WO2023219290A1 - 크로마 성분별 인트라 예측모드의 부호화를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

크로마 성분별 인트라 예측모드의 부호화를 위한 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023219290A1
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prediction mode
chroma
mode
intra prediction
cclm
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전병우
김범윤
허진
박승욱
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
성균관대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present disclosure relates to a method and device for encoding intra prediction mode for each chroma component.
  • video data Since video data has a larger amount of data than audio data or still image data, it requires a lot of hardware resources, including memory, to store or transmit it without processing for compression.
  • an encoder when storing or transmitting video data, an encoder is used to compress the video data and store or transmit it, and a decoder receives the compressed video data, decompresses it, and plays it.
  • video compression technologies include H.264/AVC, HEVC (High Efficiency Video Coding), and VVC (Versatile Video Coding), which improves coding efficiency by about 30% or more compared to HEVC.
  • Intra prediction predicts pixel values of the current block to be encoded using pixel information within the same picture.
  • the most appropriate mode among multiple intra prediction modes is selected according to the characteristics of the image and then used for prediction of the current block.
  • the encoder selects one mode among multiple intra prediction modes and uses it to encode the current block. Afterwards, the encoder can transmit information about the corresponding mode to the decoder.
  • HEVC technology uses a total of 35 intra prediction modes, including 33 angular modes with direction and 2 non-angular modes without direction, for intra prediction.
  • the size of the prediction block unit also increases, and the need to add more diverse intra prediction modes increases accordingly.
  • VVC technology uses 67 more refined prediction modes for intra prediction, allowing for more diverse use of prediction directions than before.
  • an image to be encoded is partitioned into coding units (CUs) of various shapes and sizes and then encoded in CU units.
  • the tree structure is information that defines this division.
  • the encoder transmits tree information to the decoder and instructs what shape and size of the image to be divided into CUs.
  • the luma (Y) and chroma (Cb, Cr) images can be divided into CUs with separate and different structures.
  • the luma and chroma images may be divided into CUs with the same structure.
  • CST Chroma Separate Tree
  • dual tree technology a technology in which the luma image and the chroma image have the same division structure.
  • single tree technology a technology in which the luma image and the chroma image have the same division structure.
  • the chroma image may have the same segmentation structure as the luma image.
  • Existing intra prediction technology sets one intra prediction mode without distinguishing between Cb channels and Cr channels, regardless of whether a dual tree or a single tree is used. Afterwards, the existing technology performs intra prediction and encoding by equally applying the intra prediction mode set to the Cb channel and Cr channel. However, since the images of the Cb channel and the Cr channel may generally show different characteristics, when predicting and encoding the two chroma channels using the same intra prediction mode according to existing technology, good image quality may not always be obtained. Therefore, in order to improve video coding efficiency and improve picture quality, a method for efficiently encoding/decoding the intra prediction mode of the Cb channel and Cr channel needs to be considered.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a video coding method and device for encoding/decoding a prediction mode for each component suitable for the characteristics of the image for each chroma component (Cb channel and Cr channel) in intra prediction of the current chroma block.
  • first intra prediction mode information for the first chroma channel of the current chroma block is received from a bitstream.
  • Decrypting; and decoding second intra prediction mode information for a second chroma channel of the current chroma block from the bitstream wherein the first intra prediction mode information is a first cross-component linear model (CCLM) mode flag. , a first CCLM mode index, and a first chroma intra prediction mode indicator
  • the second intra prediction mode information includes a second CCLM mode flag, a second CCLM mode index, and a second chroma intra prediction mode. It includes at least one of the indicators, wherein the first CCLM mode index indicates one of preset CCLM mode candidates, and the first chroma intra prediction mode indicator indicates one of preset intra prediction mode candidates. Provides a method to do this.
  • the first CCLM mode index indicates one of preset CCLM mode candidates
  • the first chroma intra prediction mode indicator indicates one of preset intra prediction mode candidates. to provide.
  • a computer-readable recording medium stores a bitstream generated by an image encoding method, wherein the image encoding method includes first intra prediction mode information for the first chroma channel of the current chroma block. determining; and determining second intra prediction mode information for the second chroma channel of the current chroma block, wherein the first intra prediction mode information includes a first cross-component linear model (CCLM) mode flag, a first CCLM It includes at least one of a mode index and a first chroma intra prediction mode indicator, and the second intra prediction mode information includes at least one of a second CCLM mode flag, a second CCLM mode index, and a second chroma intra prediction mode indicator.
  • a recording medium including the above, wherein the first CCLM mode index indicates one of preset CCLM mode candidates, and the first chroma intra prediction mode indicator indicates one of preset intra prediction mode candidates. provides.
  • a video coding method and device for encoding/decoding a prediction mode for each component suitable for the characteristics of the image for each chroma component are provided.
  • FIG. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • Figure 2 is a diagram for explaining a method of dividing a block using the QTBTTT (QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) structure.
  • 3A and 3B are diagrams showing a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
  • Figure 4 is an example diagram of neighboring blocks of the current block.
  • Figure 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • Figure 6 is an example diagram showing the application position of DM (Derived Mode) in the corresponding luma block.
  • Figure 7 is an exemplary diagram showing the use of DM and CDM technologies, according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figure 8 is an example diagram showing the configuration of a chroma MPMS (Most Probable Mode Set) according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is an example block diagram of a video encoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • the video encoding device and its sub-configurations will be described with reference to the illustration in FIG. 1.
  • the image encoding device includes a picture division unit 110, a prediction unit 120, a subtractor 130, a transform unit 140, a quantization unit 145, a rearrangement unit 150, an entropy encoding unit 155, and an inverse quantization unit. It may be configured to include (160), an inverse transform unit (165), an adder (170), a loop filter unit (180), and a memory (190).
  • Each component of the video encoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
  • One image consists of one or more sequences including a plurality of pictures. Each picture is divided into a plurality of regions and encoding is performed for each region. For example, one picture is divided into one or more tiles and/or slices. Here, one or more tiles can be defined as a tile group. Each tile or/slice is divided into one or more Coding Tree Units (CTUs). And each CTU is divided into one or more CUs (Coding Units) by a tree structure. Information applied to each CU is encoded as the syntax of the CU, and information commonly applied to CUs included in one CTU is encoded as the syntax of the CTU.
  • CTUs Coding Tree Units
  • information commonly applied to all blocks within one slice is encoded as the syntax of the slice header, and information applied to all blocks constituting one or more pictures is a picture parameter set (PPS) or picture parameter set. Encoded in the header. Furthermore, information commonly referenced by multiple pictures is encoded in a sequence parameter set (SPS). And, information commonly referenced by one or more SPSs is encoded in a video parameter set (VPS). Additionally, information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as the syntax of a tile or tile group header. Syntax included in the SPS, PPS, slice header, tile, or tile group header may be referred to as high level syntax.
  • the picture division unit 110 determines the size of the CTU (Coding Tree Unit). Information about the size of the CTU (CTU size) is encoded as SPS or PPS syntax and transmitted to the video decoding device.
  • CTU size Information about the size of the CTU (CTU size) is encoded as SPS or PPS syntax and transmitted to the video decoding device.
  • the picture division unit 110 divides each picture constituting the image into a plurality of CTUs (Coding Tree Units) with a predetermined size, and then repeatedly divides the CTUs using a tree structure. (recursively) Divide.
  • a leaf node in the tree structure becomes a coding unit (CU), the basic unit of encoding.
  • CU coding unit
  • the tree structure is QuadTree (QT), in which the parent node is divided into four child nodes (or child nodes) of the same size, or BinaryTree, in which the parent node is divided into two child nodes. , BT), or a TernaryTree (TT) in which the parent node is divided into three child nodes in a 1:2:1 ratio, or a structure that mixes two or more of these QT structures, BT structures, and TT structures.
  • QTBT QuadTree plus BinaryTree
  • QTBTTT QuadTree plus BinaryTree TernaryTree
  • BTTT may be combined and referred to as MTT (Multiple-Type Tree).
  • Figure 2 is a diagram to explain a method of dividing a block using the QTBTTT structure.
  • the CTU can first be divided into a QT structure. Quadtree splitting can be repeated until the size of the splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of the leaf node allowed in QT.
  • the first flag (QT_split_flag) indicating whether each node of the QT structure is split into four nodes of the lower layer is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding device. If the leaf node of QT is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in BT, it may be further divided into either the BT structure or the TT structure. In the BT structure and/or TT structure, there may be multiple division directions.
  • a second flag indicates whether the nodes have been split, and if split, an additional flag indicating the splitting direction (vertical or horizontal) and/or the splitting type (Binary). Or, a flag indicating Ternary) is encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.
  • a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the node is split is encoded. It could be. If the CU split flag (split_cu_flag) value indicates that it is not split, the block of the corresponding node becomes a leaf node in the split tree structure and becomes a CU (coding unit), which is the basic unit of coding. When the CU split flag (split_cu_flag) value indicates splitting, the video encoding device starts encoding from the first flag in the above-described manner.
  • QTBT When QTBT is used as another example of a tree structure, there are two types: a type that horizontally splits the block of the node into two blocks of the same size (i.e., symmetric horizontal splitting) and a type that splits it vertically (i.e., symmetric vertical splitting). Branches may exist.
  • a split flag (split_flag) indicating whether each node of the BT structure is divided into blocks of a lower layer and split type information indicating the type of division are encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the video decoding device.
  • split_flag split flag
  • the asymmetric form may include dividing the block of the corresponding node into two rectangular blocks with a size ratio of 1:3, or may include dividing the block of the corresponding node diagonally.
  • a CU can have various sizes depending on the QTBT or QTBTTT division from the CTU.
  • the block corresponding to the CU i.e., leaf node of QTBTTT
  • the 'current block' the block corresponding to the CU (i.e., leaf node of QTBTTT) to be encoded or decoded
  • the shape of the current block may be rectangular as well as square.
  • the prediction unit 120 predicts the current block and generates a prediction block.
  • the prediction unit 120 includes an intra prediction unit 122 and an inter prediction unit 124.
  • each current block in a picture can be coded predictively.
  • prediction of the current block is done using intra prediction techniques (using data from the picture containing the current block) or inter prediction techniques (using data from pictures coded before the picture containing the current block). It can be done.
  • Inter prediction includes both one-way prediction and two-way prediction.
  • the intra prediction unit 122 predicts pixels within the current block using pixels (reference pixels) located around the current block within the current picture including the current block.
  • the plurality of intra prediction modes may include two non-directional modes including a planar mode and a DC mode and 65 directional modes.
  • the surrounding pixels and calculation formulas to be used are defined differently for each prediction mode.
  • the directional modes (67 to 80, -1 to -14 intra prediction modes) shown by dotted arrows in FIG. 3B can be additionally used. These may be referred to as “wide angle intra-prediction modes”.
  • the arrows point to corresponding reference samples used for prediction and do not indicate the direction of prediction. The predicted direction is opposite to the direction indicated by the arrow.
  • Wide-angle intra prediction modes are modes that perform prediction in the opposite direction of a specific directional mode without transmitting additional bits when the current block is rectangular. At this time, among the wide-angle intra prediction modes, some wide-angle intra prediction modes available for the current block may be determined according to the ratio of the width and height of the rectangular current block.
  • intra prediction modes 67 to 80 are available when the current block is in the form of a rectangle whose height is smaller than its width
  • wide-angle intra prediction modes with angles larger than -135 degrees are available.
  • Intra prediction modes (-1 to -14 intra prediction modes) are available when the current block has a rectangular shape with a width greater than the height.
  • the intra prediction unit 122 can determine the intra prediction mode to be used to encode the current block.
  • intra prediction unit 122 may encode the current block using multiple intra prediction modes and select an appropriate intra prediction mode to use from the tested modes. For example, the intra prediction unit 122 calculates rate-distortion values using rate-distortion analysis for several tested intra-prediction modes and has the best rate-distortion characteristics among the tested modes. You can also select intra prediction mode.
  • the intra prediction unit 122 selects one intra prediction mode from a plurality of intra prediction modes and predicts the current block using surrounding pixels (reference pixels) and an operation formula determined according to the selected intra prediction mode.
  • Information about the selected intra prediction mode is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • the inter prediction unit 124 generates a prediction block for the current block using a motion compensation process.
  • the inter prediction unit 124 searches for a block most similar to the current block in a reference picture that has been encoded and decoded before the current picture, and generates a prediction block for the current block using the searched block. Then, a motion vector (MV) corresponding to the displacement between the current block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated.
  • MV motion vector
  • motion estimation is performed on the luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component.
  • Motion information including information about the reference picture and information about the motion vector used to predict the current block is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • the inter prediction unit 124 may perform interpolation on a reference picture or reference block to increase prediction accuracy. That is, subsamples between two consecutive integer samples are interpolated by applying filter coefficients to a plurality of consecutive integer samples including the two integer samples. If the process of searching for the block most similar to the current block is performed for the interpolated reference picture, the motion vector can be expressed with precision in decimal units rather than precision in integer samples.
  • the precision or resolution of the motion vector may be set differently for each target area to be encoded, for example, slice, tile, CTU, CU, etc.
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • information about the motion vector resolution to be applied to each target area must be signaled for each target area. For example, if the target area is a CU, information about the motion vector resolution applied to each CU is signaled.
  • Information about motion vector resolution may be information indicating the precision of a differential motion vector, which will be described later.
  • the inter prediction unit 124 may perform inter prediction using bi-prediction.
  • bidirectional prediction two reference pictures and two motion vectors indicating the positions of blocks most similar to the current block within each reference picture are used.
  • the inter prediction unit 124 selects the first reference picture and the second reference picture from reference picture list 0 (RefPicList0) and reference picture list 1 (RefPicList1), respectively, and searches for a block similar to the current block within each reference picture. Create a first reference block and a second reference block. Then, the first reference block and the second reference block are averaged or weighted to generate a prediction block for the current block.
  • reference picture list 0 may be composed of pictures before the current picture in display order among the restored pictures
  • reference picture list 1 may be composed of pictures after the current picture in display order among the restored pictures.
  • relief pictures after the current picture may be additionally included in reference picture list 0, and conversely, relief pictures before the current picture may be additionally included in reference picture list 1. may be included.
  • the motion information of the current block can be transmitted to the video decoding device by encoding information that can identify the neighboring block. This method is called ‘merge mode’.
  • the inter prediction unit 124 selects a predetermined number of merge candidate blocks (hereinafter referred to as 'merge candidates') from neighboring blocks of the current block.
  • the surrounding blocks for deriving merge candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block (B1) adjacent to the current block in the current picture. ), and all or part of the upper left block (B2) can be used.
  • a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located may be used as a merge candidate.
  • a block co-located with the current block within the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be additionally used as merge candidates. If the number of merge candidates selected by the method described above is less than the preset number, the 0 vector is added to the merge candidates.
  • the inter prediction unit 124 uses these neighboring blocks to construct a merge list including a predetermined number of merge candidates.
  • a merge candidate to be used as motion information of the current block is selected from among the merge candidates included in the merge list, and merge index information is generated to identify the selected candidate.
  • the generated merge index information is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding device.
  • Merge skip mode is a special case of merge mode. After performing quantization, when all transformation coefficients for entropy encoding are close to zero, only peripheral block selection information is transmitted without transmitting residual signals. By using merge skip mode, relatively high coding efficiency can be achieved in low-motion images, still images, screen content images, etc.
  • merge mode and merge skip mode are collectively referred to as merge/skip mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the inter prediction unit 124 uses neighboring blocks of the current block to derive predicted motion vector candidates for the motion vector of the current block.
  • the surrounding blocks used to derive predicted motion vector candidates include the left block (A0), bottom left block (A1), top block (B0), and top right block adjacent to the current block in the current picture shown in FIG. All or part of B1), and the upper left block (B2) can be used. Additionally, a block located within a reference picture (which may be the same or different from the reference picture used to predict the current block) rather than the current picture where the current block is located will be used as a surrounding block used to derive prediction motion vector candidates. It may be possible.
  • a collocated block located at the same location as the current block within the reference picture or blocks adjacent to the block at the same location may be used. If the number of motion vector candidates is less than the preset number by the method described above, the 0 vector is added to the motion vector candidates.
  • the inter prediction unit 124 derives predicted motion vector candidates using the motion vectors of the neighboring blocks, and determines a predicted motion vector for the motion vector of the current block using the predicted motion vector candidates. Then, the predicted motion vector is subtracted from the motion vector of the current block to calculate the differential motion vector.
  • the predicted motion vector can be obtained by applying a predefined function (eg, median, average value calculation, etc.) to the predicted motion vector candidates.
  • a predefined function eg, median, average value calculation, etc.
  • the video decoding device also knows the predefined function.
  • the neighboring blocks used to derive predicted motion vector candidates are blocks for which encoding and decoding have already been completed, the video decoding device also already knows the motion vectors of the neighboring blocks. Therefore, the video encoding device does not need to encode information to identify the predicted motion vector candidate. Therefore, in this case, information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block are encoded.
  • the predicted motion vector may be determined by selecting one of the predicted motion vector candidates.
  • information for identifying the selected prediction motion vector candidate is additionally encoded, along with information about the differential motion vector and information about the reference picture used to predict the current block.
  • the subtractor 130 generates a residual block by subtracting the prediction block generated by the intra prediction unit 122 or the inter prediction unit 124 from the current block.
  • the transform unit 140 converts the residual signal in the residual block having pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain.
  • the conversion unit 140 may convert the residual signals in the residual block by using the entire size of the residual block as a conversion unit, or divide the residual block into a plurality of subblocks and perform conversion by using the subblocks as a conversion unit. You may.
  • the residual signals can be converted by dividing them into two subblocks, a transform area and a non-transformation region, and using only the transform region subblock as a transform unit.
  • the transformation area subblock may be one of two rectangular blocks with a size ratio of 1:1 based on the horizontal axis (or vertical axis).
  • a flag indicating that only the subblock has been converted (cu_sbt_flag), directional (vertical/horizontal) information (cu_sbt_horizontal_flag), and/or position information (cu_sbt_pos_flag) are encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.
  • the size of the transform area subblock may have a size ratio of 1:3 based on the horizontal axis (or vertical axis), and in this case, a flag (cu_sbt_quad_flag) that distinguishes the corresponding division is additionally encoded by the entropy encoding unit 155 to encode the image. Signaled to the decryption device.
  • the transformation unit 140 can separately perform transformation on the residual block in the horizontal and vertical directions.
  • various types of transformation functions or transformation matrices can be used.
  • a pair of transformation functions for horizontal transformation and vertical transformation can be defined as MTS (Multiple Transform Set).
  • the conversion unit 140 may select a conversion function pair with the best conversion efficiency among MTSs and convert the residual blocks in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • Information (mts_idx) about the transformation function pair selected from the MTS is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding device.
  • the quantization unit 145 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 140 using a quantization parameter, and outputs the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 155.
  • the quantization unit 145 may directly quantize a residual block related to a certain block or frame without conversion.
  • the quantization unit 145 may apply different quantization coefficients (scaling values) depending on the positions of the transform coefficients within the transform block.
  • the quantization matrix applied to the quantized transform coefficients arranged in two dimensions may be encoded and signaled to the video decoding device.
  • the rearrangement unit 150 may rearrange coefficient values for the quantized residual values.
  • the rearrangement unit 150 can change a two-dimensional coefficient array into a one-dimensional coefficient sequence using coefficient scanning.
  • the realignment unit 150 can scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region using zig-zag scan or diagonal scan to output a one-dimensional coefficient sequence.
  • a vertical scan that scans a two-dimensional coefficient array in the column direction or a horizontal scan that scans the two-dimensional block-type coefficients in the row direction may be used instead of the zig-zag scan. That is, the scan method to be used among zig-zag scan, diagonal scan, vertical scan, and horizontal scan may be determined depending on the size of the transformation unit and the intra prediction mode.
  • the entropy encoding unit 155 uses various encoding methods such as CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code) and Exponential Golomb to encode the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code
  • Exponential Golomb Exponential Golomb to encode the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150.
  • a bitstream is created by encoding the sequence.
  • the entropy encoder 155 encodes information such as CTU size, CU split flag, QT split flag, MTT split type, and MTT split direction related to block splitting, so that the video decoding device can encode blocks in the same way as the video coding device. Allow it to be divided.
  • the entropy encoding unit 155 encodes information about the prediction type indicating whether the current block is encoded by intra prediction or inter prediction, and generates intra prediction information (i.e., intra prediction) according to the prediction type.
  • Information about the mode) or inter prediction information coding mode of motion information (merge mode or AMVP mode), merge index in case of merge mode, information on reference picture index and differential motion vector in case of AMVP mode
  • the entropy encoding unit 155 encodes information related to quantization, that is, information about quantization parameters and information about the quantization matrix.
  • the inverse quantization unit 160 inversely quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 145 to generate transform coefficients.
  • the inverse transform unit 165 restores the residual block by converting the transform coefficients output from the inverse quantization unit 160 from the frequency domain to the spatial domain.
  • the adder 170 restores the current block by adding the restored residual block and the prediction block generated by the prediction unit 120. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.
  • the loop filter unit 180 restores pixels to reduce blocking artifacts, ringing artifacts, blurring artifacts, etc. that occur due to block-based prediction and transformation/quantization. Perform filtering on them.
  • the filter unit 180 is an in-loop filter and may include all or part of a deblocking filter 182, a Sample Adaptive Offset (SAO) filter 184, and an Adaptive Loop Filter (ALF) 186. .
  • the deblocking filter 182 filters the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts caused by block-level encoding/decoding, and the SAO filter 184 and alf(186) perform deblocking filtering. Additional filtering is performed on the image.
  • the SAO filter 184 and alf 186 are filters used to compensate for the difference between the restored pixel and the original pixel caused by lossy coding.
  • the SAO filter 184 improves not only subjective image quality but also coding efficiency by applying an offset in units of CTU.
  • the ALF 186 performs filtering on a block basis, distinguishing the edge and degree of change of the block and applying different filters to compensate for distortion.
  • Information about filter coefficients to be used in ALF may be encoded and signaled to a video decoding device.
  • the restored block filtered through the deblocking filter 182, SAO filter 184, and ALF 186 is stored in the memory 190.
  • the reconstructed picture can be used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded later.
  • FIG. 5 is an example block diagram of a video decoding device that can implement the techniques of the present disclosure.
  • the video decoding device and its sub-configurations will be described with reference to FIG. 5.
  • the image decoding device includes an entropy decoding unit 510, a rearrangement unit 515, an inverse quantization unit 520, an inverse transform unit 530, a prediction unit 540, an adder 550, a loop filter unit 560, and a memory ( 570).
  • each component of the video decoding device may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.
  • the entropy decoder 510 decodes the bitstream generated by the video encoding device, extracts information related to block division, determines the current block to be decoded, and provides prediction information and residual signals needed to restore the current block. Extract information, etc.
  • the entropy decoder 510 extracts information about the CTU size from a Sequence Parameter Set (SPS) or Picture Parameter Set (PPS), determines the size of the CTU, and divides the picture into CTUs of the determined size. Then, the CTU is determined as the highest layer of the tree structure, that is, the root node, and the CTU is divided using the tree structure by extracting the division information for the CTU.
  • SPS Sequence Parameter Set
  • PPS Picture Parameter Set
  • the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT first extracts the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT and split each node into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, the second flag (MTT_split_flag) and split direction (vertical / horizontal) and/or split type (binary / ternary) information related to the split of MTT are extracted and the corresponding leaf node is divided into MTT.
  • Split into structures Accordingly, each node below the leaf node of QT is recursively divided into a BT or TT structure.
  • each node may undergo 0 or more repetitive MTT divisions after 0 or more repetitive QT divisions. For example, MTT division may occur immediately in the CTU, or conversely, only multiple QT divisions may occur.
  • the first flag (QT_split_flag) related to the division of the QT is extracted and each node is divided into four nodes of the lower layer. And, for the node corresponding to the leaf node of QT, a split flag (split_flag) indicating whether to further split into BT and split direction information are extracted.
  • the entropy decoding unit 510 determines the current block to be decoded using division of the tree structure, it extracts information about the prediction type indicating whether the current block is intra-predicted or inter-predicted.
  • prediction type information indicates intra prediction
  • the entropy decoder 510 extracts syntax elements for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block.
  • prediction type information indicates inter prediction
  • the entropy decoder 510 extracts syntax elements for inter prediction information, that is, information indicating a motion vector and a reference picture to which the motion vector refers.
  • the entropy decoding unit 510 extracts information about quantized transform coefficients of the current block as quantization-related information and information about the residual signal.
  • the reordering unit 515 re-organizes the sequence of one-dimensional quantized transform coefficients entropy decoded in the entropy decoding unit 510 into a two-dimensional coefficient array (i.e., in reverse order of the coefficient scanning order performed by the image encoding device). block).
  • the inverse quantization unit 520 inversely quantizes the quantized transform coefficients and inversely quantizes the quantized transform coefficients using a quantization parameter.
  • the inverse quantization unit 520 may apply different quantization coefficients (scaling values) to quantized transform coefficients arranged in two dimensions.
  • the inverse quantization unit 520 may perform inverse quantization by applying a matrix of quantization coefficients (scaling values) from an image encoding device to a two-dimensional array of quantized transform coefficients.
  • the inverse transform unit 530 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, thereby generating a residual block for the current block.
  • the inverse transformation unit 530 when the inverse transformation unit 530 inversely transforms only a partial area (subblock) of the transformation block, a flag (cu_sbt_flag) indicating that only the subblock of the transformation block has been transformed, and directionality (vertical/horizontal) information of the subblock (cu_sbt_horizontal_flag) ) and/or extracting the position information (cu_sbt_pos_flag) of the subblock, and inversely transforming the transformation coefficients of the corresponding subblock from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals, and for the area that has not been inversely transformed, a “0” value is used as the residual signal. By filling , the final residual block for the current block is created.
  • the inverse transform unit 530 determines a transformation function or transformation matrix to be applied in the horizontal and vertical directions, respectively, using the MTS information (mts_idx) signaled from the video encoding device, and uses the determined transformation function. Inverse transformation is performed on the transformation coefficients in the transformation block in the horizontal and vertical directions.
  • the prediction unit 540 may include an intra prediction unit 542 and an inter prediction unit 544.
  • the intra prediction unit 542 is activated when the prediction type of the current block is intra prediction
  • the inter prediction unit 544 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.
  • the intra prediction unit 542 determines the intra prediction mode of the current block among a plurality of intra prediction modes from the syntax elements for the intra prediction mode extracted from the entropy decoder 510, and provides a reference around the current block according to the intra prediction mode. Predict the current block using pixels.
  • the inter prediction unit 544 uses the syntax elements for the inter prediction mode extracted from the entropy decoder 510 to determine the motion vector of the current block and the reference picture to which the motion vector refers, and uses the motion vector and the reference picture to determine the motion vector of the current block. Use it to predict the current block.
  • the adder 550 restores the current block by adding the residual block output from the inverse transform unit and the prediction block output from the inter prediction unit or intra prediction unit. Pixels in the restored current block are used as reference pixels when intra-predicting a block to be decoded later.
  • the loop filter unit 560 may include a deblocking filter 562, a SAO filter 564, and an ALF 566 as an in-loop filter.
  • the deblocking filter 562 performs deblocking filtering on the boundaries between restored blocks to remove blocking artifacts that occur due to block-level decoding.
  • the SAO filter 564 and the ALF 566 perform additional filtering on the reconstructed block after deblocking filtering to compensate for the difference between the reconstructed pixel and the original pixel caused by lossy coding.
  • the filter coefficient of ALF is determined using information about the filter coefficient decoded from the non-stream.
  • the restored block filtered through the deblocking filter 562, SAO filter 564, and ALF 566 is stored in the memory 570.
  • the reconstructed picture is later used as a reference picture for inter prediction of blocks in the picture to be encoded.
  • This embodiment relates to encoding and decoding of images (videos) as described above. More specifically, in intra prediction of the current chroma block, a video coding method and device are provided for encoding/decoding a prediction mode for each component suitable for the characteristics of the image for each chroma component (Cb channel and Cr channel). Additionally, this embodiment provides a video coding method and device for encoding/decoding prediction modes for each chroma component.
  • the following embodiments may be performed by the intra prediction unit 122 in a video encoding device. Additionally, it may be performed by the intra prediction unit 542 in a video decoding device.
  • the video encoding device may generate signaling information related to this embodiment in terms of bit rate distortion optimization when predicting the current block.
  • the video encoding device can encode signaling information using the entropy encoding unit 155 and then transmit it to the video decoding device.
  • the video decoding device can decode signaling information related to prediction of the current block from the bitstream using the entropy decoding unit 510.
  • 'target block' may be used with the same meaning as a current block or a coding unit (CU), or may mean a partial area of a coding unit.
  • the fact that the value of one flag is true indicates that the flag is set to 1. Additionally, the value of one flag being false indicates a case where the flag is set to 0.
  • the intra prediction mode of the luma block has 65 subdivided directional modes (i.e., 2 to 66) in addition to the non-directional mode (i.e., Planar and DC), as illustrated in FIG. 3A.
  • the 65 directional modes, Planar and DC, are collectively referred to as 67 IPMs.
  • the chroma block can also use intra prediction in this granular directional mode to a limited extent.
  • various directional modes other than the horizontal and vertical directions that the luma block can use cannot always be used.
  • the prediction mode of the current chroma block must be set to Derived Mode (DM). By setting it to DM mode in this way, the current chroma block can use an orientation mode other than the horizontal and vertical of the luma block.
  • DM Derived Mode
  • the most basic intra prediction modes that are used frequently or to maintain image quality include Planar, DC, Vertical, Horizontal, and DM.
  • the intra prediction mode of the luma block spatially corresponding to the current chroma block is used as the intra prediction mode of the chroma block.
  • the video encoding device can signal to the video decoding device whether the intra prediction mode of the chroma block is DM. At this time, there may be several ways to deliver the DM to the video decoding device. For example, the video encoding device can indicate whether it is a DM by setting intra_chroma_pred_mode, which is information for indicating the intra prediction mode of a chroma block, to a specific value and then transmitting it to the video decoding device.
  • intra_chroma_pred_mode which is information for indicating the intra prediction mode of a chroma block
  • the video encoding device uses the intra prediction mode of the chroma block according to Table 1. IntraPredModeC can be set.
  • intra_chroma_pred_mode and IntraPredModeC which are information related to the intra prediction mode of a chroma block, they are expressed as a chroma intra prediction mode indicator and a chroma intra prediction mode, respectively.
  • lumaIntraPredMode is the intra prediction mode of the luma block corresponding to the current chroma block (hereinafter referred to as 'luma intra prediction mode').
  • IntraPredModeC is the chroma intra prediction mode of the current chroma block.
  • IntraPredModeC is defined at the spatial coordinates [xCb][yCb] of the current chroma block. Since the prior art uses the same intra prediction mode for the Cb and Cr components constituting the chroma block, the spatial coordinates of the chroma block represent the Cb and Cr blocks and indicate only the coordinates of the Cb block.
  • lumaIntraPredMode represents one of the prediction modes illustrated in FIG. 3A.
  • lumaIntraPredMode 0 indicates Planar prediction mode
  • lumaIntraPredMode 1 indicates DC prediction mode
  • lumaIntraPredMode of 18, 50, and 66 indicates the directional modes referred to as horizontal, vertical, and VDIA, respectively.
  • the video decoding device parses cclm_mode_flag, which indicates whether to use the Cross-Component Linear Model (CCLM) mode. If cclm_mode_flag is 1 and CCLM mode is used, the video decoding device parses cclm_mode_idx indicating CCLM mode. At this time, depending on the value of cclm_mode_idx, the CCLM mode may indicate one of three modes (CCLM_LT, CCLM_L, CCLM_T). Additionally, cclm_mode_idx can be parsed according to Table 3.
  • the video decoding device parses intra_chroma_pred_mode indicating intra prediction mode according to Table 4.
  • the video decoding device determines IntraPredModeC according to Table 1 with reference to intra_chroma_pred_mode and lumaIntraPredMode.
  • intra_chroma_pred_mode 0
  • 1, 2, and 3 indicate planar, vertical, horizontal, and DC prediction modes, respectively.
  • IntraPredModeC which is the chroma intra prediction mode
  • the same intra prediction mode is used for the two channels constituting the chroma block, that is, the Cb channel and the Cr channel.
  • the conventional method may not always be optimal. That is, for the Cb channel and Cr channel, the optimal intra prediction mode for each channel may be the same or different depending on the image.
  • a method of setting the optimal intra prediction mode adaptively to the characteristics of the image for each of the Cb channel and Cr channel and transmitting the set information efficiently should be considered.
  • the intra prediction mode for each Cb and Cr channel can be encoded and decoded differently in an adaptive and efficient manner by reflecting the different characteristics between Cb and Cr images. Below, preferred embodiments for the present invention are described.
  • the Cb channel and Cr channel will be referred to as the first chroma channel and the second chroma channel, respectively.
  • the Cb channel and Cr channel may be named the second chroma channel and the first chroma channel, respectively.
  • Examplementation Example 1 Signaling a flag to encode the prediction mode for each chroma channel
  • the video decoding device can use a separate prediction mode for each chroma channel by parsing chroma_shared_intra_mode_flag as shown in Table 5.
  • chroma_shared_intra_mode_flag indicates whether the same intra prediction mode is shared for the Cb and Cr channels.
  • chroma_shared_intra_mode_flag is called the chroma prediction mode shared flag.
  • Table 5 when chroma_shared_intra_mode_flag is false, the video decoding device parses the syntax elements of the Cb channel and Cr channel in parallel.
  • the video decoding device can use a separate prediction mode for each chroma channel by parsing chroma_shared_intra_mode_flag as shown in Table 6.
  • Table 6 when chroma_shared_intra_mode_flag is false, the video decoding device parses the syntax elements of the Cb channel and then parses the syntax elements of the Cr channel.
  • chroma_shared_intra_mode_flag 1
  • the two chroma channels share the same value of prediction mode. Accordingly, the video decoding device decodes only the intra prediction mode for one chroma channel and then shares the decoded intra prediction mode with the remaining chroma channels.
  • chroma_shared_intra_mode_flag 0
  • the two chroma channels do not share the intra prediction mode. That is, this indicates that the intra prediction modes of the two chroma channels are different. Therefore, the video decoding device decodes the prediction modes of the two channels respectively.
  • the video decoding device may decode at least one syntax element among cclm_mode_flag, cclm_mode_idx, and intra_chroma_pred_mode of the chroma channel for each channel.
  • cclm_mode_flag can be set separately into cb_cclm_mode_flag and cr_cclm_mode_flag
  • cclm_mode_idx can be set separately into cb_cclm_mode_idx and cr_cclm_mode_idx
  • intra_chroma_pred_mode can be set separately into cb_intra_chroma_pred_mode and cr_intra_chroma_pred_mode.
  • the two chroma channels share the same prediction mode value. Accordingly, only intra prediction mode information corresponding to one of the Cb and Cr channels is encoded, and the encoded information can be shared as intra prediction mode information for the remaining channels.
  • intra prediction modes for two chroma channels are shared with each other, and cclm_mode_flag, cclm_mode_idx, and intra_chroma_pred_mode are encoded as prediction mode information corresponding to the Cb channel.
  • the video decoding device may be implemented to operate as follows.
  • the video decoding device can perform the above-described operation with the Cb and Cr channels switched.
  • cclm_mode_flag is called the CCLM mode flag
  • cclm_mode_idx is called the CCLM mode index
  • intra_chroma_pred_mode is called the chroma intra prediction mode indicator.
  • cb_cclm_mode_flag is named cb CCLM mode flag or 1st CCLM mode flag
  • cb_cclm_mode_idx is named cb CCLM mode index or 1st CCLM mode index
  • cb_intra_chroma_pred_mode is named cb intra prediction mode indicator or 1st chroma intra prediction. It is named as a mode indicator.
  • cr_cclm_mode_flag is named cr CCLM mode flag or second CCLM mode flag
  • cr_cclm_mode_idx is named cr CCLM mode index or second CCLM mode index
  • cr_intra_chroma_pred_mode is named cr intra prediction mode indicator or second chroma. It is called the intra prediction mode indicator.
  • 'first' and 'second' can be used interchangeably.
  • chroma_shared_intra_mode_flag 0
  • more specific implementation examples of the decoding method of the prediction mode of the two chroma channels are as follows.
  • Examplementation Example 1-1 Encoding the prediction mode of the remaining chroma channels with reference to the prediction mode of one chroma channel
  • the video decoding device decodes the prediction mode of the remaining chroma channel (e.g., Cr channel) with reference to the prediction mode of one chroma channel (e.g., Cb channel).
  • one chroma channel is defined as a Cb channel
  • the remaining chroma channels are defined as Cr channels, but are not necessarily limited thereto.
  • one chroma channel may be defined as a Cr channel
  • the remaining chroma channels may be defined as a Cb channel.
  • the prediction mode of the remaining channel, the Cr channel can be one of at least three CCLM modes (CCLM-LT, CCLM-L, CCLM-T), DM, and four basic modes (Planar, DC, horizontal, and vertical modes). there is. Additionally, the selected prediction mode can be optionally expressed using cr_cclm_mode_flag, cr_cclm_mode_idx, cr_intra_chroma_pred_mode, etc. For example, when the prediction mode of the Cr channel is one of three CCLM modes, cr_cclm_mode_flag may have a value of 1 and cr_cclm_mode_idx may have one of the values 0, 1, and 2.
  • cr_cclm_mode_flag has a value of 0
  • the value of cr_intra_chroma_pred_mode has the value of the intra prediction mode corresponding to the Cr channel.
  • the prediction mode of the Cr channel is CCLM mode (realization example 1-1-1) and when it is not CCLM mode (i.e., when it is DM and one of the four basic modes, realization example 1-1-2 ), describes a method of adaptively decoding syntax elements related to intra prediction mode information of the Cr channel.
  • the video encoding device transmits cclm_mode_flag indicating that it is encoded in one of three CCLM modes, and cclm_mode_idx indicating one of the three CCLM modes. Send additionally.
  • the video encoding device since each CCLM mode is binarized into values of 0, 10, and 11, the video encoding device finally entropy encodes the value of the empty string corresponding to cclm_mode_idx and then transmits the encoded empty string. Additionally, the video decoding device parses cclm_mode_flag from the bitstream to check whether the chroma channel is encoded in CCLM mode. When encoded in CCLM mode, the video decoding device additionally parses cclm_mode_idx to determine which mode is CCLM_LT, CCLM_L, or CCLM_T.
  • the empty string for the cb_cclm_mode_idx value can be set the same as in the prior art, as shown in Table 3.
  • cb_cclm_mode_flag 1, which describes the case where the prediction mode of the Cb channel is CCLM mode.
  • the video decoding device automatically infers that the intra prediction mode information of the Cr channel and the Cb channel are not the same, and then adapts the decoding method of cr_cclm_mode_idx corresponding to the prediction mode of the Cr channel according to the prediction mode of the pre-decoded Cb channel.
  • the video decoding device can reduce the number of candidates to be considered by removing the CCLM mode corresponding to the cb_cclm_mode_idx value, and then decode the cr_cclm_mode_idx value using the reduced candidates.
  • CCLM_L mode or CCLM_T mode when encoding (or decoding), only CCLM_L mode or CCLM_T mode can be considered, excluding CCLM_LT mode.
  • the video decoding device when decoding the CCLM mode of the Cr channel, if the prediction mode of the Cr channel is CCLM_L mode, the video decoding device can parse cr_cclm_mode_idx as 0 as shown in Table 7. Alternatively, if the prediction mode of the Cr channel is CCLM_T mode, cr_cclm_mode_idx may be parsed as 1.
  • CCLM mode encoding (or decoding) of the Cr channel an empty string of cr_cclm_mode_idx of 0 for CCLM_LT mode, cr_cclm_mode_idx of 10 for CCLM_L mode, and cr_cclm_mode_idx of 11 for CCLM_T mode can be used.
  • the intra prediction mode of the chroma channel is one value according to the intra_chroma_pred_mode value in Table 4 and Table 1. After being determined, it is commonly used for Cb and Cr channels.
  • the video decoding device may determine the intra prediction mode of the Cb channel according to cb_intra_chroma_pred_mode, instead of the intra_chroma_pred_mode value in Table 1.
  • the intra prediction mode of the Cr channel may be determined according to cr_intra_chroma_pred_mode.
  • an empty string for the cr_intra_chroma_pred_mode value may be set differently depending on the prediction mode of the Cb channel, that is, cb_cclm_mode_flag and cb_intra_chroma_pred_mode values, as shown in Table 8.
  • the empty string for the cb_intra_chroma_pred_mode value can be set the same as in the prior art, as shown in Table 4.
  • cr_intra_chroma_pred_mode 4 (i.e., when the prediction mode of the Cb channel is DM) is described.
  • cr_intra_chroma_pred_mode has a value of 0 (i.e., when the prediction mode of the Cr channel is Planar)
  • the video decoding device can parse cr_intra_chroma_pred_mode as 00 according to Table 8.
  • Examplementation Example 1-2 Separately encoding prediction modes of two chroma channels
  • the video decoding device separately decodes the prediction mode of the Cr channel without referring to the prediction mode of the Cb channel.
  • the video decoding device can decode the Cb channel and the Cr channel separately.
  • the prediction mode of the Cb channel is CCLM_LT mode and the prediction mode of the Cr channel is CCLM_T mode is described.
  • the video decoding device separately decodes the prediction mode of the chroma channels without parsing the flag (i.e., chroma_shared_intra_mode_flag) indicating whether the same intra prediction mode is shared for the Cb channel and the Cr channel.
  • the flag i.e., chroma_shared_intra_mode_flag
  • a method of encoding intra prediction mode information for the Cr channel will be described, assuming that a conventional technology is used as an encoding method for the intra prediction mode of the Cb channel.
  • the encoding (or decoding) methods of the Cb channel and Cr channel may be implemented with their roles switched.
  • the chroma block determined to be the DM mode inherits the prediction mode of the luma block corresponding to the current chroma block as the prediction mode of the Cb and Cr chroma blocks.
  • the corresponding luma block represents a luma block including pixels of the luma channel corresponding to the pixel at the center of the current chroma block, as shown in the example of FIG. 6.
  • DM mode uses the prediction mode of the luma channel as the current prediction mode of the chroma channel, so when the characteristics of the Cb channel and Cr channel are very similar to each other, it is a very efficient intra prediction mode coding technology for the chroma channel.
  • DM technology cannot be used. This is because the use of DM technology in these cases may deteriorate the image quality.
  • the video decoding device can decode different intra prediction mode information for the Cb channel and Cr channel, and may also adaptively inherit or share intra prediction information between chroma channels.
  • intra prediction mode information for the Cb channel and Cr channel, and may also adaptively inherit or share intra prediction information between chroma channels.
  • CDM Chroma Derived Mode
  • the Cr channel can selectively inherit the intra prediction mode of the Cb channel, as shown in the example of FIG. 7. That is, when the video characteristics of the Cb channel and Cr channel are very similar, the video decoding device uses DM mode. Accordingly, coding efficiency can be improved by setting the intra prediction mode for the Cb and/or Cr channels according to inheritance. If the image properties of the Cb channel and the Cr channel are very different, the Cb and Cr channels may not inherit the same intra prediction mode. That is, when using the CDM technology according to the present invention, the video decoding device can selectively inherit the intra prediction mode of the Cb channel with respect to the Cr channel, as shown in the example of FIG. 7.
  • the Cb channel when the Cb channel is similar to the luma channel but the image characteristics of the Cr channel are very different, the Cb channel inherits the intra prediction mode information of the luma channel, but the Cr channel does not inherit the intra prediction mode information of the luma channel. It may not be possible. Alternatively, the Cb channel does not inherit the intra prediction mode information of the luma channel, but the Cr channel may inherit the intra prediction mode information of the Cb channel.
  • cr_intra_inherit_mode_flag 1
  • the video decoding device uses CDM mode.
  • cr_intra_inherit_mode_flag 0
  • CDM mode is not used.
  • CDM mode when decoding the prediction mode of the Cr channel block, the video decoding device inherits the prediction mode of the Cb channel block corresponding to the current Cr channel block and uses it as the prediction mode of the Cr channel.
  • the corresponding Cb channel block represents a block of the Cb channel that includes pixels of the Cb channel corresponding to the pixel at the center position of the current Cr channel block, similar to the corresponding luma block according to the example of FIG. 6.
  • the prediction mode of the Cr channel is CDM mode and the prediction mode of the corresponding Cb channel block is CCLM_LT
  • the predictor of the Cr channel block can be efficiently generated using CCLM_LT mode, which is the prediction mode of the corresponding Cb channel block.
  • cr_intra_inherit_mode_flag is called the chroma prediction mode inheritance flag.
  • Realization Example 2-1 or Realization Example 2-2 can be implemented depending on the mutual relationship between DM and CDM.
  • Realization Example 2-1 when the DM mode is determined, the CDM mode is used without separately signaling whether it is the CDM mode. In this case, information indicating whether it is in CDM mode is not signaled separately. That is, if it is signaled that the DM mode is in use, it is inferred that the CDM mode is used. Additionally, if it is not the DM mode, whether the CDM mode is used can be signaled by signaling CDM mode information. Meanwhile, in Realization Example 2-2 corresponding to Table 10, even when the DM mode is determined, information indicating whether the mode is the CDM mode is signaled separately.
  • Examplementation Example 2-1> Encoding the prediction mode of the Cr channel with reference to the prediction mode of the Cb channel
  • This implementation example corresponds to Table 9.
  • the video decoding device when the intra prediction mode of the Cb channel is DM mode, the video decoding device does not separately parse the value of cr_intra_inherit_mode_flag indicating whether it is CDM mode, but cr_intra_inherit_mode_flag The value is inferred to be 1.
  • the video decoding device can adaptively decode the prediction mode of the Cr channel by considering the prediction mode of the luma channel and the prediction mode of the Cb channel.
  • the detailed operation of intra prediction mode decoding of the chroma channel according to Table 11 is as follows.
  • the video decoding device parses the intra prediction mode of the Cb channel and then decodes the intra prediction mode of the Cr channel.
  • cr_intra_inherit_mode_flag 1
  • the video decoding device inherits the prediction mode of the Cb channel and sets the prediction mode of the Cr channel without the need to parse additional information.
  • cr_intra_inherit_mode_flag 0
  • the video decoding device parses additional information and sets the prediction mode of the Cr channel. For example, the video decoding device parses cr_cclm_mode_flag, which determines whether the prediction mode of the Cr channel is CCLM mode, and then parses the cr_cclm_mode_idx or cr_intra_chroma_pred_mode value according to the cr_cclm_mode_flag value.
  • cr_cclm_mode_flag when cr_cclm_mode_flag is 1, cr_cclm_mode_idx can be parsed, and when cr_cclm_mode_flag is 0, cr_intra_chroma_pred_mode can be parsed.
  • cr_intra_inherit_mode_flag the intra prediction mode information (cr_cclm_mode_flag, cr_cclm_mode_idx, cr_intra_chroma_pred_mode, etc.) of the Cr channel is not the same as the intra mode information of the Cb channel.
  • the video decoding device when decoding the intra prediction mode information of the Cr channel, the video decoding device removes the intra prediction mode information corresponding to the Cb channel to reduce the number of candidates to be considered, and then uses the reduced candidates to determine the intra prediction mode of the Cr channel. Information can be decrypted.
  • the prediction mode of the Cr channel is CCLM mode (realization example 2-1-1), and when it is not CCLM mode (i.e., when it is DM and one of the four basic modes), realization example 2-1-2 ), describes a method of adaptively decoding syntax elements related to the intra prediction mode information of the Cr channel according to the prediction mode of the Cb channel.
  • the video decoding device can only parse two cr_cclm_mode_idx values, not three cr_cclm_mode_idx values, according to the prediction mode of the Cb channel (that is, according to cb_cclm_mode_idx).
  • the decoding method of cr_cclm_mode_idx according to this implementation is shown in Table 12.
  • the video decoding device parses cr_cclm_mode_idx as 1.
  • cr_intra_chroma_pred_mode 4 (i.e., DM mode)
  • cr_intra_inherit_mode_flag 1, so decoding of cr_intra_chroma_pred_mode is possible. Therefore, in this implementation, the video decoding device performs decoding of cr_intra_chroma_pred_mode when the value of cr_intra_chroma_pred_mode is 0, 1, 2, or 3.
  • cr_intra_chroma_pred_mode 0, 1, 2, and 3 prediction modes is indicated using CDM, so the video decoding device decodes only three prediction modes.
  • the decoding method of cr_cclm_mode_idx according to this implementation is shown in Table 13.
  • the video decoding device parses cr_intra_chroma_pred_mode as 00.
  • the video decoding device can parse cr_intra_chroma_pred_mode as 0.
  • the video decoding device parses cr_intra_inherit_mode_flag indicating whether the intra prediction mode of the Cb channel is CDM mode regardless of whether it is DM mode. As shown in Table 14, the video decoding device can adaptively decode the prediction mode of the Cr channel by considering the prediction mode of the luma channel and the prediction mode of the Cb channel.
  • the detailed operation of intra prediction mode decoding of the chroma channel according to Table 14 is as follows.
  • the video decoding device parses the intra prediction mode of the Cb channel and then decodes the intra prediction mode of the Cr channel. At this time, in order to parse the intra prediction mode of the Cr channel, the video decoding device first parses cr_intra_inherit_mode_flag. If the prediction mode of the Cr channel is CDM, cr_intra_inherit_mode_flag is parsed as 1, and in other cases, it is parsed as 0.
  • the video decoding device when cr_intra_inherit_mode_flag is 1, the video decoding device does not separately parse the intra prediction mode information of the Cr channel, but directly inherits the corresponding information of the Cb channel. That is, the following process can be performed.
  • the video decoding device may parse cr_cclm_mode_flag indicating whether the prediction mode of the Cr channel is CCLM mode, and then parse cr_cclm_mode_idx or cr_intra_chroma_pred_mode depending on the value of cr_cclm_mode_flag. That is, if cr_cclm_mode_flag is 1, cr_cclm_mode_idx can be parsed, while if cr_cclm_mode_flag is 0, cr_intra_chroma_pred_mode can be parsed.
  • the video decoding device can adaptively parse cr_cclm_mode_idx and cr_intra_chroma_pred_mode according to the prediction mode of the Cb channel.
  • the method of Realization Example 2-1-1 and Realization Example 2-2-2 described above can be used as an adaptive parsing method.
  • Examplementation Example 2-3 Another method of encoding the prediction mode of the Cr channel with reference to the prediction mode of the Cb channel
  • cr_intra_inherit_mode_flag is a flag indicating whether the prediction mode of the Cr channel inherits the prediction mode of the Cb channel.
  • cr_intra_inherit_mode_idx is called the chroma prediction mode inheritance index.
  • the video decoding device can remove the intra prediction mode information corresponding to the Cb channel to reduce the number of candidates to be considered, and then decode the intra prediction mode information of the Cr channel using the reduced candidates.
  • cr_intra_inherit_mode_idx When decoding cr_intra_inherit_mode_idx, if there is only one candidate left, the video decoding device does not parse cr_intra_inherit_mode_idx but infers it as 0 or 1.
  • cr_intra_inherit_mode_idx when the prediction mode of the Cb channel is DM (i.e., when the prediction mode of the Cb channel is inherited from the luma channel), cr_intra_inherit_mode_idx may be inferred as 0 or 1 without being parsed.
  • the video decoding device can adaptively decode the prediction mode of the Cr channel by considering the prediction mode of the luma channel and the prediction mode of the Cb channel.
  • the detailed operation of intra prediction mode decoding of the chroma channel according to Table 15 is as follows.
  • the video decoding device parses the intra prediction mode of the Cb channel and then decodes the intra prediction mode of the Cr channel.
  • the video decoding device first parses cr_intra_inherit_mode_flag. If the prediction mode of the Cr channel inherits the prediction mode from either the luma channel or the Cb channel, cr_intra_inherit_mode_flag is parsed as 1, and in other cases, it is parsed as 0.
  • cr_intra_inherit_mode_flag 1
  • the video decoding device does not parse cr_intra_inherit_mode_idx and inherits the prediction mode of the Cr channel from the Cb channel.
  • the Cr channel may inherit the prediction mode from the luma channel.
  • cr_intra_inherit_mode_flag 1
  • the video decoding device can parse cr_cclm_mode_flag indicating whether the prediction mode of the Cr channel is CCLM mode, and then parse cr_cclm_mode_idx or cr_intra_chroma_pred_mode depending on the value of cr_cclm_mode_flag. That is, if cr_cclm_mode_flag is 1, cr_cclm_mode_idx can be parsed, while if cr_cclm_mode_flag is 0, cr_intra_chroma_pred_mode can be parsed.
  • the video decoding device can adaptively parse cr_cclm_mode_idx and cr_intra_chroma_pred_mode according to the prediction mode of the Cb channel.
  • the method of Realization Example 2-1-1 and Realization Example 2-2-2 described above can be used as an adaptive parsing method.
  • Examplementation Example 2-4 Separately encoding prediction modes of two chroma channels
  • the video decoding device separately decodes the prediction mode of the Cr channel regardless of the prediction mode of the Cb channel.
  • the prediction mode for each chroma channel is encoded (or decoded) according to Table 2. That is, regardless of whether the prediction modes of the two channels, Cb and Cr, are the same, the video decoding device can parse the prediction mode of the Cb channel according to Table 16 and then parse the prediction mode of the Cr channel.
  • cb_cclm_mode_idx, cb_intra_chroma_pred_mode, cr_cclm_mode_idx, and cr_intra_chroma_pred_mode may be encoded in the same manner as in the prior art, as shown in Table 3 or Table 4.
  • the prediction mode of the Cb channel is CCLM_LT and the prediction mode of the Cr channel is also CCLM_LT
  • the video decoding device sets N prediction modes in each of the Cb channel and Cr channel to create all combinations (i.e. Decrypt one of N 2 combinations.
  • N the number of possible prediction mode combinations is 64.
  • the prediction mode of the two chroma channels may be signaled by considering all (Improvement Example 3-1) or part (Implementation Example 3-1) of the corresponding combinations.
  • the video decoding device decodes the prediction modes of the two chroma channels by considering all of the above-described prediction mode combinations.
  • prediction mode combinations can be encoded as empty strings of fixed length.
  • the video decoding device parses all prediction mode combinations into empty strings of the same length.
  • the length of the empty string can be set to celi(log 2 N 2 ).
  • ceil( ⁇ ) represents the lifting function.
  • the combination of prediction modes of the chroma channel according to this implementation can be expressed as an empty string as shown in Table 17.
  • certain prediction mode combinations can be encoded as short empty strings. It may not be efficient to encode all prediction mode combinations as an empty string of the same length. Therefore, prediction mode combinations can be divided into a group encoded as a relatively short empty string and a group encoded as a relatively long empty string.
  • a group encoded with a short empty string is called a chroma MPMS (Most Probable Mode Set), and a group encoded with a long empty string is called a chroma MPMS reminder.
  • the video decoding device parses chroma_mpms_flag indicating whether the prediction mode is included in the chroma MPMS, as shown in Table 18.
  • Chroma MPMS can be configured in the following way. Additionally, chroma_mpms_idx and chroma_mpms_remainder_idx, which indicate the combination of prediction modes within the chroma MPMS and chroma MPMS reminder, may be encoded according to the fixed length method, truncated binary method, truncated rice method, etc.
  • a preset combination configuration as a chroma MPMS can be used.
  • each element of the chroma MPMS represents a pair (prediction mode of the Cb channel, prediction mode of the Cr channel).
  • 60 prediction mode combinations, excluding the 4 prediction mode combinations included in the Chroma MPMS, among the 64 prediction mode combinations, are included in the Chroma MPMS reminder.
  • the video decoding device may configure a chroma MPMS using a combination of neighboring prediction modes for each channel of the current chroma block.
  • the surrounding prediction mode represents one or more of the prediction modes of blocks adjacent to the top and left of the current block.
  • the number of surrounding prediction modes and the prediction mode derivation location may be set differently.
  • the case where one prediction mode is set from the top and one prediction mode from the left is described as the surrounding prediction mode. If the coordinates of the upper left pixel of the current block are (0, 0), the prediction mode at the top includes the pixel at (W-1, -1), and the prediction mode at the left includes the pixel at (-1, H-1). It can be set to the prediction mode of the block.
  • W represents the width of the current block
  • H represents the height of the current block.
  • the chroma MPMS according to the peripheral prediction mode of the chroma block can be configured as shown in the example of FIG. 8.
  • the video decoding device parses the prediction mode combination included in the chroma MPMS according to the second method of Realization Example 3-1 (encoding specific prediction mode combinations into short empty strings). Therefore, the video decoding device parses chroma_mpms_idx without parsing chroma_mpms_flag. That is, prediction mode combinations included in the Chroma MPMS reminder are not used.
  • Non-transitory recording media include, for example, all types of recording devices that store data in a form readable by a computer system.
  • non-transitory recording media include storage media such as erasable programmable read only memory (EPROM), flash drives, optical drives, magnetic hard drives, and solid state drives (SSD).
  • EPROM erasable programmable read only memory
  • SSD solid state drives

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Abstract

크로마 성분별 인트라 예측모드의 부호화를 위한 방법 및 장치를 개시한다. 본 실시예에서, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 크로마 블록의 제1 크로마 채널에 대해 제1 인트라 예측모드 정보를 복호화한다. 또한, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 현재 크로마 블록의 제2 크로마 채널에 대해 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화한다. 여기서, 제1 인트라 예측모드 정보는 제1 CCLM(Cross-component Linear Model) 모드 플래그, 제1 CCLM 모드 인덱스, 및 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함한다. 또한, 제2 인트라 예측모드 정보는 제2 CCLM 모드 플래그, 제2 CCLM 모드 인덱스, 및 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함한다.

Description

크로마 성분별 인트라 예측모드의 부호화를 위한 방법 및 장치
본 개시는 크로마 성분별 인트라 예측모드의 부호화를 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
비디오 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.
따라서, 통상적으로 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 비롯하여, HEVC에 비해 약 30% 이상의 부호화 효율을 향상시킨 VVC(Versatile Video Coding)가 존재한다.
그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임률이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다.
인트라 예측은 동일 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 부호화 대상인 현재블록의 화소값들을 예측한다. 인트라 예측의 경우, 영상의 특징에 맞추어 다수의 인트라 예측모드들 중 가장 적합한 하나의 모드가 선택된 후, 현재블록의 예측에 사용될 수 있다. 부호화기는 다수의 인트라 예측모드들 중 하나의 모드를 선정한 후, 이를 사용하여 현재블록을 부호화한다. 이후, 부호화기는 해당 모드에 대한 정보를 복호화기로 전달할 수 있다.
HEVC 기술은, 인트라 예측을 위하여 방향성을 가진 33 개의 방향성 모드들(angular modes)과 방향성이 없는 2 개의 비방향성 모드들(non-angular modes)를 포함하여 총 35 개의 인트라 예측모드들을 사용한다. 하지만, 영상의 공간해상도가 720×480에서 2048×1024 또는 8192×4096으로 커지면서 예측블록 단위의 크기도 점점 커지고 있으며, 그에 따라 더욱 다양한 인트라 예측모드들을 추가하여야 할 필요성이 높아졌다. 도 3a에 예시된 바와 같이, VVC 기술은 인트라 예측을 위하여 더 세분화된 67 개의 예측모드들을 사용함으로써, 종래보다 예측 방향을 더욱 다양하게 활용할 수 있다.
일반적으로 부호화할 영상은 여러 모양과 크기의 부호화 단위(Coding Unit, CU)로 분할(partitioning)된 후, CU 단위로 부호화된다. 이때, 트리 구조(tree structure)는 이러한 분할을 규정하는 정보이다. 부호화기는 트리 정보를 복호화기로 전달하여, 영상이 어떤 형태와 크기의 CU들로 분할되는지를 지시한다. 이때, 루마(Y)와 크로마(Cb, Cr) 영상은 각각 별도의 상이한 구조를 갖는 CU들로 분할될 수 있다. 또는, 루마와 크로마 영상이 동일한 구조를 갖는 CU들로 분할될 수도 있다.
루마와 크로마 영상이 상이한 분할구조를 갖는 기술을 CST(Chroma Separate Tree) 기술 또는 듀얼 트리(dual tree) 기술이라 한다. 즉, CST 기술이 사용되는 경우, 크로마 영상은 루마 영상과 상이한 분할 방법에 따라 분할될 수 있다. 반면, 루마 영상과 크로마 영상이 동일한 분할구조를 갖는 기술을 단일 트리(single tree) 기술이라 한다. 단일 트리 기술이 사용되는 경우, 크로마 영상은 루마 영상과 동일한 분할 구조를 가질 수 있다.
기존 인트라 예측 기술은, 듀얼 트리 또는 단일 트리 중 어느 것이 사용하는지 여부와 상관 없이 Cb 채널과 Cr 채널을 구별하지 않고 하나의 인트라 예측모드를 설정한다. 이후, 기존 기술은 Cb 채널과 Cr 채널에 설정된 인트라 예측모드를 동일하게 적용하여 인트라 예측 및 부호화를 수행한다. 하지만, Cb 채널과 Cr 채널의 영상은 일반적으로 상이한 특성을 보일 수 있으므로, 기존 기술에 따라 동일한 인트라 예측모드를 사용하여 두 크로마 채널을 예측 및 부호화하는 경우, 항상 양호한 화질이 획득되는 않을 수 있다. 따라서, 비디오 부호화 효율을 향상시키고 화질을 개선하기 위해, 효율적으로 Cb 채널과 Cr 채널의 인트라 예측모드를 부호화/복호화하는 방법이 고려될 필요가 있다.
본 개시는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 있어서, 크로마 성분(Cb 채널 및 Cr 채널)별 영상의 특성에 적합한 성분별 예측모드를 부호화/복호화하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측모드를 복호화하는 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 상기 현재 크로마 블록의 제1 크로마 채널에 대해 제1 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계; 및 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 크로마 블록의 제2 크로마 채널에 대해 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계를 포함하되, 상기 제1 인트라 예측모드 정보는 제1 CCLM(Cross-component Linear Model) 모드 플래그, 제1 CCLM 모드 인덱스, 및 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 인트라 예측모드 정보는 제2 CCLM 모드 플래그, 제2 CCLM 모드 인덱스, 및 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 CCLM 모드 인덱스는 기설정된 CCLM 모드 후보들 중 하나를 지시하고, 상기 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자는 기설정된 인트라 예측모드 후보들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는, 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측모드를 부호화하는 방법에 있어서, 상기 현재 크로마 블록의 제1 크로마 채널에 대해 제1 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계; 및 기 현재 크로마 블록의 제2 크로마 채널에 대해 제2 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계를 포함하되, 상기 제1 인트라 예측모드 정보는 제1 CCLM(Cross-component Linear Model) 모드 플래그, 제1 CCLM 모드 인덱스, 및 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 인트라 예측모드 정보는 제2 CCLM 모드 플래그, 제2 CCLM 모드 인덱스, 및 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 CCLM 모드 인덱스는 기설정된 CCLM 모드 후보들 중 하나를 지시하고, 상기 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자는 기설정된 인트라 예측모드 후보들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는, 방법을 제공한다.
본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은, 현재 크로마 블록의 제1 크로마 채널에 대해 제1 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계; 및 상기 현재 크로마 블록의 제2 크로마 채널에 대해 제2 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계를 포함하되, 상기 제1 인트라 예측모드 정보는 제1 CCLM(Cross-component Linear Model) 모드 플래그, 제1 CCLM 모드 인덱스, 및 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 인트라 예측모드 정보는 제2 CCLM 모드 플래그, 제2 CCLM 모드 인덱스, 및 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제1 CCLM 모드 인덱스는 기설정된 CCLM 모드 후보들 중 하나를 지시하고, 상기 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자는 기설정된 인트라 예측모드 후보들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는, 기록매체를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 있어서, 크로마 성분(Cb 채널 및 Cr 채널)별 영상의 특성에 적합한 성분별 예측모드를 부호화/복호화하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공함으로써, 비디오 부호화 효율을 향상시키고 비디오 화질을 개선하는 것이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6은 대응 루마 블록에서 DM(Derived Mode)의 적용 위치를 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시예에 따른, DM 및 CDM 기술의 사용을 나타내는 예시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 크로마 MPMS(Most Probable Mode Set)의 구성을 나타내는 예시도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1의 도시를 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 부호화 장치는 픽처 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.
영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 상위수준(high level) 신택스로 칭할 수 있다.
픽처 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
픽처 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.
트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2의 도시와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.
트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.
CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.
예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.
일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.
인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.
직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 너비가 높이보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.
인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 비트율 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 비트율 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 비트율 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.
인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(Motion Vector: MV)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 움직임벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 연속한 두 정수 샘플 사이의 서브 샘플들은 그 두 정수 샘플을 포함한 연속된 복수의 정수 샘플들에 필터 계수들을 적용하여 보간된다. 보간된 참조픽처에 대해서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임벡터는 정수 샘플 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도 또는 해상도(resolution)는 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다. 이와 같은 적응적 움직임벡터 해상도(Adaptive Motion Vector Resolution: AMVR)가 적용되는 경우 각 대상 영역에 적용할 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 대상 영역마다 시그널링되어야 한다. 예컨대, 대상 영역이 CU인 경우, 각 CU마다 적용된 움직임벡터 해상도에 대한 정보가 시그널링된다. 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 후술할 차분 움직임벡터의 정밀도를 나타내는 정보일 수 있다.
한편, 인터 예측부(124)는 양방향 예측(bi-prediction)을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 양방향 예측의 경우, 두 개의 참조픽처와 각 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록 위치를 나타내는 두 개의 움직임벡터가 이용된다. 인터 예측부(124)는 참조픽처 리스트 0(RefPicList0) 및 참조픽처 리스트 1(RefPicList1)로부터 각각 제1 참조픽처 및 제2 참조픽처를 선택하고, 각 참조픽처 내에서 현재블록과 유사한 블록을 탐색하여 제1 참조블록과 제2 참조블록을 생성한다. 그리고, 제1 참조블록과 제2 참조블록을 평균 또는 가중 평균하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고 현재블록을 예측하기 위해 사용한 두 개의 참조픽처에 대한 정보 및 두 개의 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보를 엔트로피 부호화부(155)로 전달한다. 여기서, 참조픽처 리스트 0은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이전의 픽처들로 구성되고, 참조픽처 리스트 1은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이후의 픽처들로 구성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 순서 상으로 현재 픽처 이후의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 0에 추가로 더 포함될 수 있고, 역으로 현재 픽처 이전의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 1에 추가로 더 포함될 수도 있다.
움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다.
예컨대, 현재블록의 참조픽처와 움직임벡터가 주변블록의 참조픽처 및 움직임벡터와 동일한 경우에는 그 주변블록을 식별할 수 있는 정보를 부호화함으로써, 현재블록의 움직임 정보를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 이러한 방법을 '머지 모드(merge mode)'라 한다.
머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다.
머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(B2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 선정된 머지 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 머지 후보에 추가한다.
인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기 결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.
머지 스킵(merge skip) 모드는 머지 모드의 특별한 경우로서, 양자화를 수행한 후, 엔트로피 부호화를 위한 변환 계수가 모두 영(zero)에 가까울 때, 잔차신호의 전송 없이 주변블록 선택 정보만을 전송한다. 머지 스킵 모드를 이용함으로써, 움직임이 적은 영상, 정지 영상, 스크린 콘텐츠 영상 등에서 상대적으로 높은 부호화 효율을 달성할 수 있다.
이하, 머지 모드와 머지 스킵 모드를 통칭하여, 머지/스킵 모드로 나타낸다.
움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.
AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 4에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(B2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(collocated block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 움직임벡터 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 움직임벡터 후보에 추가한다.
인터 예측부(124)는 이 주변블록들의 움직임벡터를 이용하여 예측 움직임벡터 후보들을 유도하고, 예측 움직임벡터 후보들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터를 결정한다. 그리고, 현재블록의 움직임벡터로부터 예측 움직임벡터를 감산하여 차분 움직임벡터를 산출한다.
예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들에 기 정의된 함수(예컨대, 중앙값, 평균값 연산 등)를 적용하여 구할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치도 기 정의된 함수를 알고 있다. 또한, 예측 움직임벡터 후보를 유도하기 위해 사용하는 주변블록은 이미 부호화 및 복호화가 완료된 블록이므로 영상 복호화 장치도 그 주변블록의 움직임벡터도 이미 알고 있다. 그러므로 영상 부호화 장치는 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보를 부호화할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보와 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보가 부호화된다.
한편, 예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 하나를 선택하는 방식으로 결정될 수도 있다. 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보 및 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보와 함께, 선택된 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보가 추가로 부호화된다.
감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.
변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 변환을 할 수도 있다. 또는, 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 행렬이 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.
양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 이용하여 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.
엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다.
또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(움직임 정보의 부호화 모드(머지 모드 또는 AMVP 모드), 머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 부호화한다.
역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.
가산기(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.
루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 인루프(in-loop) 필터로서 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터(182)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184) 및 alf(186)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184) 및 alf(186)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다. SAO 필터(184)는 CTU 단위로 오프셋을 적용함으로써 주관적 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킨다. 이에 비하여 ALF(186)는 블록 단위의 필터링을 수행하는데, 해당 블록의 에지 및 변화량의 정도를 구분하여 상이한 필터를 적용하여 왜곡을 보상한다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
디블록킹 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용될 수 있다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.
영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510), 재정렬부(515), 역양자화부(520), 역변환부(530), 예측부(540), 가산기(550), 루프 필터부(560) 및 메모리(570)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.
엔트로피 복호화부(510)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.
엔트로피 복호화부(510)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.
예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이에 따라 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.
또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.
다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.
한편, 엔트로피 복호화부(510)는 트리 구조의 분할을 이용하여 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.
또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.
재정렬부(515)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(510)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.
역양자화부(520)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(520)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(520)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.
또한, 역변환부(530)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 “0”값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.
또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 행렬을 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.
예측부(540)는 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(542)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(544)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.
인트라 예측부(542)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.
인터 예측부(544)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인터 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.
가산기(550)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.
루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564) 및 ALF(566)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다.
디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용된다.
본 실시예는 이상에서 설명한 바와 같은 영상(비디오)의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측에 있어서, 크로마 성분(Cb 채널 및 Cr 채널)별 영상의 특성에 적합한 성분별 예측모드를 부호화/복호화하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공한다. 또한, 본 실시예는 크로마 성분별 예측모드를 부/복호화하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공한다.
이하의 실시예들은 영상 부호화 장치(video encoding device) 내 인트라 예측부(122)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치(video decoding device) 내 인트라 예측부(542)에 의해 수행될 수 있다.
영상 부호화 장치는, 현재블록의 예측에 있어서, 비트율 왜곡 최적화 측면에서 본 실시예와 관련된 시그널링 정보를 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 엔트로피 부호화부(155)를 이용하여 시그널링 정보를 부호화한 후, 영상 복호화 장치로 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510)를 이용하여 비트스트림으로부터 현재블록의 예측과 관련된 시그널링 정보를 복호화할 수 있다.
이하의 설명에서, '대상 블록'이라는 용어는 현재블록 또는 코딩유닛(CU, Coding Unit)과 동일한 의미로 사용될 수 있고, 또는 코딩유닛의 일부 영역을 의미할 수도 있다.
또한, 하나의 플래그의 값이 참이라는 것은 플래그가 1로 설정되는 경우를 나타낸다. 또한, 하나의 플래그의 값이 거짓이라는 것은 플래그가 0으로 설정되는 경우를 나타낸다.
I. 크로마 채널의 인트라 예측
VVC 기술에 있어서, 루마 블록의 인트라 예측모드는, 도 3a에 예시된 바와 같이, 비방향성 모드(즉, Planar 및 DC) 외에, 세분화된 65 개의 방향성 모드들(즉, 2 내지 66)을 갖는다. 65 개의 방향성 모드들, Planar 및 DC를 통칭하여 67 IPMs라고 한다.
한편, 루마 블록이 이용하는 예측 방향에 따라 크로마 블록도 이러한 세분화된 방향성 모드의 인트라 예측을 제한적으로 이용할 수 있다. 다만, 크로마 블록의 인트라 예측에서는, 수평 및 수직 방향 이외에 루마 블록이 이용할 수 있는 다양한 방향성 모드가 항상 이용될 수는 없다. 이러한 다양한 방향성 모드를 이용할 수 있으려면, 현재 크로마 블록의 예측모드가 파생 모드(Derived Mode, DM)로 설정되어야 한다. 이렇게 DM 모드로 설정함으로써, 현재 크로마 블록이 루마 블록의 수평 및 수직이 아닌 다른 방향성 모드를 이용할 수 있다.
크로마 블록의 부호화 시, 사용빈도가 높거나 화질 유지를 위하여 가장 기본적으로 이용하는 인트라 예측모드는 Planar, DC, 수직(Vertical), 수평(Horizontal), 및 DM을 포함한다. 이때, DM에서는, 현재 크로마 블록과 공간적으로 대응하는 루마 블록의 인트라 예측모드가 크로마 블록의 인트라 예측모드로 이용된다.
영상 부호화 장치는 영상 복호화 장치에게 크로마 블록의 인트라 예측모드가 DM인지 여부를 시그널링할 수 있다. 이때, 영상 복호화 장치로 DM을 전달하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 예컨대, 영상 부호화 장치는 크로마 블록의 인트라 예측모드를 지시(indication)하기 위한 정보인 intra_chroma_pred_mode를 특정값으로 설정한 후, 영상 복호화 장치로 전송함으로써 DM인지 여부를 지시할 수 있다.
크로마 블록이 인트라 예측모드로 부호화된 경우, 영상 부호화 장치는, 표 1에 따라 크로마 블록의 인트라 예측모드 IntraPredModeC를 설정(set)할 수 있다.
이하, 크로마 블록의 인트라 예측모드와 관련된 정보인 intra_chroma_pred_mode와 IntraPredModeC를 구별하기 위해, 각각 크로마 인트라 예측모드 지시자 및 크로마 인트라 예측모드로 표현한다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000001
여기서, lumaIntraPredMode는 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 블록의 인트라 예측모드(이하, '루마 인트라 예측모드')이다. IntraPredModeC는 현재 크로마 블록의 크로마 인트라 예측모드이다. IntraPredModeC는 현재 크로마 블록의 공간 좌표 [xCb][yCb]에서 정의된다. 종래 기술은 크로마 블록을 구성하는 Cb 및 Cr 성분에 동일한 인트라 예측모드를 사용하므로, 크로마 블록의 공간 좌표는 Cb 및 Cr 블록을 대표하여 Cb 블록의 좌표만을 지시한다.
lumaIntraPredMode는 도 3a에 예시된 예측모드들 중의 하나를 나타낸다. 예를 들어, 표 1에서, lumaIntraPredMode = 0은 Planar 예측모드를, lumaIntraPredMode = 1은 DC 예측모드를 가리킨다. lumaIntraPredMode가 18, 50 및 66의 경우는 각각 수평, 수직 및 VDIA로 지칭되는 방향성 모드를 나타낸다.
한편, 영상 복호화 장치에 의해 수행되는, 크로마 블록의 인트라 예측모드를 파싱하는 과정은 표 2와 같다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000002
영상 복호화 장치는 교차 성분 선형 모델(Cross-Component Linear Model, CCLM) 모드의 사용 여부를 지시하는 cclm_mode_flag를 파싱한다. 만약 cclm_mode_flag가 1로서 CCLM 모드를 사용하는 경우, 영상 복호화 장치는 CCLM 모드를 지시하는 cclm_mode_idx를 파싱한다. 이때, cclm_mode_idx의 값에 따라, CCLM 모드는 세 가지 모드들(CCLM_LT, CCLM_L, CCLM_T) 중 하나가 지시될 수 있다. 또한, 표 3에 따라 cclm_mode_idx가 파싱될 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000003
표 3의 빈 스트링에서 선행하는 1은 cclm_mode_flag=1을 나타낸다.
반면, cclm_mode_flag가 0으로서 CCLM 모드를 사용하지 않는 경우, 영상 복호화 장치는 표 4에 따라 인트라 예측모드를 지시하는 intra_chroma_pred_mode를 파싱한다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000004
표 4의 빈 스트링에서 선행하는 0은 cclm_mode_flag=0을 나타낸다.
영상 복호화 장치는 intra_chroma_pred_mode 및 lumaIntraPredMode를 참조하여 표 1에 따라 IntraPredModeC를 결정한다. intra_chroma_pred_mode = 0, 1, 2 및 3인 경우는 각각 Planar, 수직, 수평 및 DC 예측모드를 지시한다. intra_chroma_pred_mode = 4인 경우가 DM으로서, 크로마 인트라 예측모드인 IntraPredModeC 값은 lumaIntraPredMode 값과 동일하게 설정된다.
종래의 기술에서는, 크로마 블록을 구성하는 두 개의 채널, 즉, Cb 채널과 Cr 채널에 대해 동일한 인트라 예측모드가 사용된다. 하지만, Cb 채널과 Cr 채널의 영상이 상이한 경우가 존재할 수 있으므로, 종래의 방법이 항상 최적일 수는 없다. 즉, Cb 채널과 Cr 채널에 대해 각 채널의 최적 인트라 예측모드는 영상에 따라 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다. 종래의 문제점을 해결하기 위해, Cb 채널과 Cr 채널 각각에 대해 영상의 특징에 적응적으로 최적의 인트라 예측모드를 설정하고, 설정된 정보를 효율적으로 전송하는 방법이 고려되어야 한다. 본 발명에 따르면, 부호화 효율을 향상시키기 위해, Cb 및 Cr 영상 간의 상이한 특성을 반영하여 Cb, Cr 채널별로 인트라 예측모드가 적응적, 효율적으로 상이하게 부호화 및 복호화될 수 있다. 이하, 본 발명을 위한 바람직한 실현예들을 기술한다.
이하, Cb 채널 및 Cr 채널을 각각 제1 크로마 채널 및 제2 크로마 채널로 명칭한다. 또는, Cb 채널 및 Cr 채널이 각각 제2 크로마 채널 및 제1 크로마 채널로 명칭될 수 있다.
이하, 영상 복호화 장치를 중심으로 본 실현예들이 기술되나, 영상 부호화 장치에서도 유사하게 적용될 수 있다.
II. 본 발명에 따른 실현예들
<실현예 1> 플래그를 신호하여 크로마 채널별로 예측모드를 부호화
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 표 5와 같이 chroma_shared_intra_mode_flag를 파싱하여 크로마 채널별로 별도의(separate) 예측모드를 사용할 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000005
여기서, chroma_shared_intra_mode_flag는 Cb, Cr 채널에 대해 동일한 인트라 예측모드의 공유 여부를 나타낸다. 이하, chroma_shared_intra_mode_flag를 크로마 예측모드 공유 플래그로 명칭한다. 표 5에서, chroma_shared_intra_mode_flag가 거짓인 경우, 영상 복호화 장치는 Cb 채널 및 Cr 채널의 신택스 요소들을 병렬로 파싱한다.
또한, 영상 복호화 장치는 표 6과 같이 chroma_shared_intra_mode_flag를 파싱하여 크로마 채널별로 별도의 예측모드를 사용할 수 있다. 표 6에서, chroma_shared_intra_mode_flag가 거짓인 경우, 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 신택스 요소들을 파싱한 후, Cr 채널의 신택스 요소들을 파싱한다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000006
chroma_shared_intra_mode_flag가 1인 경우, 두 크로마 채널은 동일한 값의 예측모드를 공유한다. 따라서, 영상 복호화 장치는 하나의 크로마 채널에 대한 인트라 예측모드만을 복호화한 후, 복호화된 인트라 예측모드를 나머지 크로마 채널과 공유한다. 반면, chroma_shared_intra_mode_flag가 0인 경우, 두 크로마 채널은 인트라 예측모드를 공유하지 않는다. 즉, 두 크로마 채널의 인트라 예측모드가 상이함을 나타낸다. 따라서, 영상 복호화 장치는 두 채널의 예측모드를 각각 복호화한다.
반면, chroma_shared_intra_mode_flag가 0인 경우, 두 색차 채널의 예측모드를 별도로 복호화하기 위해, 영상 복호화 장치는 크로마 채널의 cclm_mode_flag, cclm_mode_idx, 및 intra_chroma_pred_mode 중 적어도 하나 이상의 신택스 요소를 채널별로 복호화할 수 있다. 즉, 크로마 채널별로 cclm_mode_flag는 cb_cclm_mode_flag와 cr_cclm_mode_flag로 분리된 채로 설정되고, cclm_mode_idx는 cb_cclm_mode_idx와 cr_cclm_mode_idx로 분리된 채로 설정될 수 있다. 또한, intra_chroma_pred_mode는 cb_intra_chroma_pred_mode와 cr_intra_chroma_pred_mode로 분리된 채로 설정될 수 있다.
전술한 바와 같이 chroma_shared_intra_mode_flag가 1인 경우, 두 크로마 채널은 동일한 값의 예측모드를 공유한다. 따라서, Cb 및 Cr 채널 중 하나의 채널에 해당하는 인트라 예측모드 정보만이 부호화되고, 부호화된 정보가 나머지 채널에 대한 인트라 예측모드 정보로서 공유될 수 있다. 두 크로마 채널에 대해 인트라 예측모드가 상호 간에 공유되고, Cb 채널에 해당하는 예측모드 정보로서 cclm_mode_flag, cclm_mode_idx, 및 intra_chroma_pred_mode가 부호화되는 경우를 기술한다. 이때, 영상 복호화 장치는 다음과 같이 동작하도록 구현될 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000007
반면, Cr 채널에 해당하는 인트라 예측모드 정보만이 부호화되는 경우, 영상 복호화 장치는 Cb와 Cr 채널을 바꾼 채로 전술한 동작을 수행할 수 있다.
이하, cclm_mode_flag를 CCLM 모드 플래그로 명칭하고, cclm_mode_idx를 CCLM 모드 인덱스로 명칭한다. 전술한 바와 같이, intra_chroma_pred_mode를 크로마 인트라 예측모드 지시자로 명칭한다. Cb 채널인 경우, cb_cclm_mode_flag를 cb CCLM 모드 플래그 또는 제1 CCLM 모드 플래그로 명칭하고, cb_cclm_mode_idx를 cb CCLM 모드 인덱스 또는 제1 CCLM 모드 인덱스로 명칭하며, cb_intra_chroma_pred_mode를 cb 인트라 예측모드 지시자 또는 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자로 명칭한다. 또한, Cr 채널인 경우, cr_cclm_mode_flag를 cr CCLM 모드 플래그 또는 제2 CCLM 모드 플래그로 명칭하고, cr_cclm_mode_idx를 cr CCLM 모드 인덱스 또는 제2 CCLM 모드 인덱스로 명칭하며, cr_intra_chroma_pred_mode를 cr 인트라 예측모드 지시자 또는 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자로 명칭한다. 전술한 바와 같이, '제1'과 '제2'는 서로 교환된 후 사용될 수 있다.
chroma_shared_intra_mode_flag가 0인 경우, 두 크로마 채널의 예측모드의 복호화 방법에 대한 좀 더 구체적인 실현예들은 다음과 같다.
<실현예 1-1> 하나의 크로마 채널의 예측모드를 참조하여 나머지 크로마 채널의 예측모드를 부호화
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 하나의 크로마 채널(예를 들어, Cb 채널)의 예측모드를 참조하여 나머지 크로마 채널(예를 들어, Cr 채널)의 예측모드를 복호화한다. 이하, 편의상 하나의 크로마 채널을 Cb 채널로 정의하고, 나머지 크로마 채널을 Cr 채널로 정의하나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 실현예에 따라, 하나의 크로마 채널이 Cr 채널로 정의되고, 나머지 크로마 채널이 Cb 채널로 정의될 수도 있다.
나머지 채널인 Cr 채널의 예측모드는 적어도 3 가지의 CCLM 모드(CCLM-LT, CCLM-L, CCLM-T), DM, 4 가지의 기본모드(Planar, DC, 수평, 수직 모드) 중 하나일 수 있다. 또한, 선택된 예측모드는, cr_cclm_mode_flag, cr_cclm_mode_idx, cr_intra_chroma_pred_mode 등을 선택적으로 사용하여 표현될 수 있다. 예컨대, Cr 채널의 예측모드가 3 가지 CCLM 모드들 중 하나인 경우, cr_cclm_mode_flag가 1의 값을 갖고 cr_cclm_mode_idx는 0, 1, 2의 값들 중 하나의 값을 가질 수 있다. 또한, Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드들 중 하나가 아닌 경우, cr_cclm_mode_flag는 0의 값을 갖고, cr_intra_chroma_pred_mode의 값이 Cr 채널에 해당하는 인트라 예측모드의 값을 갖는다.
부호화 효율을 더욱 향상시키기 위해, 설정된 cr_cclm_mode_flag, cr_cclm_mode_idx, 및 cr_intra_chroma_pred_mode의 값은, cb_cclm_mode_flag, cb_cclm_mode_idx, 및 cb_intra_chroma_pred_mode의 값을 참조하여 부호화될 수 있다. 즉, Cb 및 Cr 채널의 예측모드가 상이함을 지시하는 chroma_shared_intra_mode_flag = 0인 경우, 실현예 1-1은 Cb 채널의 예측모드에 기초하여 Cr 채널의 예측모드의 부호화 방법을 적응적으로 결정할 수 있다.
이하, Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드인 경우(실현예 1-1-1), 및 CCLM 모드가 아닌 경우(즉, DM과 4 가지 기본 모드들 중의 하나인 경우, 실현예 1-1-2)에 대해, Cr 채널의 인트라 예측모드 정보와 관련된 신택스 요소를 적응적으로 복호화하는 방법을 기술한다.
<실현예 1-1-1> Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드인 경우
본 실현예에서, cr_cclm_mode_idx의 효과적인 부호화(또는 복호화) 방법이 기술된다.
전술한 바와 같이 종래 기술에 따르면, 크로마 채널이 CCLM 모드로 부호화된 경우, 영상 부호화 장치는 3 개의 CCLM 모드들 중 하나로 부호화됨을 나타내는 cclm_mode_flag를 전송하고, 3 개의 CCLM 모드들 중 하나를 지시하는 cclm_mode_idx를 추가로 전송한다. 이때, cclm_mode_idx = 0, 1, 2에 해당하는 CCLM 예측모드는 순서대로 CCLM_LT, CCLM_L, 및 CCLM_T 모드를 나타낸다. 표 3과 같이, 각 CCLM 모드는 0, 10, 11의 값으로 이진화되므로, 영상 부호화 장치는 cclm_mode_idx에 해당하는 빈 스트링의 값을 최종적으로 엔트로피 부호화한 후, 부호화된 빈 스트링을 전송한다. 또한, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 cclm_mode_flag를 파싱(parsing)하여 크로마 채널의 CCLM 모드 부호화 여부를 확인한다. CCLM 모드로 부호화된 경우, 영상 복호화 장치는 cclm_mode_idx를 추가로 파싱하여, CCLM_LT, CCLM_L, CCLM_T 모드 중 어느 모드인지를 확인한다.
하지만, 본 실현예에서, chroma_shared_intra_mode_flag = 0인 경우, 영상 복호화 장치는 표 7과 같이 먼저 복호화된 Cb 채널의 예측모드에 기초하여 Cr 채널의 예측모드에 대응하는 인트라 예측모드 정보를 적응적으로 복호화할 수 있다. 즉, 영상 복호화 장치는 cb_cclm_mode_flag와 cb_cclm_mode_idx에 기초하여 cr_cclm_mode_idx를 적응적으로 유도할 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000008
여기서, cb_cclm_mode_idx 값에 대한 빈 스트링은 표 3과 같이, 종래 기술과 동일하게 설정될 수 있다.
일 예로서, cb_cclm_mode_flag = 1로서, Cb 채널의 예측모드가 CCLM 모드인 경우를 기술한다. 이러한 경우, cr_cclm_mode_idx의 복호화 방법을 적응적으로 설정하기 위해, chroma_shared_intra_mode_flag = 0의 값이 파싱된 것에 기초하여, Cb 채널과 Cr 채널의 인트라 예측모드 정보가 공유되지 않는다는 사실이 이용된다. 영상 복호화 장치는 Cr 채널과 Cb 채널의 인트라 예측모드 정보와 동일하지 않음을 자명하게 유추한 후, 기복호화된 Cb 채널의 예측모드에 따라, Cr 채널의 예측모드에 대응하는 cr_cclm_mode_idx의 복호화 방법을 적응적으로 설정할 수 있다. 즉, chroma_shared_intra_mode_flag = 0이므로, cr_cclm_mode_idx 값은 cb_cclm_mode_idx 값과 동일할 수 없음이 자명하다. 따라서, cr_cclm_mode_idx 값을 복호화할 때, 영상 복호화 장치는 cb_cclm_mode_idx 값에 해당하는 CCLM 모드를 제거하여 고려할 후보들의 개수를 줄인 후, 축소된 후보들을 이용하여 cr_cclm_mode_idx 값을 복호화할 수 있다.
전술한 바를 구현하기 위한 하나의 방법을 표 7에 기초하여 기술한다. 예를 들어, chroma_shared_intra_mode_flag = 0 이고 Cb 채널의 예측모드가 CCLM_LT인 경우(즉, cb_cclm_mode_flag = 1, cb_cclm_mode_idx = 0인 경우)를 기술한다. 이때, chroma_shared_intra_mode_flag = 0이라는 사실에 근거하여, Cb 채널의 예측모드가 CCLM_LT 모드인 경우, Cr 채널에 대해 CCLM_LT 모드가 배제되는 것이 자명하다. 따라서, 부호화(또는, 복호화) 시, CCLM_LT 모드를 제외한 채로 CCLM_L 모드 또는 CCLM_T 모드만이 고려될 수 있다. 예컨대, Cr 채널의 CCLM 모드 복호화 시, Cr 채널의 예측모드가 CCLM_L 모드인 경우, 영상 복호화 장치는 표 7과 같이 cr_cclm_mode_idx를 0으로 파싱할 수 있다. 또는, Cr 채널의 예측모드가 CCLM_T 모드인 경우, cr_cclm_mode_idx는 1로 파싱될 수 있다.
다른 예로서, chroma_shared_intra_mode_flag = 0 이고 Cb 채널의 예측모드가 CCLM 모드가 아닌 경우(즉, cb_cclm_mode_flag = 0인 경우)를 기술한다. 이러한 경우, Cr 채널의 CCLM 모드 부호화(또는 복호화) 시, CCLM_LT 모드에 대해 cr_cclm_mode_idx는 0, CCLM_L 모드에 대해 cr_cclm_mode_idx는 10, CCLM_T 모드에 대해 cr_cclm_mode_idx는 11의 빈 스트링을 사용할 수 있다. 즉, chroma_shared_intra_mode_flag = 0 이고 Cb 채널의 예측모드가 CCLM 모드가 아닌 경우, cr_cclm_mode_idx에 대한 빈 스트링은 표 3과 같이, 종래 기술과 동일하게 설정될 수 있다.
<실현예 1-1-2> Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드가 아닌 경우
본 실현예에서, cr_intra_chroma_pred_mode의 효과적인 부호화(또는 복호화) 방법이 기술된다.
전술한 바와 같이 종래 기술에 따르면, 크로마 채널의 예측모드가 CCLM 모드가 아닌 경우(즉, cclm_mode_flag = 0인 경우), 크로마 채널의 인트라 예측모드는 표 4의 intra_chroma_pred_mode 값과 표 1에 따라 하나의 값으로 결정된 후, Cb 와 Cr 채널에 공통적으로 사용된다. 본 실현예에서, cb_intra_chroma_pred_mode 와 cr_intra_chroma_pred_mode의 값이 결정된 후, 영상 복호화 장치는 표 1의 intra_chroma_pred_mode 값을 대신하여, cb_intra_chroma_pred_mode에 따라 Cb 채널의 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 마찬가지로, 표 1의 intra_chroma_pred_mode 값을 대신하여, cr_intra_chroma_pred_mode에 따라 Cr 채널의 인트라 예측모드가 결정될 수 있다.
본 발명에 따르면, chroma_shared_intra_mode_flag = 0에 근거하여 cr_intra_chroma_pred_mode 값은 cb_intra_chroma_pred_mode 값과 동일할 수가 없음이 자명하다. 따라서, cr_intra_chroma_pred_mode값을 복호화할 때, 영상 복호화 장치는 cb_intra_chroma_pred_mode 값에 해당하는 예측모드를 제거하여 고려할 후보들의 개수를 줄인 후, 축소된 후보들을 이용하여 cr_intra_chroma_pred_mode를 복호화할 수 있다.
전술한 바를 구현하기 위한 하나의 방법으로서, cr_intra_chroma_pred_mode 값에 대한 빈 스트링이 표 8과 같이 Cb 채널의 예측모드 즉, cb_cclm_mode_flag, cb_intra_chroma_pred_mode 값에 따라 상이하게 설정될 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000009
여기서, cb_intra_chroma_pred_mode 값에 대한 빈 스트링은 표 4와 같이, 종래 기술과 동일하게 설정될 수 있다.
예를 들어, chroma_shared_intra_mode_flag = 0 이고 cb_cclm_mode_flag = 0 이며 cb_intra_chroma_pred_mode = 4인 경우(즉, Cb 채널의 예측모드가 DM인 경우)를 기술한다. cr_intra_chroma_pred_mode가 0의 값을 가지는 경우(즉, Cr 채널의 예측모드가 Planar인 경우), 영상 복호화 장치는 표 8에 따라 cr_intra_chroma_pred_mode을 00으로 파싱할 수 있다.
<실현예 1-2> 두 크로마 채널의 예측모드를 별도로 부호화
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 예측모드를 참조하지 않은 채로 별도로 Cr 채널의 예측모드를 복호화한다. 예컨대, 표 3 및 표 4의 종래 기술과 동일하게, 영상 복호화 장치는 Cb 채널과 Cr 채널을 별도로 복호화할 수 있다. 일 예로서, Cb 채널의 예측모드가 CCLM_LT 모드이고, Cr 채널의 예측모드가 CCLM_T 모드인 경우를 기술한다. 이때, chroma_shared_intra_mode_flag = 0, cb_cclm_mode_flag = 1, cb_cclm_mode_idx = 0, cr_cclm_mode_flag = 1, cr_cclm_mode_idx = 2의 값을 갖고, cb_cclm_mode_idx는 0으로, cr_cclm_mode_idx는 11로 복호화될 수 있다.
<실현예 2> 크로마 채널별로 적응적으로 예측모드를 부호화
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는, Cb 채널과 Cr 채널에 대해 동일한 인트라 예측모드의 공유 여부를 나타내는 플래그(즉, chroma_shared_intra_mode_flag)를 파싱하지 않은 채로, 크로마 채널들의 예측모드를 별도로 복호화한다. 이하, 본 실현예의 동작을 설명하기 위해, Cb 채널의 인트라 예측모드의 부호화 방법으로 종래의 기술을 사용하는 경우를 가정하여, Cr 채널에 대해 인트라 예측모드 정보의 부호화 방법을 기술한다. 또한, 본 실현예에서, Cb 채널과 Cr 채널의 부호화(또는, 복호화) 방법은 서로 그 역할이 서로 바뀐 채로 구현될 수도 있다.
크로마 채널 예측모드들 중 하나인 DM 모드는, 매우 우수한 부호화 효율을 갖는다. 전술한 바와 같이, DM 모드로 결정된 크로마 블록은 현재 크로마 블록에 대응하는 루마 블록의 예측모드를 Cb 및 Cr 크로마 블록의 예측모드로 상속받는다. 이때, 대응 루마 블록은 도 6의 예시와 같이, 현재 크로마 블록의 중앙 위치의 화소에 대응하는 루마 채널의 화소를 포함하는 루마 블록을 나타낸다.
DM 모드는 루마 채널의 예측모드를 현재 크로마 채널의 예측모드로 그대로 사용하므로, Cb 채널과 Cr 채널의 특성이 서로 매우 유사한 경우, 매우 효율적인 크로마 채널의 인트라 예측모드 부호화 기술이다. 하지만, Cb 채널과 Cr 채널의 특성이 상이하여 같은 인트라 예측모드 정보를 사용하지 않는 경우, DM 기술이 사용될 수 없다. 이는 이러한 경우에 DM 기술을 사용하면 영상의 화질이 저하될 수 있기 때문이다.
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 Cb 채널과 Cr 채널에 대해 상이한 인트라 예측모드 정보를 복호화할 수 있으면서도, 크로마 채널들 간에 인트라 예측정보를 적응적으로 상속(inherit, 또는 공유(share))받을 수도 있다. 즉, 크로마 채널들 간의 영상 성질이 상이하여 DM 기술을 사용하는 것이 비효율적인 경우, 루마 채널의 인트라 예측모드 정보를 Cb 채널만이 공유받을 수 있다. 또는, Cb 채널이 루마 채널로부터 공유받지 않는 경우라도, Cr 채널이 Cb 채널의 인트라 예측모드 정보를 상속받을 수도 있다. 전술한 바와 같이, 좀 더 다양한 경우에 대해 Cb와 Cr 채널별 인트라 예측모드가 효율적으로 복호화될 수 있다. 이하, 전술한 바와 같은 기술을 CDM(Chroma Derived Mode) 기술로 명칭한다.
일 예로서, CDM 기술을 사용하는 경우, Cr 채널이 도 7의 예시와 같이, Cb 채널의 인트라 예측모드를 선택적으로 상속받을 수 있다. 즉, Cb 채널과 Cr 채널의 영상의 특성이 매우 유사한 경우, 영상 복호화 장치는 DM 모드를 사용한다. 이에 따라 Cb 및/또는 Cr 채널은 상속에 따라 인트라 예측모드를 설정함으로써, 부호화 효율이 향상될 수 있다. Cb 채널과 Cr 채널의 영상의 성질이 매우 상이한 경우, Cb 및 Cr 채널은 동일한 인트라 예측모드를 상속받지 않을 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 CDM 기술을 사용하는 경우, 영상 복호화 장치는 도 7의 예시와 같이, Cr 채널에 대해 Cb 채널의 인트라 예측모드를 선택적으로 상속받을 수 있다. 또한, 루마 채널과 비교하여 Cb 채널은 유사하나 Cr 채널의 영상의 특성이 매우 다른 경우, Cb 채널은 루마 채널의 인트라 예측모드 정보를 상속받지만, Cr 채널은 루마 채널의 인트라 예측모드 정보를 상속받지 않을 수 있다. 또는, Cb 채널은 루마 채널의 인트라 예측모드 정보를 상속받지 않으나, Cr 채널은 Cb 채널의 인트라 예측모드 정보를 상속받을 수도 있다.
한편, cr_intra_inherit_mode_flag를 사용하여 CDM 모드인지 여부가 신호될 수 있다. 즉, cr_intra_inherit_mode_flag = 1인 경우, 영상 복호화 장치는 CDM 모드를 사용한다. 반면, cr_intra_inherit_mode_flag=0인 경우, CDM 모드가 사용되지 않는다. CDM 모드가 사용되는 경우, Cr 채널 블록의 예측모드 복호화 시, 영상 복호화 장치는 현재 Cr 채널 블록에 대응하는 Cb 채널 블록의 예측모드를 상속하여 Cr 채널의 예측모드로 사용한다. 대응 Cb 채널 블록은, 도 6의 예시에 따른 대응 루마 블록과 유사하게, 현재 Cr 채널 블록의 중앙 위치의 화소에 대응하는 Cb 채널의 화소를 포함하는 Cb 채널의 블록을 나타낸다. 예를 들어, Cr 채널의 예측모드가 CDM 모드이고 대응 Cb 채널 블록의 예측모드가 CCLM_LT인 경우, 대응 Cb 채널 블록의 예측모드인 CCLM_LT 모드를 사용하여 Cr 채널 블록의 예측자가 효율적으로 생성될 수 있다.
이하, cr_intra_inherit_mode_flag를 크로마 예측모드 상속 플래그로 명칭한다.
본 실현예에서, 표 9 및 표 10과 같이, DM과 CDM의 상호 관계에 따라 실현예 2-1 또는 실현예 2-2가 구현될 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000010
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000011
표 9에 해당하는 실현예 2-1에서, DM 모드로 결정된 경우, CDM 모드인지 여부를 별도로 신호함 없이 CDM 모드가 사용된다. 이 경우, CDM 모드인지 여부를 지시하는 정보는 별도로 시그널링되지 않는다. 즉, DM 모드임이 신호되면, CDM 모드가 사용되는 것으로 유추된다. 또한, DM 모드가 아닌 경우, CDM 모드 정보를 신호하여 CDM 모드가 사용되는지 여부가 시그널링될 수 있다. 한편, 표 10에 해당하는 실현예 2-2에서, DM 모드로 결정된 경우에도, CDM 모드인지 여부를 지시하는 정보가 별도로 신호된다.
<실현예 2-1> Cb 채널의 예측모드를 참고하여 Cr 채널의 예측모드를 부호화
본 실현예는 표 9에 해당한다. 본 실현예에서, 영상 복호화 장치는, Cb 채널의 인트라 예측모드가 DM 모드인 경우, CDM 모드인지 여부를 나타내는 cr_intra_inherit_mode_flag의 값을 별도로 파싱하지 않고, cr_intra_inherit_mode_flag 값을 1로 유추한다. 영상 복호화 장치는 표 11과 같이, 루마 채널의 예측모드와 Cb 채널의 예측모드를 고려하여 Cr 채널의 예측모드를 적응적으로 복호화할 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000012
표 11에 따른 크로마 채널의 인트라 예측모드 복호화의 자세한 동작은 다음과 같다. 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 인트라 예측모드를 파싱한 후, Cr 채널의 인트라 예측모드를 복호화한다. 전술한 바와 같이 cr_intra_inherit_mode_flag는 Cr 채널의 예측모드가 Cb 채널의 예측모드를 상속하는지 여부를 지시하는 플래그이다. cr_intra_inherit_mode_flag = 1인 경우, 영상 복호화 장치는 Cr 채널에 대해 별도의 복호화 과정 없이 Cb 채널의 예측모드를 상속받는다.
본 실현예에서, DM 모드는 표 9와 같이, 루마 채널의 예측모드를 Cb 와 Cr 채널에서 같이 사용하므로, Cr 채널이 Cb 채널의 인트라 예측모드를 상속받는 것과 결과적으로 동일하다. 따라서, Cb 채널의 인트라 예측모드가 DM 모드인 경우, 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_flag의 값을 별도로 파싱하지 않고, cr_intra_inherit_mode_flag 값을 1로 유추할 수 있다. 이를 통하여 시스템의 부호화 효율이 더욱 향상될 수 있다. 따라서, 표 11과 같이, 영상 복호화 장치는 (cb_intra_chroma_pred_mode != 4 )인지 여부를 확인한다. (cb_intra_chroma_pred_mode != 4 )의 값이 참인 경우, 즉, DM 모드가 아닌 경우에, 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_flag를 파싱한다. cr_intra_inherit_mode_flag = 0으로 신호된 경우는 DM도 아니고 CDM도 아니므로, Cr 채널의 인트라 예측모드는 Cb 채널의 인트라 예측모드를 상속받지 않을 수 있다.
한편, cr_intra_inherit_mode_flag가 1인 경우, 영상 복호화 장치는 별도의 추가 정보를 파싱할 필요 없이, Cb 채널의 예측모드를 상속하여 Cr 채널의 예측모드를 설정한다. 반면, cr_intra_inherit_mode_flag 가 0인 경우, 영상 복호화 장치는 별도의 추가 정보를 파싱하여, Cr 채널의 예측모드를 설정한다. 예를 들어, 영상 복호화 장치는, Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드인지를 판단하는 cr_cclm_mode_flag를 파싱한 후, cr_cclm_mode_flag 값에 따라 cr_cclm_mode_idx 또는 cr_intra_chroma_pred_mode 값을 파싱한다. 즉, cr_cclm_mode_flag가 1인 경우, cr_cclm_mode_idx가 파싱되고, cr_cclm_mode_flag가 0인 경우, cr_intra_chroma_pred_mode가 파싱될 수 있다. 이때, cr_intra_inherit_mode_flag의 값이 0이라는 사실로부터, Cr 채널의 인트라 예측모드 정보(cr_cclm_mode_flag, cr_cclm_mode_idx, cr_intra_chroma_pred_mode 등)가 Cb 채널의 인트라 모드 정보와 동일하지 않음이 자명하다. 따라서, Cr 채널의 인트라 예측모드 정보를 복호화할 때, 영상 복호화 장치는 Cb 채널에 해당하는 인트라 예측모드 정보를 제거하여 고려할 후보들의 개수를 줄인 후, 축소된 후보들을 이용하여 Cr 채널의 인트라 예측모드 정보를 복호화할 수 있다.
이하, Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드인 경우(실현예 2-1-1), 및 CCLM 모드가 아닌 경우(즉, DM과 4 가지 기본 모드들 중의 하나인 경우, 실현예 2-1-2)에 대해, Cb 채널의 예측모드에 따라 Cr 채널의 인트라 예측모드 정보와 관련된 신택스 요소를 적응적으로 복호화하는 방법을 기술한다.
<실현예 2-1-1> Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드인 경우
본 실현예에서, cr_cclm_mode_idx의 효과적인 부호화(또는 복호화) 방법이 기술된다.
Cb 채널의 예측모드가 CCLM 모드들 중 하나인 경우(즉, cb_cclm_mode_flag = 1인 경우), CDM 정보를 사용하여 Cr 채널의 예측모드가 해당 CCLM 모드인지 여부가 확인될 수 있다. 따라서, 영상 복호화 장치는, Cb 채널의 예측모드에 따라(즉, cb_cclm_mode_idx에 따라), 3 개의 cr_cclm_mode_idx 값이 아닌 2 개의 cr_cclm_mode_idx 값만을 파싱할 수 있다. 본 실현예에 따른 cr_cclm_mode_idx의 복호화 방법은 표 12와 같다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000013
예를 들어, Cb 채널의 예측모드가 CCLM_L이고(cb_cclm_mode_flag = 1, cb_cclm_mode_idx = 1), Cr 채널의 예측모드가 CCLM_T인(cr_cclm_mode_idx = 2) 경우, 영상 복호화 장치는 cr_cclm_mode_idx를 1로 파싱한다.
<실현예 2-1-2> Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드가 아닌 경우
본 실현예에서, cr_intra_chroma_pred_mode의 효과적인 부호화(또는 복호화) 방법이 기술된다.
cr_intra_chroma_pred_mode가 4인 경우(즉, DM 모드), cr_intra_inherit_mode_flag = 1로 유추될 수 있으므로, cr_intra_chroma_pred_mode의 복호화가 가능하다. 따라서, 본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 cr_intra_chroma_pred_mode의 값이 0, 1, 2, 3인 경우에 대해 cr_intra_chroma_pred_mode의 복호화를 수행한다.
cb_intra_chroma_pred_mode가 0, 1, 2, 3 중 하나인 경우, CDM을 이용하여 cr_intra_chroma_pred_mode = 0, 1, 2, 3 중 하나의 예측모드가 지시되므로, 영상 복호화 장치는 3 가지의 예측모드만을 복호화한다. 본 실현예에 따른 cr_cclm_mode_idx의 복호화 방법은 표 13과 같다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000014
예를 들어, Cb 채널의 예측모드가 CCLM_LT이고(즉, cb_cclm_mode_flag = 1, cb_cclm_mode_idx = 0), cr_intra_chroma_pred_mode = 0으로서 Cr 채널의 예측모드가 Planar 모드인 경우, 영상 복호화 장치는 cr_intra_chroma_pred_mode를 00 으로 파싱한다. 다른 예로서, cb_cclm_mode_flag = 0, cb_intra_chroma_pred_mode = 3으로서 Cb 채널의 예측모드가 DC이고, cr_intra_chroma_pred_mode = 0으로서 Cr 채널의 예측모드가 Planar 인 경우, 영상 복호화 장치는 cr_intra_chroma_pred_mode를 0으로 파싱할 수 있다.
<실현예 2-2> Cb 채널의 예측모드를 참고하여 Cr 채널의 예측모드를 부호화하는 다른 방법
본 실현예는 표 10에 해당한다. 본 실현예에서, 영상 복호화 장치는, Cb 채널의 인트라 예측모드가 DM 모드인지 여부와 상관 없이 CDM 모드인지 여부를 나타내는 cr_intra_inherit_mode_flag를 파싱한다. 영상 복호화 장치는 표 14와 같이, 루마 채널의 예측모드와 Cb 채널의 예측모드를 고려하여 Cr 채널의 예측모드를 적응적으로 복호화할 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000015
표 14에 따른 크로마 채널의 인트라 예측모드 복호화의 자세한 동작은 다음과 같다. 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 인트라 예측모드를 파싱한 후, Cr 채널의 인트라 예측모드를 복호화한다. 이때, Cr 채널의 인트라 예측모드를 파싱하기 위해, 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_flag를 먼저 파싱한다. Cr 채널의 예측모드가 CDM인 경우, cr_intra_inherit_mode_flag는 1로 파싱되고, 그 외의 경우 0으로 파싱된다.
일 예로서, cr_intra_inherit_mode_flag가 1인 경우, 영상 복호화 장치는 Cr 채널의 인트라 예측모드 정보를 별도로 파싱하지 않고, Cb 채널의 해당 정보를 그대로 상속받는다. 즉, 다음과 같은 과정이 수행될 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000016
또한, cr_intra_inherit_mode_flag가 0인 경우, 영상 복호화 장치는 Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드인지 여부를 나타내는 cr_cclm_mode_flag를 파싱한 후, cr_cclm_mode_flag의 값에 따라 cr_cclm_mode_idx 또는 cr_intra_chroma_pred_mode 를 파싱할 수 있다. 즉, cr_cclm_mode_flag가 1인 경우, cr_cclm_mode_idx가 파싱되고, 반면 cr_cclm_mode_flag가 0인 경우, cr_intra_chroma_pred_mode가 파싱될 수 있다. 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 예측모드에 따라 cr_cclm_mode_idx와 cr_intra_chroma_pred_mode를 적응적으로 파싱할 수 있다. 이때, 적응적 파싱 방법으로, 전술한 실현예 2-1-1 및 실현예 2-2-2의 방법이 사용될 수 있다.
<실현예 2-3> Cb 채널의 예측모드를 참고하여 Cr 채널의 예측모드를 부호화하는 또다른 방법
전술한 실현예 2-1과 2-2에서 cr_intra_inherit_mode_flag는 Cr 채널의 예측모드가 Cb 채널의 예측모드를 상속하는지 여부를 나타내는 플래그이다. 하지만, 본 실현예에서, cr_intra_inherit_mode_flag는 Cr 채널의 예측모드가 다른 채널로부터 예측모드를 상속받는지 여부를 나타낸다. 따라서, 본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 인트라 예측모드가 DM 모드인지 여부와 상관 없이 cr_intra_inherit_mode_flag를 파싱한다. 즉, 루마 채널과 Cb 채널 중 어느 한 곳으로부터 예측모드를 상속받는 경우, cr_intra_inherit_mode_flag = 1로 설정된다. 반면, cr_intra_inherit_mode_flag = 0 인 경우, Cr 채널의 예측모드는 어느 채널로부터도 상속받지 않는다.
전술한 바와 같이, Cr 채널의 예측모드를 두 채널로부터 상속받을 수 있으므로, 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_idx을 파싱하여 예측모드를 상속해주는 채널을 설정한다. 예컨대, cr_intra_inherit_mode_idx = 0인 경우, Cr 채널은 루마 채널로부터 예측모드를 상속받는다. 이는 예측모드가 종래 기술에서 DM인 경우와 동일하다. 또한, cr_intra_inherit_mode_idx = 1인 경우, Cr 채널은 Cb 채널로부터 예측모드를 상속받는다. 이는, 예측모드가 전술한 CDM인 경우와 동일하다.
이하, cr_intra_inherit_mode_idx를 크로마 예측모드 상속 인덱스로 명칭한다.
단, Cb 채널의 예측모드가 DM인 경우(즉, Cb 채널의 예측모드를 루마 채널로부터 상속받는 경우), Cr 채널이 Cb 채널로부터 예측모드를 상속받는다는 것은 루마 채널로부터 예측모드를 상속받는다는 것과 동일하다. 따라서, cr_intra_inherit_mode_idx의 복호화 시, 영상 복호화 장치는 Cb 채널에 해당하는 인트라 예측모드 정보를 제거하여 고려할 후보들의 개수를 줄인 후, 축소된 후보들을 이용하여 Cr 채널의 인트라 예측모드 정보를 복호화할 수 있다. cr_intra_inherit_mode_idx의 복호화 시, 후보가 하나밖에 남지 않았다면 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_idx를 파싱하지 않고 0 또는 1로 유추한다. 예컨대, 종래의 채널 구성에 따라, Cb 채널의 예측모드가 DM인 경우(즉, Cb 채널의 예측모드를 루마 채널로부터 상속받는 경우), cr_intra_inherit_mode_idx는 파싱되지 않고 0 또는 1로 유추될 수 있다. 영상 복호화 장치는 표 15와 같이, 루마 채널의 예측모드와 Cb 채널의 예측모드를 고려하여 Cr 채널의 예측모드를 적응적으로 복호화할 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000017
표 15에 따른 크로마 채널의 인트라 예측모드 복호화의 자세한 동작은 다음과 같다. 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 인트라 예측모드를 파싱한 후, Cr 채널의 인트라 예측모드를 복호화한다. 이때, Cr 채널의 인트라 예측모드를 파싱하기 위해, 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_flag를 먼저 파싱한다. Cr 채널의 예측모드가 루마 채널과 Cb 채널 중 어느 하나로부터 예측모드를 상속받는 경우, cr_intra_inherit_mode_flag는 1로 파싱되고, 그 외의 경우 0으로 파싱된다.
또한, cr_intra_inherit_mode_flag가 1인 경우, 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_idx를 추가로 파싱할 수 있다. cr_intra_inherit_mode_idx 가 0인 경우, 영상 복호화 장치는 Cr 채널의 인트라 예측모드를 루마 채널로부터 상속받는다. 반면, cr_intra_inherit_mode_idx가 1인 경우, 영상 복호화 장치는 Cr 채널의 인트라 예측모드를 Cb 채널로부터 상속받을 수 있다. 하지만, Cb 채널의 예측모드가 DM인 경우(즉, cb_intra_chroma_pred_mode = 4), 어느 채널로부터도 예측모드를 상속받더라도 Cr 채널은 동일한 예측모드를 상속받는다. 따라서, cr_intra_inherit_mode_flag가 1인 경우에도, 영상 복호화 장치는 cr_intra_inherit_mode_idx를 파싱하지 않고, Cr 채널의 예측모드를 Cb 채널로부터 상속받는다. 다른 예로서, Cr 채널이 루마 채널로부터 예측모드를 상속받을 수도 있다.
다른 예로서, cr_intra_inherit_mode_flag가 1인 경우, 영상 복호화 장치는 Cr 채널의 인트라 예측모드 정보를 별도로 파싱하지 않은 채로, cr_intra_inherit_mode_idx에 따라 루마 채널 또는 Cb 채널의 해당 정보를 그대로 상속받을 수 있다. 즉, cr_intra_inherit_mode_idx = 0인 경우, Cr 채널의 예측모드가 루마 채널의 예측모드로 설정되고, cr_intra_inherit_mode_idx = 1인 경우, Cr 채널의 예측모드가 Cb 채널의 예측모드로 설정될 수 있다.
한편, cr_intra_inherit_mode_flag 가 0인 경우, 영상 복호화 장치는 Cr 채널의 예측모드가 CCLM 모드인지 여부를 나타내는 cr_cclm_mode_flag를 파싱한 후, cr_cclm_mode_flag의 값에 따라 cr_cclm_mode_idx 또는 cr_intra_chroma_pred_mode를 파싱할 수 있다. 즉, cr_cclm_mode_flag가 1인 경우, cr_cclm_mode_idx가 파싱되고, 반면 cr_cclm_mode_flag가 0인 경우, cr_intra_chroma_pred_mode가 파싱될 수 있다. 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 예측모드에 따라 cr_cclm_mode_idx와 cr_intra_chroma_pred_mode를 적응적으로 파싱할 수 있다. 이때, 적응적 파싱 방법으로, 전술한 실현예 2-1-1 및 실현예 2-2-2의 방법이 사용될 수 있다.
<실현예 2-4> 두 크로마 채널의 예측모드를 별도로 부호화
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 Cb 채널의 예측모드와 관계 없이 별도로 Cr 채널의 예측모드를 복호화한다. 종래 기술과 마찬가지로 각 크로마 채널에 대해 예측모드는 표 2에 따라 부호화(또는, 복호화)된다. 즉, Cb 및 Cr 두 채널의 예측모드의 동일 여부에 상관 없이, 영상 복호화 장치는 표 16에 따라 Cb 채널의 예측모드를 파싱한 후, Cr 채널의 예측모드를 파싱할 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000018
이때, cb_cclm_mode_idx, cb_intra_chroma_pred_mode, cr_cclm_mode_idx, 및 cr_intra_chroma_pred_mode은 표 3 또는 표 4와 같이, 종래 기술과 동일하게 부호화될 수 있다. 예를 들어, Cb 채널의 예측모드가 CCLM_LT이고 Cr 채널의 예측모드도 CCLM_LT인 경우, cb_cclm_mode_idx = 0, cr_cclm_mode_idx = 0의 값을 갖고, 각각 0, 0으로 복호화된다. 다른 예로서, Cb 채널의 예측모드가 Planar 모드이고 Cr 채널의 예측모드가 DC 모드인 경우, cb_intra_chroma_pred_mode = 0, cr_intra_chroma_pred_mode = 3의 값을 갖고, 각각 100, 111으로 복호화될 수 있다.
<실현예 3> 각 크로마 채널의 예측모드의 조합 정보를 부호화
본 실현예에서, 크로마 채널에서 신호될 수 있는 모든 예측모드의 개수가 N인 경우, 영상 복호화 장치는 Cb 채널과 Cr 채널 각각에 N 개의 예측모드를 설정하여 생성될 수 있는 모든 조합들(즉, N2 개의 조합들) 중 하나를 복호화한다. 종래 기술에 따르면 N=8이므로 가능한 예측모드 조합들의 개수는 64이다. 크로마 채널의 인트라 예측모드 부호화 시 해당 조합들의 전부(실현예 3-1) 또는 일부(실현예 3-1)를 고려하여 두 크로마 채널의 예측모드가 시그널링될 수 있다.
<실현예 3-1> 예측모드 조합들의 전부를 고려
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 전술한 예측모드 조합들의 전부를 고려하여 두 크로마 채널의 예측모드를 복호화한다.
첫 번째, 예측모드 조합들이 고정된 길이의 빈 스트링으로 부호화될 수 있다. 영상 복호화 장치는 모든 예측모드 조합들을 같은 길이의 빈 스트링으로 파싱한다. 이때 빈 스트링의 길이는 celi(log2N2)으로 설정될 수 있다. 여기서, ceil(·)는 올림 함수를 나타낸다. 예를 들어, 종래 사용 가능한 크로마 채널의 예측모드에 따르면(즉, N=8), 본 실현예에 따른 크로마 채널의 예측모드 조합은 표 17과 같은 빈 스트링으로 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000019
두 번째, 특정 예측모드 조합들이 짧은 빈 스트링으로 부호화될 수 있다. 모든 예측모드 조합들을 같은 길이의 빈 스트링으로 부호화하는 것은 효율적이지 않을 수 있다. 따라서, 예측모드 조합들이 상대적으로 짧은 빈 스트링으로 부호화 되는 그룹과 상대적으로 긴 빈 스트링으로 부호화되는 그룹으로 분할될 수 있다. 짧은 빈 스트링으로 부호화되는 그룹을 크로마 MPMS(Most Probable Mode Set)로 명칭하고, 긴 빈 스트링으로 부호화되는 그룹을 크로마 MPMS 리메인더(remainder)로 명칭한다. 본 실현예에서, 크로마 채널의 예측모드를 복호화하기 위해, 영상 복호화 장치는 표 18과 같이 예측모드가 크로마 MPMS에 포함되는지 여부를 나타내는 chroma_mpms_flag를 파싱한다.
Figure PCTKR2023005159-appb-img-000020
크로마 MPMS는 다음과 같은 방법으로 구성될 수 있다. 또한, 크로마 MPMS, 크로마 MPMS 리메인더 내의 예측모드 조합을 지시하는 chroma_mpms_idx, chroma_mpms_remainder_idx는 fixed length 방식, truncated binary 방식, truncated Rice 방법 등에 따라 부호화될 수 있다.
일 예로서, 크로마 MPMS로서 기설정된 조합 구성이 사용될 수 있다. 예컨대. K(K = 1, 2, 3, …) 개의 예측모드 조합들이 크로마 MPMS에 포함될 수 있다. K = 4 인 경우, 크로마 MPMS = {(Planar, Planar), (Planar, CCLM_LT), (CCLM_LT, Planar), (CCLM_LT, CCLM_LT)}와 같이 크로마 MPMS가 구성될 수 있다. 여기서, 크로마 MPMS의 각 원소는 (Cb 채널의 예측모드, Cr 채널의 예측모드)의 페어를 나타낸다. 전술한 바와 같이 크로마 MPMS가 구성되는 경우, 64 개의 예측모드 조합들 중 크로마 MPMS에 포함된 4 개의 예측모드 조합들을 제외한 60 개의 예측모드 조합들이 크로마 MPMS 리메인더에 포함된다.
다른 예로서, 영상 복호화 장치는 현재 크로마 블록의 각 채널별로 주변 예측모드의 조합을 이용하여 크로마 MPMS를 구성할 수 있다. 주변 예측모드는 현재 블록의 상단과 좌측에 인접한 블록들의 예측모드들 중 하나 또는 복수를 나타낸다. 이때, 실시예에 따라 주변 예측모드의 개수 및 예측모드 도출 위치가 상이하게 설정할 수 있다.
예를 들어, 주변 예측모드로서 상단에서 예측모드 한 개, 좌측에서 예측모드 한 개를 설정하는 경우를 기술한다. 현재블록의 좌측 상단 화소의 좌표가 (0, 0)인 경우, 상단의 예측모드는 (W-1, -1), 좌측의 예측모드는 (-1, H-1) 위치의 화소를 포함하는 블록의 예측모드로 설정될 수 있다. 여기서, W는 현재블록의 너비를 나타내고, H 는 현재블록의 높이를 나타낸다. 전술한 조건인 경우, 크로마 블록의 주변 예측모드에 따른 크로마 MPMS는 도 8의 예시와 같이 구성될 수 있다.
<실현예 3-2> 예측모드 조합들의 일부를 고려
본 실현예에서, 영상 복호화 장치는 실현예 3-1의 두 번째 방법(특정 예측모드 조합들을 짧은 빈 스트링으로 부호화)에 따른, 크로마 MPMS에 포함된 예측모드 조합을 파싱한다. 따라서, 영상 복호화 장치는 chroma_mpms_flag의 파싱 없이 chroma_mpms_idx를 파싱한다. 즉, 크로마 MPMS 리메인더에 포함되는 예측모드 조합들은 사용되지 않는다.
본 명세서의 흐름도/타이밍도에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 흐름도/타이밍도에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 흐름도/타이밍도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들 혹은 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다.
한편, 본 실시예에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(부호의 설명)
122: 인트라 예측부
155: 엔트로피 부호화부
510: 엔트로피 복호화부
542: 인트라 예측부
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
본 특허출원은 2022년 5월 13일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2022-0058719 호, 2023년 4월 12일 한국에 출원한 특허출원번호 제 10-2023-0048430 호에 대해 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (17)

  1. 영상 복호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측모드를 복호화하는 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 상기 현재 크로마 블록의 제1 크로마 채널에 대해 제1 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계; 및
    상기 비트스트림으로부터 상기 현재 크로마 블록의 제2 크로마 채널에 대해 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 인트라 예측모드 정보는 제1 CCLM(Cross-component Linear Model) 모드 플래그, 제1 CCLM 모드 인덱스, 및 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 인트라 예측모드 정보는 제2 CCLM 모드 플래그, 제2 CCLM 모드 인덱스, 및 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 제1 CCLM 모드 인덱스는 기설정된 CCLM 모드 후보들 중 하나를 지시하고, 상기 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자는 기설정된 인트라 예측모드 후보들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 크로마 예측모드 공유 플래그를 복호화하는 단계, 여기서, 상기 크로마 예측모드 공유 플래그는 상기 제1 크로마 채널 및 제2 크로마 채널에 대해 동일한 인트라 예측모드의 공유 여부를 지시함; 및
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그를 확인하는 단계를 더 포함하되,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓인 경우, 상기 제1 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계 및 상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 참인 경우,
    상기 제1 크로마 채널에 대해 상기 제1 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계; 및
    상기 제2 크로마 채널에 대해 상기 제1 인트라 예측모드 정보를 상기 제2 인트라 예측모드 정보로 공유하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계는,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓인 경우, 상기 제1 인트라 예측모드 정보를 참조하여 상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계는,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓이고, 상기 제1 CCLM 모드 플래그가 참이며, 상기 제2 CCLM 모드 플래그가 참인 경우, 상기 기설정된 CCLM 모드 후보들로부터 상기 제1 CCLM 모드 인덱스의 값에 해당하는 CCLM 모드를 제거하여 축소된 후보들을 생성한 후, 상기 축소된 후보들 중 하나를 지시하는 제2 CCLM 모드 인덱스를 복호화하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계는,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓이고, 상기 제1 CCLM 모드 플래그가 거짓이며, 상기 제2 CCLM 모드 플래그가 참인 경우, 상기 기설정된 CCLM 모드 후보들 중 하나를 지시하는 제2 CCLM 모드 인덱스를 복호화하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계는,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓이고, 상기 제1 CCLM 모드 플래그가 참이며, 상기 제2 CCLM 모드 플래그가 거짓인 경우, 상기 기설정된 인트라 예측모드 후보들 중 하나를 지시하는 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자를 복호화하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계는,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓이고, 상기 제1 CCLM 모드 플래그가 거짓이며, 상기 제2 CCLM 모드 플래그가 거짓인 경우, 상기 기설정된 인트라 예측모드 후보들로부터 상기 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자의 값에 해당하는 예측모드를 제거하여 축소된 후보들을 생성한 후, 상기 축소된 후보들 중 하나를 지시하는 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자를 복호화하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 비트스트림으로부터 크로마 예측모드 상속 플래그를 복호화하는 단계, 여기서, 상기 크로마 예측모드 상속 플래그는, 상기 제2 크로마 채널이 상기 제1 크로마 채널의 제1 인트라 예측모드 정보를 상속받는지 여부를 지시함; 및
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그를 확인하는 단계
    를 더 포함하되,
    상기 크로마 예측모드 상속 플래그가 참인 경우, 상기 제2 크로마 채널은 상기 제1 인트라 예측모드 정보를 상속받는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 크로마 예측모드 상속 플래그가 거짓인 경우, 상기 제2 인트라 예측모드 정보를 복호화하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 인트라 예측모드 정보가 루마 채널의 인트라 예측모드 정보를 상속받지 않는 경우, 상기 크로마 예측모드 상속 플래그를 복호화하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 영상 부호화 장치가 수행하는, 현재 크로마 블록의 인트라 예측모드를 부호화하는 방법에 있어서,
    상기 현재 크로마 블록의 제1 크로마 채널에 대해 제1 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 현재 크로마 블록의 제2 크로마 채널에 대해 제2 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 인트라 예측모드 정보는 제1 CCLM(Cross-component Linear Model) 모드 플래그, 제1 CCLM 모드 인덱스, 및 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 인트라 예측모드 정보는 제2 CCLM 모드 플래그, 제2 CCLM 모드 인덱스, 및 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 제1 CCLM 모드 인덱스는 기설정된 CCLM 모드 후보들 중 하나를 지시하고, 상기 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자는 기설정된 인트라 예측모드 후보들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 크로마 채널 및 제2 크로마 채널에 대해 동일한 인트라 예측모드를 공유하는지 여부에 따라 크로마 예측모드 공유 플래그를 결정하는 단계; 및
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그를 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 참인 경우,
    상기 제1 인트라 예측모드 정보를 부호화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓인 경우,
    상기 제1 인트라 예측모드 정보를 부호화하는 단계; 및
    상기 제2 인트라 예측모드 정보를 부호화하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 크로마 예측모드 공유 플래그가 거짓인 경우,
    상기 제1 인트라 예측모드 정보를 부호화하는 단계; 및
    상기 제1 인트라 예측모드 정보를 참고하여 상기 제2 인트라 예측모드 정보를 부호화하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  17. 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은,
    현재 크로마 블록의 제1 크로마 채널에 대해 제1 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 현재 크로마 블록의 제2 크로마 채널에 대해 제2 인트라 예측모드 정보를 결정하는 단계
    를 포함하되,
    상기 제1 인트라 예측모드 정보는 제1 CCLM(Cross-component Linear Model) 모드 플래그, 제1 CCLM 모드 인덱스, 및 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 제2 인트라 예측모드 정보는 제2 CCLM 모드 플래그, 제2 CCLM 모드 인덱스, 및 제2 크로마 인트라 예측모드 지시자 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 제1 CCLM 모드 인덱스는 기설정된 CCLM 모드 후보들 중 하나를 지시하고, 상기 제1 크로마 인트라 예측모드 지시자는 기설정된 인트라 예측모드 후보들 중 하나를 지시하는 것을 특징으로 하는, 기록매체.
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