필터링의 적용은 CIIP(combined inter intra prediction)의 적용 여부에 기초하여 결정될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 필터링은 상기 현재 블록의 컬러 성분과는 무관하게 적용될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 필터링은 상기 현재 블록의 크기와는 무관하게 적용될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 필터링에 사용되는 필터 계수는 모두 양수일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하되, 상기 적어도 하나의 프로세서는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하고, 상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하며, 상기 플래너 인트라 예측은 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하여 수행될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법에 있어서, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계 및 상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치 혹은 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림이 전송될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림 전송 방법에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계 및 상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독 가능한 매체에 저장되거나 기록될 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면 플래너 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 10은 영상 부호화 장치에서의 인트라 예측 모드 시그널링 절차를 도시한 흐름도이다.
도 11은 영상 복호화 장치에서의 인트라 예측 모드 결정 절차를 도시한 흐름도이다.
도 12는 인트라 예측 모드 도출 절차를 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 14는 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 광각 인트라 예측 모드에 대한 참조 샘플을 도시하는 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 일부 광각 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
도 17은 CIIP(Combined Inter and Intra Prediction)에서 사용될 수 있는 주변 블록을 도시하는 도면이다.
도 18은 MRL(Multi Reference Line) 인트라 예측을 도시하는 도면이다.
도 19a 및 도 19b는 ISP(Intra Subpartitions)를 도시하는 도면이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따른 플래너 인트라 예측 모드 절차를 도시하는 도면이다.
도 21은 본 개시의 다른 일 실시예에 따른 플래너 인트라 예측 모드 절차를 도시하는 도면이다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화 혹은 복호화 방법을 도시하는 도면이다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들을 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
또한, 본 개시에서 "현재 블록"은 크로마 블록이라는 명시적인 기재가 없는 한 루마 성분 블록과 크로마 성분 블록을 모두 포함하는 블록 또는 "현재 블록의 루마 블록"을 의미할 수 있다. 현재 블록의 크로마 블록은 명시적으로 "크로마 블록" 또는 "현재 크로마 블록"과 같이 크로마 블록이라는 명시적인 기재를 포함하여 표현될 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예예 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나, 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서, 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉 IBC는 본 개시에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기반하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 2의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기반하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 가산부(235)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 영상 부호화 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
CTU의 분할 개요
전술한 바와 같이, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU) 또는 최대 코딩 유닛(LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로 분할함으로써 획득될 수 있다. 예컨대, CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
쿼드트리에 따른 분할은 현재 CU(또는 CTU)를 4등분하는 분할을 의미한다. 쿼드트리에 따른 분할에 의해, 현재 CU는 동일한 너비와 동일한 높이를 갖는 4개의 CU로 분할될 수 있다. 현재 CU가 더 이상 쿼드트리 구조로 분할되지 않는 경우, 현재 CU는 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당한다. 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 더 이상 분할되지 않고 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 또는, 쿼드트리 구조의 리프 노드에 해당하는 CU는 멀티타입 트리 구조에 의하여 더 분할될 수 있다.
도 4는 멀티타입 트리 구조에 따른 블록의 분할 타입을 도시한 도면이다. 멀티타입 트리 구조에 따른 분할은 바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할과 터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할을 포함할 수 있다.
바이너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER)과 수평 바이너리 분할(hotizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 바이너리 분할(SPLIT_BT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다. 수평 바이너리 분할(SPLIT_BT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 2등분하는 분할을 의미한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 바이너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU가 생성될 수 있다.
터너리 트리 구조에 따른 2개의 분할은 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER)과 수평 터너리 분할(hotizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 수직 터너리 분할(SPLIT_TT_VER)은 현재 CU를 수직 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수직 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 1/4의 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이와 동일한 높이를 갖고 현재 CU의 너비의 절반의 너비를 갖는 CU가 생성될 수 있다. 수평 터너리 분할(SPLIT_TT_HOR)은 현재 CU를 수평 방향으로 1:2:1의 비율로 분할한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 수평 터너리 분할에 의해 현재 CU의 높이의 1/4의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 2개의 CU와 현재 CU의 높이의 절반의 높이를 갖고 현재 CU의 너비와 동일한 너비를 갖는 1개의 CU가 생성될 수 있다.
도 5는 본 개시에 따른 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시한 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root) 노드로 취급되며, 쿼드트리 구조로 처음으로 파티셔닝된다. 현재 CU(CTU 또는 쿼드트리의 노드(QT_node))에 대해 쿼드트리 분할을 수행할 지 여부를 지시하는 정보(예컨대, qt_split_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, qt_split_flag가 제1 값(예컨대, "1")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할될 수 있다. 또한, qt_split_flag가 제2 값(예컨대, "0")이면, 현재 CU는 쿼드트리 분할되지 않고, 쿼드트리의 리프 노드(QT_leaf_node)가 된다. 각 쿼드트리의 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드는 멀티타입 트리의 노드(MTT_node)가 될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 현재 노드가 추가적으로 파티셔닝되는지를 지시하기 위하여 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 시그널링될 수 있다. 만약 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는 경우(예컨대, 제1 플래그가 1인 경우), 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 제2 플래그(a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag)가 시그널링될 수 있다. 예컨대, 제2 플래그가 1인 경우, 분할 방향은 수직 방향이고, 제2 플래그가 0인 경우, 분할 방향은 수평 방향일 수 있다. 그 후 분할 타입이 바이너리 분할 타입인지 터너리 분할 타입인지 여부를 지시하기 위하여 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 제3 플래그가 1인 경우, 분할 타입은 바이너리 분할 타입이고, 제3 플래그가 0인 경우, 분할 타입은 터너리 분할 타입일 수 있다. 바이너리 분할 또는 터너리 분할에 의해 획득된 멀티타입 트리의 노드는 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 그러나, 멀티타입 트리의 노드는 쿼드트리 구조로 파티셔닝될 수는 없다. 상기 제1 플래그가 0인 경우, 멀티타입 트리의 해당 노드는 더 이상 분할되지 않고, 멀티타입 트리의 리프 노드(MTT_leaf_node)가 된다. 멀티타입 트리의 리프 노드에 해당하는 CU는 전술한 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다.
전술한 mtt_split_cu_vertical_flag 및 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 표 1과 같이 도출될 수 있다.
MttSplitMode mtt_split_cu_vertical_flag mtt_split_cu_binary_flag
SPLIT_TT_HOR 0 0
SPLIT_BT_HOR 0 1
SPLIT_TT_VER 1 0
SPLIT_BT_VER 1 1
하나의 CTU는 루마 샘플들의 코딩 블록(이하, "루마 블록"이라 함)과 이에 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록(이하, "크로마 블록"이라 함)들을 포함할 수 있다. 전술한 코딩 트리 스킴은 현재 CU의 루마 블록 및 크로마 블록에 대해 동일하게 적용될 수도 있고, 개별적(separate)으로 적용될 수도 있다. 구체적으로, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록이 동일 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 싱글 트리(SINGLE_TREE)라고 나타낼 수 있다. 또는, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록은 개별적 블록 트리 구조로 분할될 수 있으며, 이 경우의 트리 구조는 듀얼 트리(DUAL_TREE)라고 나타낼 수 있다. 즉, CTU가 듀얼 트리로 분할되는 경우, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조와 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조가 별개로 존재할 수 있다. 이 때, 루마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 루마(DUAL_TREE_LUMA)라고 불릴 수 있고, 크로마 블록에 대한 블록 트리 구조는 듀얼 트리 크로마(DUAL_TREE_CHROMA)라고 불릴 수 있다. P 및 B 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 블록 및 크로마 블록들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스/타일 그룹들에 대하여, 루마 블록 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 경우, 루마 CTB(Coding Tree Block)는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 즉, 개별적 블록 트리 구조가 적용되는 I 슬라이스/타일 그룹 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성될 수 있다. 또한, 동일 블록 트리 구조가 적용되는 I 슬라이스/타일 그룹 내 CU와 P 또는 B 슬라이스/타일 그룹의 CU는 세가지 컬러 성분(루마 성분 및 두개의 크로마 성분)의 블록들로 구성될 수 있다.
상기에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
인트라 예측의 개요
이하, 본 개시에 따른 인트라 예측에 대해 설명한다.
인트라 예측은 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 참조 샘플들을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성하는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접(neigbor/adjacent)한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
다만, 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 또는, 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
주변 참조 샘플들이 도출된 경우, (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 대상 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향에 위치하는 제1 주변 샘플과 그 반대 방향에 위치하는 제2 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다.
또한, 선형 모델(linear model)을 이용하여 루마 샘플들을 기반으로 크로마 예측 샘플들이 생성될 수도 있다. 이 경우는 LM(Linear Model) 모드라고 불릴 수 있다.
또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 이 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다.
또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 이 때, 사용된 참조 샘플 라인에 관한 정보(예컨대, intra_luma_ref_idx)는 비트스트림에 부호화되어 시그널링될 수 있다. 이 경우는 multi-reference line intra prediction (MRL) 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. MRL이 적용되지 않는 경우, 현재 블록에 직접 인접한 참조 샘플 라인으로부터 참조 샘플들이 도출될 수 있고, 이 경우, 참조 샘플 라인에 관한 정보는 시그널링되지 않을 수 있다.
또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 분할하고, 각 서브파티션에 대해 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 인트라 예측의 주변 참조 샘플들은 각 서브파티션 단위로 도출될 수 있다. 즉, 부호화/복호화 순서 상 이전 서브파티션의 복원된 샘플이 현재 서브파티션의 주변 참조 샘플로서 이용될 수 있다. 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다.
전술한 인트라 예측 기법들은 방향성 또는 비방향성의 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 기법(인트라 예측 타입 또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 LIP, LM, PDPC, MRL, ISP 등의 특정 인트라 예측 타입을 제외한 일반 인트라 예측 방법은 노멀 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 노멀 인트라 예측 타입은 상기와 같은 특정 인트라 예측 타입이 적용되지 않는 경우 일반적으로 적용될 수 있으며, 전술한 인트라 예측 모드를 기반으로 예측이 수행될 수 있다. 한편, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링이 수행될 수도 있다.
구체적으로, 인트라 예측 절차는 인트라 예측 모드/타입 결정 단계, 주변 참조 샘플 도출 단계, 인트라 예측 모드/타입 기반 예측 샘플 도출 단계를 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서 도출된 예측 샘플에 대한 후처리 필터링(post-filtering) 단계가 수행될 수도 있다.
도 6은 인트라 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S610은 인트라 예측부(185)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S620은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S620은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S630은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S630의 예측 정보는 인트라 예측부(185)에 의하여 도출되고, 단계 S630의 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 영상 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다(S610). 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출한 후, 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플들 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다.
도 7은 본 개시에 따른 인트라 예측부(185)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치의 인트라 예측부(185)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(186), 참조 샘플 도출부(187) 및/또는 예측 샘플 도출부(188)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다. 참조 샘플 도출부(187)는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(188)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 후술하는 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(185)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치는 복수의 인트라 예측 모드/타입들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드/타입을 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입들에 대한 율왜곡 비용(RD cost)을 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인트라 예측 모드/타입을 결정할 수 있다.
한편, 영상 부호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수도 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 상기 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
다시 도 6을 참조하여, 영상 부호화 장치는 예측 샘플들 또는 필터링된 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S620). 영상 부호화 장치는 현재 블록의 원본 샘플들로부터 상기 예측 샘플들을 감산하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 즉, 영상 부호화 장치는 원본 샘플값으로부터 대응하는 예측 샘플값을 감산함으로써, 레지듀얼 샘플값을 도출할 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 인트라 예측에 관한 정보(예측 정보) 및 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S630). 상기 예측 정보는 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 출력된 비트스트림은 저장 매체 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치로 전달될 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 후술하는 레지듀얼 코딩 신택스를 포함할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화하여 양자화된 변환 계수들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들에 대한 정보를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이를 위하여 영상 부호화 장치는 상기 양자화된 변환 계수들을 다시 역양자화/역변환 처리하여 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 이와 같이 레지듀얼 샘플들을 변환/양자화 후 다시 역양자화/역변환을 수행하는 이유는 영상 복호화 장치에서 도출되는 레지듀얼 샘플들과 동일한 레지듀얼 샘플들을 도출하기 위함이다. 영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있다. 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 8은 인트라 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다.
도 8의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 딘계 S810 내지 S830은 인트라 예측부(265)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S810의 예측 정보 및 단계 S840의 레지듀얼 정보는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 영상 복호화 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S840). 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 단계 S850은 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보(인트라 예측 모드/타입 정보)를 기반으로 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 도출할 수 있다(S810). 또한, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다(S820). 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드/타입 및 상기 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록 내 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S830). 이 경우 영상 복호화 장치는 예측 샘플 필터링 절차를 수행할 수 있다. 예측 샘플 필터링은 포스트 필터링이라 불릴 수 있다. 상기 예측 샘플 필터링 절차에 의하여 상기 예측 샘플들 중 일부 또는 전부가 필터링될 수 있다. 경우에 따라 예측 샘플 필터링 절차는 생략될 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S840). 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 상기 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 도출할 수 있다(S850). 상기 복원 블록을 기반으로 상기 현재 픽처에 대한 복원 픽처가 생성될 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
도 9는 본 개시에 따른 인트라 예측부(265)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치의 인트라 예측부(265)는 인트라 예측 모드/타입 결정부(266), 참조 샘플 도출부(267), 예측 샘플 도출부(268)를 포함할 수 있다. 인트라 예측 모드/타입 결정부(266)는 영상 부호화 장치의 인트라 예측 모드/타입 결정부(186)에서 생성되어 시그널링된 인트라 예측 모드/타입 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드/타입을 결정하고, 참조 샘플 도출부(266)는 현재 픽처 내 복원된 참조 영역으로부터 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들을 도출할 수 있다. 예측 샘플 도출부(268)는 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 한편, 비록 도시되지는 않았지만, 전술한 예측 샘플 필터링 절차가 수행되는 경우, 인트라 예측부(265)는 예측 샘플 필터부(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보는 예를 들어 MPM(most probable mode)가 상기 현재 블록에 적용되는지 아니면 리메이닝 모드(remaining mode)가 적용되는지 여부를 나타내는 플래그 정보(ex. intra_luma_mpm_flag)를 포함할 수 있고, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되는 경우 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들) 중 하나를 가리키는 인덱스 정보(ex. intra_luma_mpm_idx)를 더 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)은 MPM 후보 리스트 또는 MPM 리스트로 구성될 수 있다. 또한, 상기 MPM이 상기 현재 블록에 적용되지 않는 경우, 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 인트라 예측 모드 후보들(MPM 후보들)을 제외한 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 가리키는 리메이닝 모드 정보(ex. intra_luma_mpm_remainder)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
또한, 상기 인트라 예측 기법 정보는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 인트라 예측 기법들 중 하나를 지시하는 인트라 예측 기법 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 인트라 예측 기법 정보는 상기 MRL이 상기 현재 블록에 적용되는지 및 적용되는 경우에는 몇번째 참조 샘플 라인이 이용되는지 여부를 나타내는 참조 샘플 라인 정보(ex. intra_luma_ref_idx), 상기 ISP가 상기 현재 블록에 적용되는지를 나타내는 ISP 플래그 정보(ex. intra_subpartitions_mode_flag), 상기 ISP가 적용되는 경우에 서브파티션들의 분할 타입을 지시하는 ISP 타입 정보 (ex. intra_subpartitions_split_flag), PDPC의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 또는 LIP의 적용 여부를 나타내는 플래그 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에서 ISP 플래그 정보는 ISP 적용 지시자로 불릴 수 있다.
상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 본 개시에서 설명된 코딩 방법을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다. 예를 들어, 상기 인트라 예측 모드 정보 및/또는 상기 인트라 예측 기법 정보는 truncated (rice) binary code를 기반으로 엔트로피 코딩(ex. CABAC, CAVLC)을 통하여 인코딩/디코딩될 수 있다.
이하, 본 개시에 따른 인트라 예측 모드/타입 결정 방법에 대해 보다 상세히 설명한다.
현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 결정될 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는 현재 블록의 주변 블록(ex. 좌측 및/또는 상측 주변 블록)의 인트라 예측 모드 및 추가적인 후보 모드들을 기반으로 도출된 mpm(most probable mode) 리스트를 구성하고, 수신된 mpm 인덱스를 기반으로 mpm 리스트 내 mpm 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 또는 영상 복호화 장치는 상기 mpm 리스트에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중 하나를 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 적용되는 인트라 예측 모드가 mpm 후보들 중에 있는지(즉, mpm 리스트에 포함되어 있는지), 아니면 리메이닝 모드 중에 있는지는 mpm flag (ex. intra_luma_mpm_flag)를 기반으로 지시될 수 있다. mpm flag의 값 1은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 mpm 후보들(mpm 리스트) 내에 있음을 나타낼 수 있으며, mpm flag의 값 0은 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 mpm 후보들(mpm 리스트) 내에 없음을 나타낼 수 있다. 상기 mpm 인덱스는 mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있고, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder 신택스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 전체 인트라 예측 모드들 중 상기 mpm 후보들(mpm 리스트)에 포함되지 않는 나머지 인트라 예측 모드들을 예측 모드 번호 순으로 인덱싱하여 그 중 하나를 가리킬 수 있다. 상기 인트라 예측 모드는 루마 성분(샘플)에 대한 인트라 예측 모드일 수 있다. 이하, 인트라 예측 모드 정보는 상기 mpm flag (ex. intra_luma_mpm_flag), 상기 mpm 인덱스 (ex. mpm_idx 또는 intra_luma_mpm_idx), 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보 (rem_intra_luma_pred_mode 또는 intra_luma_mpm_remainder) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시에서 MPM 리스트는 MPM 후보 리스트, candModeList 등 다양한 용어로 불릴 수 있다.
도 10은 영상 부호화 장치에서의 인트라 예측 모드 시그널링 절차를 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 MPM 리스트를 구성할 수 있다(S1010). 상기 MPM 리스트는 상기 현재 블록에 적용될 가능성이 높은 후보 인트라 예측 모드들(MPM 후보들)을 포함할 수 있다. 상기 MPM 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드를 포함할 수도 있고, 미리 정해진 방법에 따라 특정 인트라 예측 모드들을 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S1020). 영상 부호화 장치는 다양한 인트라 예측 모드들을 기반으로 예측을 수행할 수 있고, 이에 기반한 RDO (rate-distortion optimization)을 수행하여 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 이 경우 상기 MPM 리스트에 포함된 MPM 후보들만을 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있고, 또는 상기 MPM 리스트에 포함된 MPM 후보들뿐 아니라 나머지 인트라 예측 모드들을 더 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수도 있다. 구체적으로 예를 들어, 만약 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입이 노멀 인트라 예측 타입이 아닌 특정 타입 (예를 들어 LIP, MRL 또는 ISP)인 경우에는 영상 부호화 장치는 상기 MPM 후보들만을 이용하여 상기 최적의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 즉, 이 경우에는 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드는 상기 MPM 후보들 중에서만 결정될 수 있으며, 이 경우에는 상기 mpm flag를 인코딩/시그널링하지 않을 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 특정 타입의 경우에는 mpm flag를 별도로 시그널링 받지 않고도 mpm flag가 1인 것으로 추정할 수 있다.
한편, 일반적으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에 있는 MPM 후보들 중 하나인 경우, 영상 부호화 장치는 상기 MPM 후보들 중 하나를 가리키는 mpm 인덱스(mpm idx)를 생성할 수 있다. 만약, 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드가 상기 MPM 리스트 내에 없는 경우에는 상기 MPM 리스트에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중에서 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드와 같은 모드를 가리키는 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 생성할 수 있다.
영상 부호화 장치는 인트라 예측 모드 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다(S1030). 상기 인트라 예측 모드 정보는 전술한 mpm flag, mpm 인덱스 및/또는 리메이닝 인트라 예측 모드 정보를 포함할 수 있다. 일반적으로 mpm 인덱스와 리메이닝 인트라 예측 모드 정보는 alternative한 관계로 하나의 블록에 대한 인트라 예측 모드를 지시함에 있어서, 동시에 시그널링되지는 않는다. 즉, mpm flag 값이 1일 때 mpm 인덱스가 시그널링되고, mpm flag 값이 0일 때 리메이닝 인트라 예측 모드 정보가 시그널링될 수 있다. 다만, 전술한 바와 같이 현재 블록에 특정 인트라 예측 타입이 적용되는 경우에는 mpm flag가 시그널링되지 않고 그 값이 1로 추론(infer)되며, mpm 인덱스만 시그널링될 수도 있다. 즉, 이 경우에는 상기 인트라 예측 모드 정보는 상기 mpm 인덱스만을 포함할 수도 있다.
도 10에 도시된 예에서, S1020은 S1010보다 뒤에 수행되는 것으로 도시되었으나 이는 하나의 예시이며, S1020은 S1010보다 먼저 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다.
도 11은 영상 복호화 장치에서의 인트라 예측 모드 결정 절차를 도시한 흐름도이다.
영상 복호화 장치는 영상 부호화 장치에서 결정 및 시그널링된 인트라 예측 모드 정보에 기반하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다.
도 11을 참조하면, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 획득할 수 있다(S1110). 상기 인트라 예측 모드 정보는 전술한 바와 같이 mpm flag, mpm 인덱스, 리메이닝 인트라 예측 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
영상 복호화 장치는 MPM 리스트를 구성할 수 있다(S1120). 상기 MPM 리스트는 상기 영상 부호화 장치에서 구성된 MPM 리스트와 동일하게 구성된다. 즉, 상기 MPM 리스트는 주변 블록의 인트라 예측 모드를 포함할 수도 있고, 미리 정해진 방법에 따라 특정 인트라 예측 모드들을 더 포함할 수도 있다.
도 11에 도시된 예에서, S1120은 S1110보다 뒤에 수행되는 것으로 도시되었으나 이는 하나의 예시이며, S1120은 S1110보다 먼저 수행될 수도 있고 동시에 수행될 수도 있다.
영상 복호화 장치는 상기 MPM 리스트 및 상기 인트라 예측 모드 정보를 기반으로 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정한다(S1130). 단계 S1130은 도 12를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 12는 인트라 예측 모드 도출 절차를 보다 구체적으로 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12의 단계 S1210 및 S1220은 각각 도 11의 단계 S1110 및 S1120에 대응될 수 있다. 따라서, 단계 S1210 및 S1220에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 인트라 예측 모드 정보를 획득하고, MPM 리스트를 구성한 후(S1210, S1220), 소정의 조건을 판단할 수 있다(S1230). 구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, mpm flag의 값이 1인 경우(S1230에서 Yes), 영상 복호화 장치는 상기 MPM 리스트 내의 MPM 후보들 중에서 상기 mpm 인덱스가 가리키는 후보를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다(S1240). 다른 예로, 상기 mpm flag의 값이 0인 경우(S1230에서 No), 영상 복호화 장치는 상기 MPM 리스트에 포함되지 않은 나머지 인트라 예측 모드들 중에서 상기 리메이닝 인트라 예측 모드 정보가 가리키는 인트라 예측 모드를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수 있다(S1250). 한편, 또 다른 예로, 상기 현재 블록의 인트라 예측 타입이 특정 타입(ex. LIP, MRL 또는 ISP 등)인 경우(S1230에서 Yes), 영상 복호화 장치는 상기 mpm flag의 확인 없이도, 상기 MPM 리스트 내에서 상기 mpm 인덱스가 가리키는 후보를 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드로 도출할 수도 있다(S1240).
한편, 현재 블록에 인트라 예측이 수행되는 경우, 현재 블록의 루마 성분 블록(루마 블록)에 대한 예측 및 크로마 성분 블록(크로마 블록)에 대한 예측이 수행될 수 있으며, 이 경우 크로마 성분(크로마 블록)에 대한 인트라 예측 모드는 루마 성분(루마 블록)에 대한 인트라 예측 모드와 개별적으로 설정될 수 있다.
예를 들어, 크로마 성분에 대한 인트라 예측 모드는 인트라 크로마 예측 모드 정보를 기반으로 지시될 수 있으며, 상기 인트라 크로마 예측 모드 정보는 intra_chroma_pred_mode 신텍스 요소의 형태로 시그널링될 수 있다. 일 예로, 상기 인트라 크로마 예측 모드 정보는 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수직(vertical) 모드, 수평(horizontal) 모드, DM(Derived Mode), L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM 모드들 중 적어도 하나를 포함하는 후보 모드들 중 하나를 가리킬 수 있다. DM은 direct mode라고 불릴 수도 있다. CCLM은 LM이라고 불릴 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
인트라 예측 모드는 일 예로 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 33개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너(planar) 인트라 예측 모드 및 DC 인트라 예측 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 34번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 플래너 인트라 예측 모드는 플래너 모드라고 불릴 수 있고, 상기 DC 인트라 예측 모드는 DC 모드라고 불릴 수 있다.
또는, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 도 14에 도시된 바와 같이 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 65개의 확장된 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 66번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 확장된 인트라 예측 모드들은 모든 사이즈의 블록들에 적용될 수 있고, 루마 성분(루마 블록) 및 크로마 성분(크로마 블록) 모두에 적용될 수 있다.
또는, 상기 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드들과 129개의 방향성 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다. 상기 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있고, 상기 방향성 인트라 예측 모드들은 2번 내지 130번 인트라 예측 모드들을 포함할 수 있다.
한편, 상기 인트라 예측 모드는 전술한 인트라 예측 모드들 외에도 크로마 샘플을 위한 CCLM(cross-component linear model) 모드를 더 포함할 수 있다. CCLM 모드는 LM 파라미터 도출을 위하여 좌측 샘플들을 고려하는지, 상측 샘플들을 고려하는지, 둘 다를 고려하는지에 따라 L_CCLM, T_CCLM, LT_CCLM으로 나누어질 수 있으며, 크로마 성분에 대하여만 적용될 수 있다.
인트라 예측 모드는 예를 들어 아래 표 2와 같이 인덱싱될 수 있다.
Intra prediction mode Associated name
0 INTRA_PLANAR
1 INTRA_DC
2..66 INTRA_ANGULAR2..INTRA_ANGULAR66
81..83 INTRA_LT_CCLM, INTRA_L_CCLM, INTRA_T_CCLM
도 14는 본 개시의 다른 실시예에 따른 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다. 도 14에서, 점선 방향은 정사각형이 아닌 블록에만 적용되는 광각(wide angle) 모드를 도시한다. 도 14에 도시된 바와 같이, 자연 영상(natural video)에서 제시된 임의의 에지 방향(edge direction)을 캡쳐하기 위하여, 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드는 2개의 비방향성 인트라 예측 모드와 함께 93개의 방향성 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드들은 플래너 모드 및 DC 모드를 포함할 수 있다. 방향성 인트라 예측 모드는 도 15의 화살표로 나타낸 바와 같이 2번 내지 80번과 -1번 내지 -14번으로 구성되는 인트라 예측 모드를 포함할 수 있다. 상기 플래너 모드는 INTRA_PLANAR로 표기될 수 있고, DC 모드는 INTRA_DC로 표기될 수 있다. 그리고 방향성 인트라 예측 모드는 INTRA_ANGULAR-14 내지 INTRA_ANGULAR-1 및 INTRA_ANGULAR2 내지 INTRA_ANGULAR80과 같이 표기될 수 있다.
한편, MPM 리스트는 N개의 MPM을 포함하도록 구성될 수도 있다. 이때, N은 5 또는 6일 수 있다.
MPM 리스트를 구성하기 위하여 후술하는 3가지 종류의 모드들이 고려될 수 있다.
- 디폴트 인트라 모드들 (Default intra modes)
- 주변 인트라 모드들 (Neighbour intra modes)
- 도출된 인트라 모드들 (Derved intra modes)
상기 주변 인트라 모드들을 위하여, 두개의 주변 블록들, 즉, 좌측 주변 블록(A) 및 상측 주변 블록(B)이 고려될 수 있다.
또한, MPM 리스트를 구성하기 위하여 다음의 초기화된 디폴트 MPM이 고려될 수 있다.
Default 6 MPM modes = {A, Planar (0) or DC (1), Vertical (50), HOR (18), VER - 4 (46), VER + 4 (54)}
상기 2개의 주변 인트라 모드들에 대한 프루닝(pruning) 프로세스가 수행됨으로써 MPM 리스트가 구성될 수 있다. 상기 2개의 주변 인트라 모드들이 서로 동일하고 상기 주변 인트라 모드가 DC (1) 모드보다 큰 경우, MPM 리스트는 {A, Planar, DC} 모드들을 포함하고, 3개의 도출된 인트라 모드들을 포함할 수 있다. 3개의 도출된 인트라 모드들은 주변 인트라 모드에 소정의 오프셋 값을 더하거나 및/또는 모듈로 연산을 수행함으로써 획득될 수 있다. 상기 2개의 주변 인트라 모드들이 서로 상이한 경우, 상기 2개의 주변 인트라 모드들은 첫번째 MPM 모드 및 두번째 MPM 모드로 할당되고, 나머지 4개의 MPM 모드들은 디폴트 모드들 및/또는 주변 인트라 모드들로부터 도출될 수 있다. MPM 리스트 생성 과정에서, 프루닝 프로세스는 MPM 리스트에 동일한 모드가 중복되지 않도록 하기 위해 수행될 수 있다. MPM 모드 이외의 모드들의 엔트로피 부호화를 위해 Truncated Binary Code (TBC)가 사용될 수 있다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른 광각 인트라 예측 모드에 대한 참조 샘플을 도시하는 도면이다.
상술한 내용과 같이 인트라 예측의 예측 "눰袖* 시계 방향(clockwise direction)으로 45도에서 -135도로 정의될 수 있다. 하지만, 현재 블록이 비정방형 블록인 경우, 몇몇 기존의 방향성 인트라 예측 모드는 광각 인트라 예측 모드로 적응적으로 대체될 수 있다. 대체되는 광각 인트라 예측이 적용되는 경우, 기존의 인트라 예측에 대한 정보가 시그널링될 수 있고, 상기 정보가 파싱된 이후, 상기 정보가 상기 광각 인트라 예측 모드의 인덱스로 리맵핑될 수 있다. 따라서, 특정 블록(예를 들어, 특정 사이즈의 비정방형 블록)에 대한 총 인트라 예측 모드의 수는 변경되지 않을 수 있고, 즉, 총 인트라 예측 모드의 수는 67개이며, 상기 특정 블록에 대한 인트라 예측 모드 코딩은 변경되지 않을 수 있다.
도 15에 도시된 것과 같이 상기 광각 예측 방향을 지원하기 위하여 2W+1 길이의 상측 참조 샘플들 및 2H+1 길이의 좌측 참조 샘플들이 정의될 수 있다. 한편, 광각 인트라 예측이 적용되는 경우, 광각 인트라 예측 모드로 대체되는 인트라 예측 모드들은 현재 블록의 종횡비(aspect ratio)에 따라 다를 수 있다. 종횡비에 따른 광각 인트라 예측 모드로 대체되는 인트라 예측 모드들은 다음의 표와 같이 도출될 수 있다.
Aspect ratio Replaced intra prediction modes
W / H == 16 Modes 12, 13,14,15
W / H == 8 Modes 12, 13
W / H == 4 Modes 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
W / H == 2 Modes 2,3,4,5,6,7,
W / H == 1 None
W / H == 1/2 Modes 61,62,63,64,65,66
W / H == 1/4 Mode 57,58,59,60,61,62,63,64,65,66
W / H == 1/8 Modes 55, 56
W / H == 1/16 Modes 53, 54, 55, 56
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 일부 광각 인트라 예측 방향을 도시하는 도면이다.
한편, 도 16에 도시된 것과 같이 45도를 넘는 광각 인트라 예측이 수행되는 경우, 2 개의 수직으로 인접한 예측 샘플들은 2 개의 인접하지 않은 참조 샘플들을 기반으로 예측될 수 있다. 따라서, 증가된 갭
Figure PCTKR2022012317-appb-img-000001
의 부정적인 효과를 감소시키기 위하여 저역 참조 샘플 필터(low-pass reference samples filter) 및 사이드 스무딩(side smoothing)이 광각 예측에 적용될 수 있다.
한편, 광각 모드가 분수가 아닌(non-fractional) 오프셋을 나타내는 경우가 발생할 수 있다. 이 조건을 만족하는 광각 모드에는 [-14, -12, -10, -6, 72, 76, 78, 80]의 모드가 포함될 수 있다. 일 예로서, 블록이 상기와 같은 광각 모드로 예측되면 참조 버퍼의 샘플이 임의의 보간을 적용하지 않고 직접 복사될 수도 있다. 이로 인해, 스무딩(smoothing)에 필요한 샘플 수가 줄어들 수 있다. 또한 기존 예측 모드와 광각 모드에서, 분수가 아닌 모드를 설계할 수 있다.
주변 참조 샘플 도출 개요
현재 블록에 인트라 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 인트라 예측에 사용할 주변 참조 샘플들이 도출될 수 있다. 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2xnH 개의 샘플들, 현재 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2xnW 개의 샘플들 및 현재 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수 있다. 또는, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 복수열의 상측 주변 샘플들 및 복수행의 좌측 주변 샘플들을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 현재 블록의 주변 참조 샘플들은 nWxnH 크기의 현재 블록의 우측(right) 경계에 인접한 총 nH 개의 샘플들, 현재 블록의 하측(bottom) 경계에 인접한 총 nW 개의 샘플들 및 현재 블록의 우하측(bottom-right)에 이웃하는 1개의 샘플을 포함할 수도 있다.
한편, MRL이 적용되는 경우, 참조 샘플들은 좌측/상측에서 현재 블록에 인접한 0번 라인이 아닌, 다른 라인, 예를 들어, 1번 내지 3번 라인에 위치할 수 있으며, 이 경우 주변 참조 샘플들의 개수는 더 늘어날 수 있다. 구체적인 주변 참조 샘플들의 영역 및 개수는 후술된다.
한편, 후술하는 ISP가 적용되는 경우, 상기 주변 참조 샘플들은 서브파티션 단위로 도출될 수 있다.
한편, 확장된 인트라 참조 샘플들(Extended intra reference samples)을 유도하기 위해 보간 필터가 적용될 수 있다. 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들의 보간(interpolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
한편, 확장된 인트라 참조 샘플들을 유도하기 위해 외삽(extrapolation)이 적용될 수 있다. 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들의 외삽 (extrapolation)을 통하여 예측에 사용할 주변 참조 샘플들을 구성할 수 있다. 좌하단을 시작으로 우상단 참조 샘플에 도달할 때까지, 참조 가능한 샘플을 최신의 샘플로 업데이트 하면서 (last available sample) 아직 디코딩되지 않았거나 이용 가능하지 않은 픽셀을 last available sample로 대체(substitution) 또는 패딩(padding)하여 구성할 수 있다.
참조 샘플 필터링 개요
한편, 현재 블록의 주변 참조 샘플들에 대하여 필터링이 적용될 수 있다. 이는 인트라 예측 후 예측 샘플에 적용되는 필터링인 post filtering과는 달리 인트라 예측 전 주변 참조 샘플들에 대하여 적용되는 점에서 pre fitlering이라고 불릴 수 있다. 상기 주변 참조 샘플들에 대한 필터링은 스무딩 필터링이라고 불릴 수 있으며, 예를 들어 다음 수학식과 같이 수행될 수 있다.
the filtered sample values p[ x ][ y ] with x = -1, y = -1..refH - 1 and x = 0..refW - 1, y = -1 are derived as follows:
p[ -1 ][ -1 ] = ( refUnfilt[ -1 ][ 0 ] + 2 * refUnfilt[ -1 ][ -1 ] + refUnfilt[ 0 ][ -1 ] + 2 ) >> 2 (1.3.4-1)
p[ -1 ][ y ] = ( refUnfilt[ -1 ][ y + 1 ] + 2 * refUnfilt[ -1 ][ y ] + refUnfilt[ -1 ][ y - 1 ] + 2 ) >> 2
for y = 0..refH - 2 (1.3.4-2)
p[ -1 ][ refH - 1 ] = refUnfilt[ -1 ][ refH - 1 ] (1.3.4-3)
p[ x ][ -1 ] = ( refUnfilt[ x - 1 ][ -1 ] + 2 * refUnfilt[ x ][ -1 ] + refUnfilt[ x + 1 ][ -1 ] + 2 ) >> 2
for x = 0..refW - 2 (1.3.4-4)
p[ refW - 1 ][ -1 ] = refUnfilt[ refW - 1 ][ -1 ] (1.3.4-5)
여기서, refUnfilt는 아직 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들을 나타내며, [x][y]는 해당 샘플의 x,y좌표를 나타낸다. 예를 들어, 이는 현재 블록의 좌상측(top-left) 샘플 포지션 좌표를 (0,0)으로 했을 때의 좌표를 나타낼 수 있다.
상기 주변 참조 샘플들에 대한 필터링이 적용되는 경우 필터링된 주변 참조 샘플들이 예측 샘플 도출 단계에서의 참조 샘플들로 사용될 수 있고, 만약 상기 주변 참조 샘플들에 대한 필터링이 적용되지 않는 경우에는 필터링되지 않은 상기 주변 참조 샘플들이 상기 예측 샘플 도출 단계에서의 참조 샘플들로 사용될 수 있다.
상기와 같은 주변 참조 샘플 필터링은 예를 들어 다음과 같은 특정 조건을 일부 또는 모두 만족하는 경우에 적용될 수 있다.
- nTbW * nTbH 이 32보다 큰 경우(nTbW * nTbH is greater than 32)
- cIdx가 0인 경우(cIdx is equal to 0)
- IntraSubPartitionsSplitType이 ISP_NO_SPLIT와 동일한 경우 (IntraSubPartitionsSplitType is equal to ISP_NO_SPLIT)
- 다음 조건 중 하나 이상이 참인 경우:
- predModeIntra이 INTRA_PLANAR 와 동일한 경우 (predModeIntra is equal to INTRA_PLANAR)
- predModeIntra이 INTRA_ANGULAR34와 동일한 경우 (predModeIntra is equal to INTRA_ANGULAR34)
- predModeIntra이 INTRA_ANGULAR2와 동일하고 nTbH이 nTbW 이상인 경우 (predModeIntra is equal to INTRA_ANGULAR2 and nTbH is greater than or equal to nTbW)
- predModeIntra이 INTRA_ANGULAR66와 동일하고 nTbW이 nTbH 이상인 경우 (predModeIntra is equal to INTRA_ANGULAR66 and nTbW is greater than or equal to nTbH)
일 예로, 인트라 예측 모드/타입 결정, 주변 참조 샘플 도출, 예측 샘플 도출 등의 절차는 모두 CU 단위로 수행될 수도 있으며, 다른 예로, 인트라 예측 모드/타입 결정은 CU 단위로 수행되나, 주변 참조 샘플 도출 및 예측 샘플 도출 절차는 상기 CU 내 TU 단위로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 CU 내 TU들은 동일한 인트라 예측 모드/타입을 공유할 수 있다. 따라서, 이러한 경우를 고려하여 상기 주변 참조 샘플 필터링 여부는 TU (or TB)의 너비 및 높이인 nTbW 및 nTbH를 고려하여 결정될 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드에 따른 참조 샘플을 도출할 수 있고, 상기 참조 샘플을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플을 생성할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 또한, 상기 주변 참조 샘플들 중 상기 현재 블록의 예측 샘플을 기준으로 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드의 예측 방향의 반대 방향에 위치하는 상기 제2 주변 샘플과 상기 제1 주변 샘플과의 보간을 통하여 상기 예측 샘플이 생성될 수도 있다. 상술한 경우는 선형 보간 인트라 예측(Linear interpolation intra prediction, LIP) 이라고 불릴 수 있다. 또한, 필터링된 주변 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 임시 예측 샘플을 도출하고, 상기 기존의 주변 참조 샘플들, 즉, 필터링되지 않은 주변 참조 샘플들 중 상기 인트라 예측 모드에 따라 도출된 적어도 하나의 참조 샘플과 상기 임시 예측 샘플을 가중합(weighted sum)하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출할 수도 있다. 상술한 경우는 PDPC(Position dependent intra prediction) 라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록의 주변 다중 참조 샘플 라인 중 가장 예측 정확도가 높은 참조 샘플 라인을 선택하여 해당 라인에서 예측 방향에 위치하는 참조 샘플을 이용하여 예측 샘플을 도출하고 이 때, 사용된 참조 샘플 라인을 디코딩 장치에 지시(시그널링)하는 방법으로 인트라 예측 부호화를 수행할 수 있다. 상술한 경우는 multi-reference line intra prediction (MRL) 또는 MRL 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. 또한, 현재 블록을 수직 또는 수평의 서브파티션들로 나누어 동일한 인트라 예측 모드를 기반으로 인트라 예측을 수행하되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플들을 도출하여 이용할 수 있다. 즉, 이 경우 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되되, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 경우에 따라 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 이러한 예측 방법은 intra sub-partitions (ISP) 또는 ISP 기반 인트라 예측이라고 불릴 수 있다. 구체적인 내용에 대하여는 후술한다. 또한, 예측 샘플을 기준으로 한 예측 방향이 주변 참조 샘플들 사이를 가리키는 경우, 즉, 예측 방향이 분수 샘플 위치를 가리키는 경우, 해당 에측 방향 주변(해당 분수 샘플 위치 주변)에 위치한 복수의 참조 샘플들의 보간을 통하여 예측 샘플의 값을 도출할 수도 있다.
상술한 인트라 예측 방법들은 도 13 및/또는 도 14에서의 인트라 예측 모드와 구분하여 인트라 예측 타입이라고 불릴 수 있다. 상기 인트라 예측 타입은 인트라 예측 기법 또는 부가 인트라 예측 모드 등 다양한 용어로 불릴 수 있다. 예를 들어 상기 인트라 예측 타입(또는 부가 인트라 예측 모드 등)은 상술한 LIP, PDPC, MRL, ISP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 인코딩 장치에서 인코딩되어 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 인트라 예측 타입에 관한 정보는 각 인트라 예측 타입의 적용 여부를 가리키는 플래그 정보 또는 여러 인트라 예측 타입 중 하나를 지시하는 인덱스 정보 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
상술한 인트라 예측 모드 도출을 위한 MPM list는 상기 인트라 예측 타입에 따라 다르게 구성될 수 있다. 또는 상기 MPM list는 상기 인트라 예측 타입에 무관하게 공통적으로 구성될 수 있다.
한편, 참조 샘플들의 보간을 통하여 현재 블록의 예측 샘플이 생성되는 경우, 보간을 위한 보간 필터는 여러 방법을 통하여 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 보간 필터는 소정의 조건을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드 및/또는 상기 현재 블록의 사이즈를 기반으로 상기 보간 필터를 결정할 수 있다. 상기 보간 필터는 예를 들어 가우시안 필터 및 큐빅 필터를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 좌하측 대각방향 인트라 예측 모드(#2), 좌상측 대각방향 인트라 예측 모드(#34) 또는 우상측 대각방향 인트라 예측 모드(#66)인 경우 상기 보간 필터는 적용되지 않거나 큐빅 필터가 아닌 가우시안 필터가 적용되는 것으로 결정될 수 있다. 또한, 예를 들어 상기 MRL의 참조 라인 인덱스가 0인 경우 큐빅 필터가 적용되고, 상기 참조 라인 인덱스가 0보다 큰 경우 상기 보간 필터는 적용되지 않거나 가우시안 필터가 적용되는 것으로 결정될 수 있다. 또한, 인트라 예측 모드가 현재 예측 샘플의 위치를 기준으로 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향이 주변 참조 샘플들의 정수 샘플 지점이 아닌 분수 샘플 지점을 가리키는 경우 상기 분수 샘플 지점에 대응하는 참조 샘플 값을 생성하기 위하여 보간 필터가 적용될 수도 있다.
한편, 향상된 압축 모델(enhanced compression model)의 6탭 보간 필터에서, 4-탭 큐빅 보간은 참조 샘플에서 예측된 샘플을 유도하기 위한 6-탭 큐빅 보간 필터로 대체될 수 있다. 참조 샘플 필터링의 경우 더 큰 블록(W >= 32 및 H >=32)에 대해 6-탭 가우스 필터가 적용되고, 그렇지 않으면 기존 VVC 4-탭 가우스 보간 필터가 적용될 수 있다. 확장된 인트라 참조 샘플은 가장 가까운 이웃 반올림 대신 4탭 보간 필터를 사용하여 유도될 수 있다.
한편, 현재 블록 내 현재 예측 샘플(대상 예측 샘플)의 위치를 기준으로 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향이 주변 참조 샘플들의 정수 샘플 지점이 아닌 분수 샘플 지점을 가리키는 경우 상기 분수 샘플 지점에 대응하는 참조 샘플 값을 생성하기 위하여 보간 필터가 적용될 수도 있다.
한편, 인트라 예측을 수행하고 난 뒤, 현재 블록의 예측 샘플들과 주변의 이미 복원된 주변 샘플과의 오차를 줄이기 위하여 블록 경계면을 완화하는 필터를 적용할 수 있다. 예를 들어, 본 필터는 예측된 모드 및 블록의 크기에 따라 필터 적용 여부 및 필터 타입 등을 결정할 수 있다.
한편, DIMD(decoder side intra mode derivation)에서, 인트라 예측은 플래너와 유도된 두 방향간의 가중 평균으로 유도될 수 있다. 두 개의 각도 모드는 현재 블록의 인접 픽셀에서 계산된 HoG(Histogram of Gradient)에서 선택될 수 있다. 두 가지 모드가 선택되면, 해당 모드의 예측자와 플래너 예측자가 계산된 다음 가중 평균이 블록의 최종 예측자로 사용될 수 있다. 가중치를 결정하기 위해 HoG의 해당 진폭이 두 모드 각각에 사용될 수 있다.
유도된 인트라 모드가 인트라 MPM(Most Probable Mode)의 1차 리스트(primary list)에 포함될 수 있으므로 MPM 리스트가 구성되기 전에 DIMD 프로세스가 수행될 수 있다. DIMD 블록의 1차 유도 인트라 모드는 블록과 함께 저장되며 주변 블록의 MPM 리스트 구성에 사용될 수 있다.
CIIP(combined inter and intra prediction) 개요
한편, 인트라 예측을 인터 예측과 결합하여 현재 블록에 적용할 수도 있으며, 이를 CIIP (Combined Inter and Intra Prediction)모드라 한다. 도 17은 CIIP(Combined Inter and Intra Prediction)에서 사용될 수 있는 주변 블록을 도시하는 도면이다. CIIP(Combined Inter/Intra Prediction) 모드가 현재 블록(예를들어, CU)에 적용되는지 여부를 나타내기 위해 추가 플래그(예를 들어, ciip_flag)가 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 머지 모드(merge mode)에서 코딩될 때 블록에 최소 64개의 루마 샘플이 포함되어 있고(즉, 블록 너비 * 블록 높이가 64보다 크거나 같은 경우), 블록 너비 및/혹은 블록 높이가 128개의 루마 샘플보다 작은 경우, CIIP(Combined Inter/Intra Prediction) 모드가 현재 블록에 적용되는지 여부를 나타내기 위해 추가 플래그가 시그널링될 수 있다. CIIP 예측은 인터 예측 신호와 인트라 예측 신호를 결합할 수 있는데, CIIP 모드 P_inter의 인터 예측 신호는 일반 머지 모드에 적용된 동일한 인터 예측 프로세스를 사용하여 유도될 수 있다. 인트라 예측 신호(P_intra)는 플래너 모드를 사용한 인트라 예측 프로세스에 따라 유도될 수 있다. 그런 다음, 인트라 및 인터 예측 신호는 가중 평균을 사용하여 결합될 수 있으며, 여기서 가중치는 도 17과 같이 상단 및 왼쪽 이웃 블록의 코딩 모드에 따라 계산될 수 있다.
일 예로서, 상단 이웃 블록이 사용 가능하고, 인트라 코딩된 경우, isIntraTop은 1로 설정되고, 그렇지 않은 경우에는 isIntraTop은 0으로 설정될 수 있다.
다른 일 예로서, 좌측 이웃 블록이 사용 가능하고, 인트라 코딩된 경우, isIntraLeft는 1로 설정되고, 그렇지 않은 경우에는 isIntraLeft는 0으로 설정될 수 있다.
다른 일 예로서, (isIntraLeft + isIntraLeft)이 2인 경우, wt는 3으로 설정될 수 있다.
그렇지 않고, (isIntraLeft + isIntraLeft)이 1인 경우, wt는 2로 설정될 수 있다.
그 외의 경우에는 wt가 1로 설정될 수 있다.
한편, CIIP 예측은 다음과 같은 수식에 의해 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2022012317-appb-img-000002
일 예로서, 좌측의
Figure PCTKR2022012317-appb-img-000003
는 CIIP 신호이고,
Figure PCTKR2022012317-appb-img-000004
은 인터 예측 신호를,
Figure PCTKR2022012317-appb-img-000005
는 인트라 예측 신호를 나타낼 수 있다.
MRL(Multi-Reference Line) intra prediction
종래의 인트라 예측은 현재 블록의 상측 첫번째 라인의 주변 샘플들 및 좌측 첫번째 라인의 주변 샘플들만을 인트라 예측을 위한 참조 샘플들로 이용하였다. 그러나 Multiple-reference line (MRL) 방법에서는 현재 블록의 상측 및/또는 좌측에 대하여 하나 내지 세개 샘플 거리만큼 떨어진 샘플 라인에 위치한 주변 샘플들을 참조 샘플들로 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 도 18은 MRL 인트라 예측을 도시하는 도면으로 다중 참조 라인의 예를 나타내는 도면이다. 여기서 다중 참조 라인 인덱스(ex. mrl_idx)는 현재 블록에 대하여 어떤 라인이 인트라 예측을 위하여 사용되는지를 나타낸다. 예를 들어, 상기 다중 참조 라인 인덱스는 다음과 같이 코딩 유닛 신텍스를 통하여 시그널링될 수 있다. 상기 다중 참조 라인 인덱스는 intra_luma_ref_idx syntax element의 형태로 구성될 수 있다.
coding_unit(　x0,　y0,　cbWidth,　cbHeight,　treeType　) {
if( slice_type != I ) {
cu_skip_flag[　x0　][　y0　]
if( cu_skip_flag[　x0　][　y0　] =　= 0 )
pred_mode_flag
}
if( CuPredMode[　x0　][　y0　] =　= MODE_INTRA ) {
if( treeType =　= SINGLE_TREE |　| treeType =　= DUAL_TREE_LUMA ) {
if( (　y0　%　CtbSizeY　)　　>　　0 )
intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] ...
if (intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] =　= 0)
intra_luma_mpm_flag[　x0　][　y0　]
if( intra_luma_mpm_flag[　x0　][　y0　] )
intra_luma_mpm_idx[　x0　][　y0　]
Else
intra_luma_mpm_remainder[　x0　][　y0　]
}
...
}
intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ]는 아래 표 5에 지정된 바와 같이 인트라 참조 라인 인덱스 IntraLumaRefLineIdx[ x0 ][ y0 ]를 특정할 수 있다. intra_luma_ref_idx[ x0 ][ y0 ]이 존재하지 않는 경우에는, 0과 동일하게 간주될 수 있다.
intra_luma_ref_idx는 (인트라) 참조 샘플 라인 인덱스 또는 mrl_idx라고 불릴 수 있다. 또한, intra_luma_ref_idx는 intra_luma_ref_line_idx라고 불릴 수도 있다.
intra_luma_ref_idx[　x0　][　y0　] IntraLumaRefLineIdx[　x0　][　y0　]
0 0
1 1
2 3
intra_luma_mpm_flag[ x0 ][ y0 ]이 존재하지 않는 경우, 1과 동일하게 간주될 수 있다.
MRL은 CTU 내 첫번째 라인(행)의 블록들에 대하여는 비활성화(disable)될 수 있다. 이는 현재 CTU 라인 외부의 확장 참조 샘플들(extended reference lines)이 사용되는 것을 막기 위함이다. 또한, 상술한 추가 참조 라인이 사용되는 경우에는 PDPC가 비활성화(disable)될 수 있다.
Intra Sub-Partitions (ISP) prediction
종래의 인트라 예측은 현재 부호화하고자 하는 블록을 하나의 부호화 단위로 간주하여 분할없이 부호화를 수행하였다. 그러나 Intra Sub-Paritions (ISP) 예측 방법은 현재 부호화하고자 하는 블록을 수평 방향 혹은 수직 방향으로 분할하여 인트라 예측 부호화를 수행한다. 도 19a 및 19b는 본 개시에 따른 Intra Sub-Parititons(ISP) 과정을 설명하기 위한 도면이다. 이 때, 분할된 블록 단위로 부호화/복호화를 수행하여 복원된 블록을 생성하고 복원된 블록은 다음 분할된 블록의 참조 블록으로 사용한다. 현재 인트라 서브 파티션(Intra Sub-Partitions (ISP))은 블록 크기에 따라 표 6과 같이 분할한다.
블록 크기 (CU) 분할 수
4x4 not available
4x8, 8x4 2
모든 다른 경우 4
보다 상세하게는, 도 19a는 4x8과 8x4 블록(CU)의 분할 예를 설명하기 위한 도면이며, 도 19b는 4x8, 8x4, 4x4 블록(CU)을 제외한 나머지 모든 블록의 분할 예를 설명하기 위한 도면이다.
Block Size Coefficient group Size
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All other possible
Figure PCTKR2022012317-appb-img-000014
cases
Figure PCTKR2022012317-appb-img-000015
인트라 서브 파티션 방법은 부호화 복잡도를 줄이기 위해 각 분할 방법(수평 분할과 수직 분할)에 따라 MPM 리스트를 생성하고 생성된 MPM 리스트 내의 예측 모드 중 적합한 예측 모드를 비트율-왜곡 (rate distortion optimizaton, RDO) 관점에서 비교하여 최적의 모드를 생성한다. 또한 다중 참조 라인 (MRL) 인트라 예측이 사용되는 경우에는 상술한 인트라 서브 파티션 방법을 사용할 수 없다. 즉, 0 번째 참조 라인을 사용하는 경우(즉, intra_luma_ref_idx 값 0)에서만 인트라 서브 파티션 방법을 적용한다. 또한, 상술한 인트라 서브 파티션 방법이 사용되는 경우에는 상술한 PDPC가 사용될 수 없다.
인트라 서브 파티션 방법은 먼저 인트라 서브 파티션 적용 유무를 블록 단위로 전송하고 만약 현재 블록이 인트라 서브 파티션(intra_subpartitions_mode_flag)을 사용하면, 다시 수평 분할인지 수직 분할인지에 대한 정보(intra_subpartitions_split_flag)를 부호화/복호화한다.
인트라 서브 파티션 방법이 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 인트라 예측 모드가 상기 서브파티션들에 동일하게 적용되며, 상기 서브파티션 단위로 주변 참조 샘플을 도출하여 이용함으로써 인트라 예측 성능을 높일 수 있다. 즉, 인트라 서브 파티션 방법이 적용되는 경우 서브파티션 단위로 레지듀얼 샘플 처리 절차가 수행된다. 다시 말하면, 각 서브 파티션에 대하여 인트라 예측 샘플들이 도출되고, 여기에 해당 서브 파티션에 대한 레지듀얼 신호(레지듀얼 샘플들)이 더해져서 복원 샘플들이 획득된다. 상기 레지듀얼 신호(레지듀얼 샘플들)은 상술한 비트스트림 내 레지듀얼 정보(양자화된 변환 계수 정보 또는 레지듀얼 코딩 신텍스)를 기반으로 역양자화/역변환 절차 등을 통하여 도출될 수 있다. 즉, 제1 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제1 서브파티션에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우 제2 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제1 서브파티션 내의 복원 샘플들 중 일부(ex. 상기 제2 서브파티션의 좌측 또는 상측 주변 참조샘플들)가 상기 제2 서브파티션에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 마찬가지로 제2 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출, 레지듀얼 샘플들 도출이 수행되고, 이를 기반으로 상기 제2 서브파티션에 대한 복원 샘플들이 도출될 수 있다. 이 경우, 제3 서브파티션에 대한 예측 샘플들 도출시, 상기 제2 서브파티션 내의 복원 샘플들 중 일부(ex. 상기 제3 서브파티션의 좌측 또는 상측 주변 참조샘플들)가 상기 제3 서브파티션에 대한 주변 참조 샘플들로 이용될 수 있다. 이하 마찬가지이다.
인트라 예측에서 참조 샘플 필터링은 참조 라인 인덱스가 0이고, 즉, MRL(multi reference line) 기반 인트라 예측(intra prediction)이 적용되지 않고, 블록의 픽셀 개수가 32개 이상인 경우, 현재 블록의 색상 성분이 루마 색상 성분인 경우, ISP(Intra subpartitions)가 적용되지 않는 경우, 및 인트라 예측 모드가 0,-14,-12,-10,-6,2,34,66,72,76,78,80번 중 어느 하나일 경우 적용될 수 있다.
즉, 현재 인트라 참조 샘플 필터링은 특정 크기 이하의 블록에는 적용되지 않을 수 있다. 예를 들어, 4x4, 4x8, 8x4와 같은 블록에는 적용되지 않으며, 현재 블록의 인트라 예측 모드가 MRL이거나 ISP가 적용될 경우에도, 참조 샘플 필터링이 적용되지 않을 수 있다. 또한 인트라 예측 모드가 플래너 모드이거나, 특정 방향성 모드인 경우, 예를 들어, 정수 방향 모드 혹은 특정 광각 방향 모드에만 인트라 참조 샘플 필터링이 적용될 수 있게 하여, 다소 제한적인 적용 조건이 제시되어 있다. 또한, 이후의 코덱 표준화를 위한 ECM(enhanced compression model) 등에서 제안된 바에 따르면, 상술한 바와 같이 6-탭 큐빅 필터 혹은 6-탭 가우시안 필터가 적용될 수 있어서, 기존 인트라 참조 샘플 필터링의 효과는 크게 줄어들고 있다.
이에 따라, 본 개시에서는 인트라 참조 샘플 필터링을 보다 정교하게, 혹은 간소화하게 적용하는 방법을 제안한다. 본 개시의 실시예에 따르면, 인트라 참조 샘플 필터링에 적용되는 필터가 복수의 필터 중 하나로 적응적으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기 혹은 참조 샘플 수 등을 포함하는 특정 조건에 따라 필터가 선택될 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 일 실시예에 따르면, 인트라 참조 샘플 필터링은 특정 인트라 예측 모드에서만 적용될 수 있으며, 인트라 예측 픽셀을 생성할 때 참조 샘플 필터링이 수행될 수 있다. 한편, 본 개시의 다른 일 실시예에 따르면, 인트라 참조 샘플 필터링은 인트라 예측 모드를 포함한 다른 조건에 무관하게 항상 적용되거나, 항상 적용되지 않을 수 있다.
실시예 1
본 실시예에서는 참조 샘플 필터링에 적용 될 수 있는 필터를 다양화 함으로써 필터링을 보다 정교하게 적용하는 방법을 제안한다. 보다 상세하게는, 본 실시예에서는 참조 샘플 필터링에 사용되는 필터를 하나 이상 제안하는데, 여기서 각 필터는 필터 계수가 상이하거나, 필터 계수의 수, 즉 탭 수가 다를 수 있으며, 필터 계수는 모두 양수일 수도 있다.
이하에서는 설명의 명료함을 위해 각 필터를 제1 필터 혹은 제2 필터와 같이 제n 필터로 지칭하나, 필터의 순서나 필터의 종류를 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 설명의 명료함을 위해 이하에서는 제1 필터 및 제2 필터만을 이용하여 설명하나, 반드시 두 필터만이 존재하는 것은 아니며, 더 다양한 필터가 존재할 수 도 있으므로, 본 개시가 이에 국한되는 것은 아니다.
일 예로서, 참조 샘플 필터링에 사용될 수 있는 필터에는 제1 필터로서 3-탭 필터가 포함될 수 있다. 예를 들어, 3-탭 필터는 [1, 2, 1] 필터일 수 있다. 또한, 제2 필터로는 n=3이 아닌 n-탭 필터가 포함될 수 있다. 예를 들어, n은 5 혹은 6일 수 있다. 혹은, n은 홀수인 정수일 수 있다. n이 6인 경우, 6-탭 필터의 필터 계수는 [1, 4, 6, 4, 1, 0]일 수 있다. 다른 일 예로서, n이 5인 경우, 5-탭 필터의 필터 계수는 [1, 4, 6, 4, 1]일 수 있다. 일 예로서, 제2 필터는 가우시안 필터로, 정수 샘플 위치에 적용될 수 있다. 즉, n-탭 가우시안 필터일 수 있다.
일 예로서, 5-탭 필터가 [1, 4, 6, 4, 1]인 경우, 다음과 같이 적용될 수 있다.
- ref_filtered[x] = (ref[x-2] + 4*ref[x-1] + 6*ref[x] + 4*ref[x+1] + ref[x+2]) / 16
위의 수식에서 ref[x]는 현재 참조 샘플 필터링이 적용되는 x 위치의 참조 샘플을 의미하며 ref_filtered[x]는 참조 샘플 필터링이 적용된 화소(pixel)를 의미할 수 있다. 즉, 3-탭 필터(예를 들어, [1,2,1] 스무딩 필터) 대신 보다 정교한 [1,4,6,4,1] 스무딩 필터를 적응적으로 적용함으로써 부호화 및 복호화 효율을 높일 수 있다.
한편, 복수 개의 필터 중 하나를 선택할 때, 참조 샘플 수에 따라 제1 필터(예를 들어, [1,2,1] 필터)와 제2 필터(예를 들어, [1,4,6,4,1] 필터)를 적응적으로 적용함으로써, 참조 샘플 필터링 효율을 보다 높일 수 있다.
일 예로서, 항상 제2 필터를 이용하여 인트라 참조 샘플 필터링을 수행할 수 있다. 즉, 제1 필터가 3-탭 필터인 경우, 제1 필터 외의 다른 필터를 이용하여 인트라 참조 샘플 필터링을 수행할 수 있는데, 이 때 사용되는 다른 필터를 제2 필터라 가정하면, 제2 필터는 n>3인 n-탭 필터일 수 있다. 일 예로서, 제2 필터가 [1,4,6,4,1] 필터이면, 항상 제2 필터가 적용될 수 있다.
다른 일 예로서, 참조 샘플 필터링을 수행할 때 블록의 크기 혹은 면적을 고려하여 필터를 선택할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 너비 및/혹은 높이가 특정 값(예를 들어, 32 혹은 16) 이상인 경우, 한 필터가 사용되고, 그 외의 경우에는 다른 필터가 사용될 수 있다. 이때, 크기나 면적이 특정 값 이상인 현재 블록에 대한 참조 샘플 필터링을 위하여는 임의의 k-탭 필터가 선택되고, 그 외의 경우에는 임의의 j-탭 필터가 선택될 수 있는데, 여기서 k>j일 수 있다. 즉, 블록의 크기가 필터의 선택 기준이 될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 너비 및/혹은 높이가 특정 값 이상인 경우, 5-탭 필터(예를 들어, [1,4,6,4,1])가 적용될 수 있으며, 그렇지 않으면 3-탭 필터(예를 들어, [1,2,1])가 적용될 수 있다. 다른 일 예로서, 블록의 크기 혹은 면적이(예를 들어, 너비와 블록 높이를 곱한 값)이 특정 값(예를 들어, 1024 혹은 256) 이상인 경우, 5-탭 필터(예를 들어, [1,4,6,4,1])가 적용될 수 있으며, 그렇지 않으면 3-탭 필터(예를 들어, [1,2,1])가 적용될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 필터를 적응적으로 선택하여 참조 샘플 필터링을 수행함으로써 필터링 성능을 향상시킬 수 있다.
한편, 참조 샘플 필터링 적용 조건은 상술한 바와 같이 ISP/MRL 적용 여부, 현재 블록의 컬러 성분 혹은 인트라 예측 모드에 대한 조건을 포함할 수 있으나, 변경된 참조 샘플 필터링 적용 조건을 따를 수도 있다. 한편, 변경된 참조 샘플 필터링 적용 조건에는 상술한 조건 중에서 일부 조건이 추가, 변경되는 것도 가능하며, 일부 조건이 제외되는 것도 가능하다. 변경된 참조 샘플 필터링 적용 조건에 대하여는 하기에서 상세히 설명한다.
실시예 2
본 실시예에서는 참조 샘플 필터링 적용 조건을 간소화 하는 방법을 제안한다. 아래의 표 8은 [1,2,1] 필터를 이용하여 참조 샘플 필터링을 적용하지 않았을 경우의 성능을 일 예로서 보여준다.
　
　
All Intra Main10
　
　
　
　
Over VTM-10.0 CTC
　
　
Y U V EncT DecT
Class A1 0.11% 0.07% 0.02% 106% 101%
Class A2 0.03% -0.01% -0.07% 106% 101%
Class B 0.05% 0.07% 0.00% 107% 102%
Class C -0.02% -0.01% -0.02% 106% 100%
Class E -0.03% -0.26% -0.27% 106% 99%
Overall 0.03% -0.02% -0.06% 106% 101%
Class D 0.00% -0.11% 0.13% 106% 101%
Class F -0.03% -0.01% -0.27% 103% 101%
상기 실험 결과는 모든 인트라 예측에서의 성능을 보여준다. 위의 표에서 보여지는 바와 같이 인트라 [1, 2, 1] 참조 샘플 필터링의 성능은 Y 성분의 경우 0.03%로 나타나고 있다.
한편, 참조 샘플 필터링 조건을 변경하여, 특정 인트라 모드(예를 들어, 플래너 인트라 모드(planar intra mode))일 경우에만 참조 샘플 필터링을 적용할 경우 오히려 Y 성분의 경우 0.02% 성능 향상을 보여주고 있다. 즉, 앞서 설명한 선행 실험 결과를 고려하면, 인트라 참조 샘플 필터링은 특정 인트라 모드에서 적용 시에도 성능 향상을 기대해볼 수 있다.
따라서 본 실시예에서는 다음과 같이 특정 인트라 모드(예를 들어, 플래너 인트라 모드)에서만 참조 샘플 필터링을 적용하는 방법을 제안한다.
일 예로서, 인트라 참조 샘플 필터링은 참조 라인 인덱스(Reference line index) 가 0일 경우(즉, MRL이 적용되지 않음), 현재 블록의 화소 개수가 32개 이상일 경우, 현재 블록의 컬러 성분이 루마 컬러 성분일 경우, 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, 및 인트라 예측 모드 인덱스가 0번인 경우, 즉 인트라 방향이 0번일 경우 (플래너 인트라 모드일 경우)에 적용될 수 있다.
한편, 상술한 적용 조건 중, 마지막 조건인 인트라 방향이 0번일 경우 조건을 제외한 나머지 조건들은 부호화 성능 향상과 복잡도 저하를 위해 제거되거나 추가될 수도 있다.
일 예로, 보다 높은 부호화 성능을 얻기 위해 블록의 크기에 관계없이 참조 샘플 필터링을 적용하는 조건을 적용할 수 있다. 예를 들어, 참조 라인 인덱스가 0일 경우 (MRL 미적용 조건), 현재 블록의 컬러 성분이 루마 컬러 성분일 경우, 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, 및 인트라 방향이 플래너 인트라 모드인 경우에 참조 샘플 필터링이 적용될 수 있다.
다른 일 예로, 보다 높은 부호화 성능을 얻기 위해 블록의 컬러 성분에 관계없이 참조 샘플 필터링을 적용하는 조건을 적용할 수 있다. 예를 들어, 참조 라인 인덱스가 0일 경우 (MRL 미적용 조건), 현재 블록의 화소 개수가 32개 이상일 경우, 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, 및 인트라 방향이 플래너 인트라 모드인 경우에 참조 샘플 필터링이 적용될 수 있다.
다른 일 예로서, 보다 높은 부호화 성능을 얻기 위해 상술한 DIMD 및/혹은 CIIP의 적용 여부를 고려하여 참조 샘플 필터링을 적용하는 조건을 적용할 수 있다. 상술된 DIMD와 CIIP에서 플래너 인트라 예측을 수행하는지 여부에 기초하여 참조 샘플 필터링 수행 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 참조 라인 인덱스가 0일 경우 (MRL 미적용 조건), 현재 블록의 화소 개수가 32개 이상일 경우, 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, DIMD가 적용되지 않는 경우 및 인트라 방향이 플래너 인트라 모드인 경우에 참조 샘플 필터링이 적용될 수 있다. 다른 일 예로서, 참조 라인 인덱스가 0일 경우 (MRL 미적용 조건), 현재 블록의 화소 개수가 32개 이상일 경우, 현재 블록에 ISP가 적용되지 않는 경우, CIIP가 적용되지 않는 경우 및 인트라 방향이 플래너 인트라 모드인 경우에 참조 샘플 필터링이 적용될 수 있다. 또는, DIMD 및 CIIP가 모두 적용되지 않는 경우에만 참조 샘플 필터링이 적용될 수도 있다.
다른 일 예로서, 위의 예시와 반대로 현재 블록에 CIIP가 적용될 경우, DIMD가 적용될 경우, 혹은 CIIP나 DIMD가 적용될 경우에만 참조 샘플 필터링이 적용될 수도 있다. 일 예로서, 이 때 인트라 예측 모드는 플래너 인트라 예측일 수 있다.
다른 일 예로서, CIIP나 DIMD와 같이 인트라 예측자(예를 들어, 플래너 인트라 예측자)가 다른 인트라/인터 예측과 조합될 경우 인트라 예측에서 참조 샘플 필터링 적용 유무가 결정될 수도 있다.
한편, 일 실시예로서, 플래너 인트라 모드에서만 참조 샘플 필터링을 적용하는 경우, 참조 샘플 필터링 프로세스를 인트라 플래너 예측과 통합하는 방법을 제안한다. 즉, 참조 샘플 필터링이 별도의 프로세스로 존재하지 않고, 참조 샘플 필터링은 플래너 예측의 내부 프로세스가 될 수 있다. 도 20 내지 도 21은 플래너 예측에 참조 샘플 필터링 프로세스가 추가된 두 스펙의 예시를 보여준다. 일 예로서, 플래너 인트라 예측 모드에서 참조 샘플 너비와 참조 샘플 높이를 입력 받아, 참조 샘플 필터링에 이용할 수 있다.
한편, 플래너 인트라 모드일 경우에만 참조 샘플 필터링을 적용할 경우, 단일의 필터만이 사용될 수도 있으나, 이전 실시예 1에서와 같이 복수 개의 필터를 적응적으로 적용할 수도 있다. 예를 들어, 제1 필터(예를 들어, [1, 2, 1] 필터) 및 제2 필터(예를 들어, [1, 4, 6, 4, 1] 필터)를 적응적으로 적용할 때, 항상 제1 필터(예를 들어, [1, 2, 1] 필터)를 적용하거나, 항상 제2 필터(예를 들어, [1,4,6,4,1] 필터)를 적용할 수도 있으며, 블록 너비 및/혹은 높이가 특정 값(예를 들어, 32 혹은 16) 이상일 경우 제2 필터를 적용하고, 이외에는 제1 필터를 적용하거나, 블록의 크기 혹은 면적(예를 들어, 블록 너비 * 블록 높이)이 특정 값(예를 들어, 1024 혹은 256) 이상일 경우 제2 필터를 적용하고, 그 외에는 제1 필터를 적용할 수도 있다.
위 실시예에 의하면, 참조 샘플 필터링의 성능을 향상시킬 수 있으며, 이로 인해 부호화 및 복호화 효율이 향상될 수 있다.
실시예 3
본 실시예에서는 참조 샘플 필터링의 적용 조건을 간소화 하는 다른 방법을 제안한다.
일 예로서, 상술한 바와 같이 인트라 예측 모드, 현재 블록의 컬러 성분 혹은 ISP/MRL 적용 여부 등에 무관하게, 현재 블록에 인트라 예측이 적용되면, 항상 참조 샘플 필터링을 적용할 수 있다.
다른 일 예로서, 상술한 바와 같이 인트라 예측 모드, 현재 블록의 컬러 성분 혹은 ISP/MRL 적용 여부와 관계 없이, 현재 블록에 인트라 예측이 적용되면, 항상 참조 샘플 필터링을 적용하지 않을 수 있다.
한편, 일 예로서, 항상 참조 샘플 필터링을 적용하는 경우, 참조 샘플 필터는 단일의 필터(예를 들어, [1, 2, 1] 필터)이거나, 단일의 필터 외에도 상기에서 제안한 복수 개의 필터를 더 고려할 수도 있다. 예를 들어, 제1 필터(예를 들어, [1, 2, 1] 필터)와 제2 필터(예를 들어, [1,4,6,4,1] 필터)가 고려될 수도 있다. 한편, 참조 샘플 필터링 자체는 어떠한 조건과도 무관하게 수행되더라도, 복수의 필터중 하나가 적응적으로 선택되어 적용되는 경우에는 필터를 선택하기 위해 상기에서 언급한 현재 블록의 크기, 인트라 예측 모드 등과 같은 다른 조건들이 고려될 수도 있다.
항상 참조 샘플 필터링을 적용하거나 미적용 시, 블록 크기 조건, ISP/MRL 사용 여부, 인트라 예측 방향 조건 등의 조건을 확인하는 것이 불필요하다. 다시 말해, 상술한 조건과 무관하게, 인트라 예측이 적용되면 항상 참조 샘플 필터링이 수행될 수 있다. 따라서, 전체적인 인트라 예측 알고리즘의 복잡도 및 참조 샘플 필터링의 적용 여부 등과 관련한 오버헤드가 줄어들어 영상 부호화/복호화의 효율 및 속도를 증가시키는 효과를 가져올 수 있다.
도 22는 본 개시의 일 실시예에 따른 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플 필터링을 수행하는 영상 부호화 혹은 복호화 과정을 도시하는 도면이다. 일 예로서, 도 22는 영상 부호화 장치 혹은 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다.
일 예로서, 영상 부호화 혹은 복호화 장치가 영상 부호화 혹은 복호화를 수행하는 경우, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정(S2201)할 수 있다. 인트라 예측 모드를 결정할 때에는 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 정보를 기반으로 할 수 있으며, 비트스트림으로부터 획득하거나, 다른 정보를 기반으로 유도할 수도 있다. 일 예로서, 인트라 예측 모드를 결정하기 위한 정보에는 상술한 바와 같이 MPM 리스트 인덱스 등이 포함될 수도 있다.
한편, 인트라 예측 모드가 결정되면, 인트라 예측에 이용될 수 있는 참조 샘플이 유도(S2202)될 수 있다. 일 예로서, 참조 샘플은 결정된 인트라 예측 모드에 기초하여 유도될 수 있으며, 이 유도 과정은 인트라 예측이 수행되는 과정에 포함될 수 있다. 보다 상세하게는, 도 22의 실시예에서는 설명의 명료함을 위해 별도의 단계로 표현되었으나, 참조 샘플 유도(S2202), 유도된 참조 샘플에 대한 참조 샘플 필터링 여부 결정(S2203) 및/혹은 참조 샘플 필터링 여부에 기초하여 참조 샘플 필터링을 수행(S2204)하는 과정은 인트라 예측을 수행(S2205)하는 과정에 포함되는 방식으로 구현될 수도 있으나, 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 결정된 인트라 예측 모드가 특정 인트라 예측 모드(예를 들어, 플래너 인트라 예측 모드)인 경우, 인트라 예측이 수행(S2205)되는 과정에 참조 샘플 필터링이 수행(S2204)되는 과정이 포함될 수 있다. 즉, 참조 샘플 필터링은 특정 인트라 예측 모드에 기반한 인트라 예측 과정 자체에 포함될 수 있다. 한편, 일 예로서, 참조 샘플 필터링(S2204)은 현재 블록에 인트라 예측이 적용되기만 하면 다른 조건(예를 들어, 인트라 예측 방향, 블록 크기 등)에 무관하게 적용되거나, 적용되지 않을 수도 있다. 즉, 경우에 따라 참조 샘플에 대한 참조 샘플 필터링 여부를 결정(S2203)하는 과정은 생략될 수도 있다. 한편, 해당 과정(S2203)이 생략되지 않고 참조 샘플에 대한 참조 샘플 필터링 여부를 결정(S2203)하는 경우, 비트스트림으로부터 시그널링된 정보나 다른 정보 등에 기반하여 유도된 정보에 의해 참조 샘플 필터링 여부가 결정될 수도 있으며, 참조 샘플 필터링이 적용될 수 있는 조건에 기초하여 결정될 수도 있다. 예를 들어, 상술한 실시예에서 설명한 참조 샘플 필터링을 위한 조건이 적용될 수도 있다.
한편, 참조 샘플 필터링(S2204)이 적용될 때에는, 일 예로서, 참조 샘플 필터링은 복수의 필터 중 하나를 적응적으로 선택하여 수행될 수도 있다. 또한, 필터는 인트라 예측 참조 샘플의 수를 기반으로 적응적으로 선택될 수도 있다. 인트라 예측 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로서, 인트라 예측 참조 샘플의 수는 현재 블록의 크기와 특정 값의 비교에 기초하여 결정될 수 있는데, 이는 상기 실시예에서 설명한 바와 같다. 한편, 복수의 필터 중 한 필터(예를 들어, 제1 필터)는 3-탭 필터일 수 있으며, 3-탭 필터는 [1, 2, 1]로 구성될 수 있다. 또한, 다른 한 필터(예를 들어, 제2 필터)는 n-탭 필터이되, n은 3보다 큰 값일 수 있다. 예를 들어, 다른 한 필터는 5-탭 필터 혹은 6-탭 필터일 수 있다. 일 예로서, 5-탭 필터는 [1, 4, 6, 4, 1] 일 수 있으며, 6-탭 필터는 [1, 4, 6, 4, 1, 0]일 수 있다. 예를 들어, 필터링에 사용되는 필터 계수는 모두 양수일 수 있다. 한편, 참조 샘플 필터링의 적용 조건에 DIMD(decoder side intra mode derivation)의 적용 여부 및/혹은 CIIP(combined inter intra prediction)의 적용 여부가 포함될 수 있다. 즉, 참조 샘플 필터링의 적용은 DIMD(decoder side intra mode derivation) 및/혹은 CIIP(combined inter intra prediction)의 적용 여부에 기초하여 결정될 수 있다. 한편, 참조 샘플 필터링은 현재 블록의 컬러 성분과는 무관하게 적용될 수도 있으며, 현재 블록의 크기와는 무관하게 적용될 수도 있다.
인트라 예측 모드에 기초하여 인트라 예측이 수행(S2205)될 때, 인트라 예측 샘플이 생성될 수 있다. 생성된 인트라 예측 샘플에 기초하여 현재 블록에 대한 복원 샘플이 획득될 수 있다. 상술한 바와 같이, 복원 샘플은 잔차 샘플과 예측 샘플에 기초하여 생성될 수 있다.
또한, 도 22를 참조하여 설명한 영상 부호화 및 복호화 방법은 본 개시의 일 실시예에 해당하므로, 상기에서 설명한 실시예를 조합한 단계가 더 추가될 수도 있고, 일부 단계의 순서가 변경 및 삭제될 수도 있다.
예를 들어, 영상 부호화 방법인 경우에는 예측 샘플과 현재 블록에 기반하여 획득한 잔차 샘플(즉, 잔차 신호)을 비트스트림으로 부호화하는 과정이 더 포함되거나, 인트라 예측 모드에 관련한 정보를 비트스트림으로 부호화하는 과정을 더 포함할 수도 있다. 또한, 비트스트림을 영상 복호화 장치 등으로 전송하는 과정 등을 더 포함할 수도 있다.
도 23은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화/복호화 장치를 설명하기 위한 도면이다. 일 예로서, 영상 부호화/복호화 장치는 메모리(2302) 및 적어도 하나의 프로세서(2303)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 적어도 하나의 프로세서는 상술한 실시예 및 영상 부호화/복호화 방법을 수행하되, 일부 단계를 병렬적으로 수행할 수도 있고, 가능한 경우 일부 단계의 순서를 바꾸거나 생략하여 수행할 수도 있다.
일 예로서, 적어도 하나의 프로세서는, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 인트라 예측 모드에 기반하여, 인트라 예측을 수행하고, 인트라 예측에 의해 생성된 예측 샘플을 기반으로 복원 샘플을 획득할 수 있다.
일 예로서, 적어도 하나의 프로세서는, 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하되, 플래너 인트라 예측에는 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플 필터링 과정이 포함될 수 있다.
본 개시에 의하면, 인트라 예측 참조 샘플 필터링의 조건을 변경하거나, 간소화함으로써 인트라 예측 참조 샘플 필터링의 오버헤드를 감소시키고 부호화 내지 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 개시에 따른 다양한 실시예들은 단독으로 또는 다른 실시예들과 조합되어 사용될 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 24는 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 24에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기반하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계; 및
    상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 필터링은 제1 필터 혹은 제2 필터를 포함하는 복수의 필터들로부터 하나의 필터를 적응적으로 선택하여 수행되는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 하나의 필터는 상기 인트라 예측 참조 샘플의 수를 기반으로 선택되는, 영상 복호화 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기에 기초하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 인트라 예측 참조 샘플의 수는 상기 현재 블록의 크기와 특정 값의 비교에 기초하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 필터는 3-탭 필터이고, 상기 제2 필터는 5-탭 필터인, 영상 복호화 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 3-탭 필터는 [1, 2, 1] 인, 영상 복호화 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 5-탭 필터는 [1, 4, 6, 4, 1]인, 영상 복호화 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 필터링의 적용은 DIMD(decoder side intra mode derivation)의 적용 여부 혹은 CIIP(combined inter intra prediction)의 적용 여부 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는, 영상 복호화 방법.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 필터링은 상기 현재 블록의 크기에 무관하게 적용되는, 영상 복호화 방법.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 필터링은 상기 현재 블록의 컬러 성분과는 무관하게 적용되는, 영상 복호화 방법.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 필터링은 [1,2,1] 필터를 기반으로 수행되며,
    상기 현재 블록의 크기, 상기 현재 블록의 컬러 성분 혹은 ISP(intra subpartition)의 적용 여부 중 적어도 하나에 기반하여 수행되는, 영상 복호화 방법.
  13. 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계; 및
    상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  14. 영상 부호화 장치가 수행하는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계; 및
    상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함하는, 비 일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체.
  15. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림 전송 방법에 있어서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 인트라 예측 모드가 플래너 예측 모드임에 기반하여, 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계; 및
    상기 플래너 인트라 예측을 기반으로 획득된 예측 샘플에 기초하여 상기 현재 블록의 복원 샘플을 획득하는 단계;를 포함하고,
    상기 플래너 인트라 예측을 수행하는 단계는 상기 현재 블록의 인트라 예측 참조 샘플에 필터링을 적용하는 단계를 포함하는, 비트스트림 전송 방법.
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