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KR102708634B1 - 디블록킹 필터링을 사용하는 영상 코딩 방법 및 장치 - Google Patents

디블록킹 필터링을 사용하는 영상 코딩 방법 및 장치 Download PDF

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KR102708634B1
KR102708634B1 KR1020237039916A KR20237039916A KR102708634B1 KR 102708634 B1 KR102708634 B1 KR 102708634B1 KR 1020237039916 A KR1020237039916 A KR 1020237039916A KR 20237039916 A KR20237039916 A KR 20237039916A KR 102708634 B1 KR102708634 B1 KR 102708634B1
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Abstract

본 문서에 따른 디코딩 장치에 의해 수행되는 영상 디코딩 방법은, 코딩 블록의 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계, 상기 복원 픽처 내 상기 코딩 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출하는 단계, 상기 경계 강도를 기반으로 상기 코딩 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 단계, 및 상기 디블록킹 필터링을 기반으로 상기 복원 픽처에 대한 수정된 복원 픽처를 도출하는 단계를 포함하며, 상기 경계 강도는, 상기 코딩 블록의 경계에 인접한 제1 블록 및 제2 블록의 예측 모드를 기반으로 도출되되, 상기 제1 블록 또는 상기 제2 블록의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드인지를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.

Description

디블록킹 필터링을 사용하는 영상 코딩 방법 및 장치{IMAGE CODING METHOD AND DEVICE USING DEBLOCKING FILTERING}
본 문서는 영상 코딩 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디블록킹 필터링을 사용하는 영상 코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 4K 또는 8K 이상의 UHD(Ultra High Definition) 영상/비디오와 같은 고해상도, 고품질의 영상/비디오에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상/비디오 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상/비디오 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상/비디오 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
또한, 최근 VR(Virtual Reality), AR(Artificial Realtiy) 컨텐츠나 홀로그램 등의 실감 미디어(Immersive Media)에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있으며, 게임 영상과 같이 현실 영상과 다른 영상 특성을 갖는 영상/비디오에 대한 방송이 증가하고 있다.
이에 따라, 상기와 같은 다양한 특성을 갖는 고해상도 고품질의 영상/비디오의 정보를 효과적으로 압축하여 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상/비디오 압축 기술이 요구된다.
본 문서의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 다른 기술적 과제는 영상의 화질 퀄리티를 향상시키는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 또 다른 기술적 과제는 디블록킹 필터를 수행하는 과정에서 블록의 특성을 고려하여 경계 강도를 디자인하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 문서의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 코딩 블록의 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계, 상기 복원 픽처 내 상기 코딩 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출하는 단계, 상기 경계 강도를 기반으로 상기 코딩 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 단계, 및 상기 디블록킹 필터링을 기반으로 상기 복원 픽처에 대한 수정된 복원 픽처를 도출하는 단계를 포함하며, 상기 경계 강도는, 상기 코딩 블록의 경계에 인접한 제1 블록 및 제2 블록의 예측 모드를 기반으로 도출되되, 상기 제1 블록 또는 상기 제2 블록의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드인지를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 코딩 블록의 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계, 상기 복원 픽처 내 상기 코딩 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출하는 단계, 상기 경계 강도를 기반으로 상기 코딩 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 단계, 상기 디블록킹 필터링을 기반으로 상기 복원 픽처에 대한 수정된 복원 픽처를 도출하는 단계, 및 상기 코딩 블록에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하며, 상기 경계 강도는, 상기 코딩 블록의 경계에 인접한 제1 블록 및 제2 블록의 예측 모드를 기반으로 도출되되, 상기 제1 블록 또는 상기 제2 블록의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드인지를 기반으로 도출되는 것을 특징으로 한다.
본 문서의 또 다른 일 실시예에 따르면, 컴퓨터 판독 가능한 디지털 저장 매체로서, 영상 디코딩 방법을 수행하도록 야기하는 인코딩된 영상 정보가 저장된 디지털 저장 매체가 제공된다.
본 문서에 따르면 전반적인 영상/비디오 압축 효율을 높일 수 있다.
본 문서에 따르면 영상/비디오의 화질 퀄리티를 향상시킬 수 있다.
본 문서에 따르면 디블록킹 필터를 수행하는 과정에서 블록의 특성을 고려하여 경계 강도를 디자인함으로써 효율적으로 블록 간의 경계에 대한 아티팩트를 제거할 수 있고 이를 통하여 주관적/객관적 영상 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 4는 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 디코딩 절차의 예를 나타낸다.
도 5는 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 인코딩 절차의 예를 나타낸다.
도 6은 디블록킹 필터링 수행 방법의 일 실시예를 예시적으로 나타낸다.
도 7은 본 문서의 일 실시예에 따라 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있는 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 문서의 일 실시예에 따라 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있는 디코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 9는 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
본 문서는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 문서를 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 문서의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 문서에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 문서의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 문서의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 문서의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략될 수 있다.
도 1은 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 코딩 시스템의 예를 개략적으로 나타낸다.
도 1을 참조하면, 비디오/영상 코딩 시스템은 제1 장치(소스 디바이스) 및 제2 장치(수신 디바이스)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오(video)/영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스, 인코딩 장치, 전송부를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부, 디코딩 장치 및 렌더러를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 수신/추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
이 문서는 비디오/영상 코딩에 관한 것이다. 예를 들어 이 문서에서 개시된 방법/실시예는 VVC (versatile video coding) 표준, EVC (essential video coding) 표준, AV1 (AOMedia Video 1) 표준, AVS2 (2nd generation of audio video coding standard) 또는 차세대 비디오/영상 코딩 표준(ex. H.267 or H.268 등)에 개시되는 방법에 적용될 수 있다.
이 문서에서는 비디오/영상 코딩에 관한 다양한 실시예들을 제시하며, 다른 언급이 없는 한 상기 실시예들은 서로 조합되어 수행될 수도 있다.
이 문서에서 비디오(video)는 시간의 흐름에 따른 일련의 영상(image)들의 집합을 의미할 수 있다. 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)을 포함할 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 하나의 픽처는 하나 이상의 타일 그룹으로 구성될 수 있다. 하나의 타일 그룹은 하나 이상의 타일들을 포함할 수 있다. 브릭은 픽처 내 타일 이내의 CTU 행들의 사각 영역을 나타낼 수 있다(a brick may represent a rectangular region of CTU rows within a tile in a picture). 타일은 다수의 브릭들로 파티셔닝될 수 있고, 각 브릭은 상기 타일 내 하나 이상의 CTU 행들로 구성될 수 있다(A tile may be partitioned into multiple bricks, each of which consisting of one or more CTU rows within the tile). 다수의 브릭들로 파티셔닝되지 않은 타일은 또한 브릭으로 불릴 수 있다(A tile that is not partitioned into multiple bricks may be also referred to as a brick). 브릭 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정한 순차적 오더링을 나타낼 수 있으며, 상기 CTU들은 브릭 내에서 CTU 래스터 스캔으로 정렬될 수 있고, 타일 내 브릭들은 상기 타일의 상기 브릭들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 그리고 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다(A brick scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a brick, bricks within a tile are ordered consecutively in a raster scan of the bricks of the tile, and tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture). 타일은 특정 타일 열 및 특정 타일 열 이내의 CTU들의 사각 영역이다(A tile is a rectangular region of CTUs within a particular tile column and a particular tile row in a picture). 상기 타일 열은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 상기 픽처의 높이와 동일한 높이를 갖고, 너비는 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시될 수 있다(The tile column is a rectangular region of CTUs having a height equal to the height of the picture and a width specified by syntax elements in the picture parameter set). 상기 타일 행은 CTU들의 사각 영역이고, 상기 사각 영역은 픽처 파라미터 세트 내의 신택스 요소들에 의하여 명시되는 너비를 갖고, 높이는 상기 픽처의 높이와 동일할 수 있다(The tile row is a rectangular region of CTUs having a height specified by syntax elements in the picture parameter set and a width equal to the width of the picture). 타일 스캔은 픽처를 파티셔닝하는 CTU들의 특정 순차적 오더링을 나타낼 수 있고, 상기 CTU들은 타일 내 CTU 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있고, 픽처 내 타일들은 상기 픽처의 상기 타일들의 래스터 스캔으로 연속적으로 정렬될 수 있다(A tile scan is a specific sequential ordering of CTUs partitioning a picture in which the CTUs are ordered consecutively in CTU raster scan in a tile whereas tiles in a picture are ordered consecutively in a raster scan of the tiles of the picture). 슬라이스는 픽처의 정수개의 브릭들을 포함할 수 있고, 상기 정수개의 브릭들은 하나의 NAL 유닛에 포함될 수 있다(A slice includes an integer number of bricks of a picture that may be exclusively contained in a single NAL unit). 슬라이스는 다수의 완전한 타일들로 구성될 수 있고, 또는 하나의 타일의 완전한 브릭들의 연속적인 시퀀스일 수도 있다(A slice may consists of either a number of complete tiles or only a consecutive sequence of complete bricks of one tile). 이 문서에서 타일 그룹과 슬라이스는 혼용될 수 있다. 예를 들어 본 문서에서 tile group/tile group header는 slice/slice header로 불리 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 또는 샘플은 공간 도메인에서의 픽셀값을 의미할 수도 있고, 이러한 픽셀값이 주파수 도메인으로 변환되면 주파수 도메인에서의 변환 계수를 의미할 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 하나의 유닛은 하나의 루마 블록 및 두개의 크로마(ex. cb, cr) 블록을 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
이 문서에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A/B"는 "A 및/또는 B"로 해석되고, "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석된다. 추가적으로, "A/B/C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. 또한, "A, B, C"도 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미한다. (In this document, the term "/" and "," should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A/B" may mean "A and/or B." Further, "A, B" may mean "A and/or B." Further, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C." Also, "A/B/C" may mean "at least one of A, B, and/or C.")
추가적으로, 본 문서에서 "또는"는 "및/또는"으로 해석된다. 예를 들어, "A 또는 B"은, 1) "A" 만을 의미하고, 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 달리 표현하면, 본 문서의 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다. (Further, in the document, the term "or" should be interpreted to indicate "and/or." For instance, the expression "A or B" may comprise 1) only A, 2) only B, and/or 3) both A and B. In other words, the term "or" in this document should be interpreted to indicate "additionally or alternatively.")
도 2는 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다. 이하 비디오 인코딩 장치라 함은 영상 인코딩 장치를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 인코딩 장치(200)는 영상 분할부(image partitioner, 210), 예측부(predictor, 220), 레지듀얼 처리부(residual processor, 230), 엔트로피 인코딩부(entropy encoder, 240), 가산부(adder, 250), 필터링부(filter, 260) 및 메모리(memory, 270)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(220)는 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)는 변환부(transformer, 232), 양자화부(quantizer 233), 역양자화부(dequantizer 234), 역변환부(inverse transformer, 235)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(230)은 감산부(subtractor, 231)를 더 포함할 수 있다. 가산부(250)는 복원부(reconstructor) 또는 복원 블록 생성부(recontructged block generator)로 불릴 수 있다. 상술한 영상 분할부(210), 예측부(220), 레지듀얼 처리부(230), 엔트로피 인코딩부(240), 가산부(250) 및 필터링부(260)는 실시예에 따라 하나 이상의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 인코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(270)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(270)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
영상 분할부(210)는 인코딩 장치(200)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBTTT (Quad-tree binary-tree ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조, 및/또는 터너리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 문서에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(200)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(232)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(200) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(231)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(222)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(222)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(221)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 인터 예측부(221)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(221)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
예측부(220)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보를 기반으로 픽처 내 샘플 값을 시그널링할 수 있다.
상기 예측부 (인터 예측부(221) 및/또는 상기 인트라 예측부(222) 포함)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 변환부(232)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(233)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전송되고, 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(233)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 본 문서에서 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 전달/시그널링되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 비디오/영상 정보에 포함될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(240)로부터 출력된 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(240)에 포함될 수도 있다.
양자화부(233)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다. 가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(221) 또는 인트라 예측부(222)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)가 생성될 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(250)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편 픽처 인코딩 및/또는 복원 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(260)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(260)은 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(270), 구체적으로 메모리(270)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(260)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(240)로 전달할 수 있다. 필터링 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(270)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(221)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(270) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(221)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 저장할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(221)에 전달할 수 있다. 메모리(270)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(222)에 전달할 수 있다.
도 3은 본 문서의 실시예들에 적용될 수 있는 비디오/영상 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 디코딩 장치(300)는 엔트로피 디코딩부(entropy decoder, 310), 레지듀얼 처리부(residual processor, 320), 예측부(predictor, 330), 가산부(adder, 340), 필터링부(filter, 350) 및 메모리(memoery, 360)를 포함하여 구성될 수 있다. 예측부(330)는 인터 예측부(331) 및 인트라 예측부(332)를 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 역양자화부(dequantizer, 321) 및 역변환부(inverse transformer, 321)를 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(310), 레지듀얼 처리부(320), 예측부(330), 가산부(340) 및 필터링부(350)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 칩셋 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(360)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다. 상기 하드웨어 컴포넌트는 메모리(360)을 내/외부 컴포넌트로 더 포함할 수도 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치에서 비디오/영상 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(300)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 블록 분할 관련 정보를 기반으로 유닛들/블록들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치(300)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 코딩 유닛으로부터 하나 이상의 변환 유닛이 도출될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(300)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(300)는 도 2의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(310)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(310)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)을 더 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 더 기반으로 픽처를 디코딩할 수 있다. 본 문서에서 후술되는 시그널링/수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩되어 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(310)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(310)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 레지듀얼 처리부(320)로 입력될 수 있다. 레지듀얼 처리부(320)는 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플들, 레지듀얼 샘플 어레이)를 도출할 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(310)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(350)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(300)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(310)의 구성요소일 수도 있다. 한편, 본 문서에 따른 디코딩 장치는 비디오/영상/픽처 디코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)로 구분할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 상기 엔트로피 디코딩부(310)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 상기 역양자화부(321), 역변환부(322), 가산부(340), 필터링부(350), 메모리(360), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(321)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 수 있다. 역양자화부(321)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)를 획득할 수 있다.
역변환부(322)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(310)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드를 결정할 수 있다.
예측부(320)는 후술하는 다양한 예측 방법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 하나의 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 이는 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 블록에 대한 예측을 위하여 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 기반할 수도 있고 또는 팔레트 모드(palette mode)에 기반할 수도 있다. 상기 IBC 예측 모드 또는 팔레트 모드는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하나 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 팔레트 모드는 인트라 코딩 또는 인트라 예측의 일 예로 볼 수 있다. 팔레트 모드가 적용되는 경우 팔레트 테이블 및 팔레트 인덱스에 관한 정보가 상기 비디오/영상 정보에 포함되어 시그널링될 수 있다.
인트라 예측부(331)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(331)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(332)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(332)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(340)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(332) 및/또는 인트라 예측부(331) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다.
가산부(340)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 출력될 수도 있고 또는 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(350)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(350)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(360), 구체적으로 메모리(360)의 DPB에 전송할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(360)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(332)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(332)에 전달할 수 있다. 메모리(360)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(331)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(200)의 필터링부(260), 인터 예측부(221) 및 인트라 예측부(222)에서 설명된 실시예들은 각각 디코딩 장치(300)의 필터링부(350), 인터 예측부(332) 및 인트라 예측부(331)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
상술한 바와 같이 비디오 코딩을 수행함에 있어 압축 효율을 높이기 위하여 예측을 수행한다. 이를 통하여 코딩 대상 블록인 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
상기 레지듀얼 정보는 변환 및 양자화 절차를 통하여 생성될 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록에 포함된 레지듀얼 샘플들(레지듀얼 샘플 어레이)에 변환 절차를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 변환 계수들에 양자화 절차를 수행하여 양자화된 변환 계수들을 도출하여 관련된 레지듀얼 정보를 (비트스트림을 통하여) 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 여기서 상기 레지듀얼 정보는 상기 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 역양자화/역변환 절차를 수행하고 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 블록)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 예측된 블록과 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 또한 이후 픽처의 인터 예측을 위한 참조를 위하여 양자화된 변환 계수들을 역양자화/역변환하여 레지듀얼 블록을 도출하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다.
또한, 인코딩 장치/디코딩 장치는 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있다. 상기 수정된 복원 픽처는 인코딩 장치/디코딩 장치의 메모리, 구체적으로 메모리(270, 360)의 DPB에 저장될 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
한편, 영상/비디오 코딩에 있어서, 영상/비디오를 구성하는 픽처는 일련의 디코딩 순서(decoding order)에 따라 인코딩/디코딩될 수 있다. 디코딩된 픽처의 출력 순서(output order)에 해당하는 픽처 순서(picture order)는 상기 디코딩 순서와 다르게 설정될 수 있으며, 이를 기반으로 인터 예측시 순방향 예측뿐 아니라 역방향 예측 또한 수행할 수 있다.
도 4는 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 디코딩 절차의 예를 나타낸다.
도 4에서 S400은 도 3에서 상술한 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(310)에서 수행될 수 있고, S410은 예측부(330)에서 수행될 수 있고, S420은 레지듀얼 처리부(320)에서 수행될 수 있고, S430은 가산부(340)에서 수행될 수 있고, S440은 필터링부(350)에서 수행될 수 있다. S400은 본 문서에서 설명된 정보 디코딩 절차를 포함할 수 있고, S410은 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, S420은 본 문서에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, S430은 본 문서에서 설명된 블록/픽처 복원 절차를 포함할 수 있고, S440은 본 문서에서 설명된 인루프 필터링 절차를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 픽처 디코딩 절차는 도 3에 대한 설명에서 나타난 바와 같이 개략적으로 비트스트림으로부터 (디코딩을 통한) 영상/비디오 정보 획득 절차(S400), 픽처 복원 절차(S410~S430) 및 복원된 픽처에 대한 인루프 필터링 절차(S440)를 포함할 수 있다.
상기 픽처 복원 절차(S430)는 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측(S410) 및 레지듀얼 처리(S420, 양자화된 변환 계수에 대한 역양자화, 역변환) 과정을 거쳐서 획득한 예측 샘플들 및 레지듀얼 샘플들을 기반으로 수행될 수 있다. 상기 픽처 복원 절차를 통하여 생성된 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차를 통하여 수정된(modified) 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 상기 수정된 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 디코딩 장치의 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(360)에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차는 생략될 수 있으며, 이 경우 상기 복원 픽처가 디코딩된 픽처로서 출력될 수 있고, 또한 디코딩 장치의 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(360)에 저장되어 이후 픽처의 디코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다.
상기 인루프 필터링 절차(S440)는 상술한 바와 같이 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및/또는 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차 등을 포함할 수 있고, 그 일부 또는 전부가 생략될 수 있다. 또한, 상기 디블록킹 필터링 절차, SAO(sample adaptive offset) 절차, ALF(adaptive loop filter) 절차 및 바이래터럴 필터(bi-lateral filter) 절차들 중 하나 또는 일부가 순차적으로 적용될 수 있고, 또는 모두가 순차적으로 적용될 수도 있다. 예를 들어, 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 SAO 절차가 수행될 수 있다. 또는 예를 들어 복원 픽처에 대하여 디블록킹 필터링 절차가 적용된 후 ALF 절차가 수행될 수 있다. 이는 인코딩 장치에서도 마찬가지로 수행될 수 있다.
도 5는 본 문서의 실시예(들)이 적용 가능한 개략적인 픽처 인코딩 절차의 예를 나타낸다.
도 5에서 S500은 도 2에서 상술한 인코딩 장치의 예측부(220)에서 수행될 수 있고, S510은 레지듀얼 처리부(230)에서 수행될 수 있고, S520은 엔트로피 인코딩부(240)에서 수행될 수 있다. S500은 본 문서에서 설명된 인터/인트라 예측 절차를 포함할 수 있고, S510은 본 문서에서 설명된 레지듀얼 처리 절차를 포함할 수 있고, S520은 본 문서에서 설명된 정보 인코딩 절차를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 픽처 인코딩 절차는 도 2에 대한 설명에서 나타난 바와 같이 개략적으로 픽처 복원을 위한 정보(ex. 예측 정보, 레지듀얼 정보, 파티셔닝 정보 등)을 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력하는 절차뿐 아니라, 현재 픽처에 대한 복원 픽처를 생성하는 절차 및 복원 픽처에 인루프 필터링을 적용하는 절차(optional)를 포함할 수 있다.
인코딩 장치는 역양자화부(234) 및 역변환부(235)를 통하여 양자화된 변환 계수로부터 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, S500의 출력인 예측 샘플들과 상기 (수정된) 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 복원 픽처는 상술한 디코딩 장치에서 생성한 복원 픽처와 동일할 수 있다. 상기 복원 픽처에 대한 인루프 필터링 절차를 통하여 수정된 복원 픽처가 생성될 수 있으며, 이는 복호 픽처 버퍼 또는 메모리(270)에 저장될 수 있으며, 디코딩 장치에서의 경우와 마찬가지로, 이후 픽처의 인코딩시 인터 예측 절차에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이 경우에 따라서 상기 인루프 필터링 절차의 일부 또는 전부는 생략될 수 있다. 상기 인루프 필터링 절차가 수행되는 경우, (인루프) 필터링 관련 정보(파라미터)가 엔트로피 인코딩부(240)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있고, 디코딩 장치는 상기 필터링 관련 정보를 기반으로 인코딩 장치와 동일한 방법으로 인루프 필터링 절차를 수행할 수 있다.
이러한 인루프 필터링 절차를 통하여 블록킹 아티팩트(artifact) 및 링잉(ringing) 아티팩트 등 영상/동영상 코딩시 발생하는 노이즈를 줄일 수 있으며, 주관적/객관적 비주얼 퀄리티를 높일 수 있다. 또한, 인코딩 장치와 디코딩 장치에서 둘 다 인루프 필터링 절차를 수행함으로서, 인코딩 장치와 디코딩 장치는 동일한 예측 결과를 도출할 수 있으며, 픽처 코딩의 신뢰성을 높이고, 픽처 코딩을 위하여 전송되어야 하는 데이터량을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 디코딩 장치뿐 아니라 인코딩 장치서도 픽처 복원 절차가 수행될 수 있다. 각 블록 단위로 인트라 예측/인터 예측에 기반하여 복원 블록이 생성될 수 있으며, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처가 생성될 수 있다. 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 I 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측만을 기반으로 복원될 수 있다. 한편, 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹이 P 또는 B 픽처/슬라이스/타일 그룹인 경우 상기 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹에 포함되는 블록들은 인트라 예측 또는 인터 예측을 기반으로 복원될 수 있다. 이 경우 현재 픽처/슬라이스/타일 그룹 내 일부 블록들에 대하여는 인터 예측이 적용되고, 나머지 일부 블록들에 대하여는 인트라 예측이 적용될 수도 있다. 픽처의 컬러 성분은 루마 성분 및 크로마 성분을 포함할 수 있으며, 본 문서에서 명시적으로 제한하지 않으면 본 문서에서 제안되는 방법들 및 실시예들은 루마 성분 및 크로마 성분에 적용될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 인코딩 장치/디코딩 장치는 블록 단위로 픽처를 복원할 수 있다. 이러한 블록 단위의 영상 복원이 수행되는 경우, 복원 픽처 내의 블록 간 경계에는 블록 왜곡이 발생할 수 있다. 따라서, 인코딩 장치 및 디코딩 장치는 상기 복원 픽처에서 블록 간의 경계(boundary)에 발생하는 블록 왜곡을 제거하기 위해, 디블록킹 필터를 이용할 수 있다. 디블록킹 필터링 절차는 예를 들어, 복원 픽처에서 타겟 경계를 도출하고, 상기 타겟 경계에 대한 bS(boundary strength)를 결정하고, 상기 bS 기반으로 타겟 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다. 상기 bS는 타겟 경계에 인접하는 두 블록의 예측 모드, 움직임 벡터 차이, 참조 픽처 동일 여부, 0이 아닌 유효 계수의 존재 여부 등을 기반으로 결정될 수 있다.
도 6은 디블록킹 필터링 수행 방법의 일 실시예를 예시적으로 나타낸다. 도 6의 방법은 상술한 도 2의 인코딩 장치 내 필터링부(260) 및 상술한 도 3의 디코딩 장치 내 필터링부(350)에 의하여 수행될 수 있다.
도 6을 참조하면, 인코딩 장치/디코딩 장치는 복원 픽처 내 디블록킹 필터링이 수행되는 블록 간 경계를 도출할 수 있다. 한편, 디블록킹 필터링이 수행되는 경계는 엣지(edge)라고 불릴 수 있다. 또한, 상기 디블록킹 필터링이 수행되는 경계는 2가지 타입들을 포함할 수 있고, 상기 2가지 타입들은 수직 경계(vertical boundary) 및 수평 경계(horizontal boundary)일 수 있다. 수직 경계는 수직 엣지(vertical edge)라고 불릴 수 있고, 수평 경계는 수평 엣지(horizontal edge)라고 불릴 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 수직 엣지에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있고, 수평 엣지에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
한 방향에 대한 디블록킹 필터링(즉, 수직 경계에 대한 디블록킹 필터링 또는 수평 경계에 대한 디블록킹 필터링)을 수행하는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 변환 블록 경계를 도출할 수 있다(S600). 인코딩 장치/디코딩 장치는 코딩 서브 블록(coding subblock) 경계를 도출할 수 있다(S610).
인코딩 장치/디코딩 장치는 NxN 사이즈 그리드(grid)를 기반으로 디블록킹 필터링이 수행되는 블록 경계를 도출할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 블록(변환 블록 또는 코딩 서브 블록)의 경계가 NxN 사이즈 그리드에 해당하는지 여부를 기반으로 디블록킹 필터링이 수행되는 블록 경계를 도출할 수 있다. 다시 말해, 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 블록(변환 블록 또는 코딩 서브 블록)의 경계가 NxN 사이즈 그리드 상에 위치하는 블록 경계인지 여부를 기반으로 디블록킹 필터링이 수행되는 블록 경계를 도출할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 NxN 사이즈 그리드에 해당하는 블록의 경계를 디블록킹 필터링이 수행되는 블록 경계로 도출할 수 있다. 여기서, NxN 사이즈 그리드는 복원 픽처를 NxN 사이즈의 정사각형으로 분할하여 도출되는 경계를 의미할 수 있다. NxN 사이즈 그리드는 예컨대 4x4 또는 8x8 사이즈 그리드일 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 대한 경계 강도(Boundary Strength, bS)를 결정할 수 있다(S620). 상기 bS 는 바운더리 필터링 강도(boundary filtering strength)라고 지칭될 수도 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 블록들을 기반으로 bS 를 결정할 수 있다. 예를 들어, 블록 P와 블록 Q 사이의 경계(블록 에지)에 대한 bS 값을 구하는 경우가 가정될 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 블록 P와 블록 Q 의 위치 및/또는 블록 P 및 블록 Q가 인트라 모드로 코딩되었는지 여부에 관한 정보 등을 기반으로 경계에 대한 bS 값을 결정할 수 있다.
여기서, 블록 P는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 p0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있고, 블록 Q는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 q0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있다.
예를 들어, 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 좌측 또는 상측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 우측 또는 하측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다. 일 예로, 필터링 경계의 방향이 수직 방향인 경우(즉, 필터링 경계가 수직 경계인 경우), 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 좌측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 우측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다. 또는 다른 예로, 필터링 경계의 방향이 수평 방향인 경우(즉, 필터링 경계가 수평 경계인 경우), 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 상측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 하측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 bS 를 기반으로 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 복원 픽처 내 모든 블록 경계에 대한 필터링 과정이 수행되었는지 판단할 수 있고(S630), 모든 블록 경계에 대한 필터링 과정이 수행되지 않은 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 서브 블록의 경계의 위치가 NxN 사이즈 그리드(예를 들어, 8x8 그리드)에 해당하는지 판단할 수 있다(S640). 예를 들어, 서브 블록의 경계 위치의 x성분 및 y성분을 N으로 나눠 도출되는 나머지가 0인지 판단될 수 있다. 서브 블록의 경계 위치의 x성분 및 y성분을 N으로 나눠 도출되는 나머지가 0이면 서브 블록의 경계의 위치가 NxN 사이즈 그리드에 해당할 수 있다.
서브 블록의 경계의 위치가 NxN 사이즈 그리드에 해당하는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 경계에 대한 bS 를 기반으로 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다(S650).
이때, 상기 결정된 bS 값을 기반으로, 블록 간의 경계에 적용되는 필터가 결정할 수 있다. 필터는 강한 필터(strong filter) 및 약한 필터(weak filter)로 나뉠 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 복원 픽처 내에서 블록 왜곡이 발생할 확률이 높은 위치의 경계와 블록 왜곡이 발생할 확률이 낮은 위치의 경계에 대해 서로 다른 필터로 필터링을 수행함으로써, 부호화 효율을 높일 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 결정된 필터(예를 들어, 강한 필터 또는 약한 필터)를 이용하여 블록 간의 경계에 대해 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다. 복원 픽처 내 블록들 간의 경계들에 대한 디블록킹 필터링 과정이 모두 수행된 경우, 디블록킹 필터링 과정은 종료될 수 있다.
이하, 본 문서에서는 디블록킹 필터링을 수행하는 과정에서 CPR(current picture referencing) 블록의 특성을 고려하여 경계 강도(Boundary Strength; bS)를 결정하고, 상기 결정된 경계 강도를 기반으로 CPR 블록에 대한 바운더리 필터링을 수행할지 여부를 결정하는 방법을 제안한다.
한편, CPR 이라 함은 현재 픽처를 참조하여 예측을 수행하는 방법으로서, 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC) 예측 모드에 포함되는 개념일 수 있다. 즉, IBC는 기본적으로 현재 픽처 내에서 예측을 수행하므로, CPR이라고 지칭될 수도 있다. 또한, IBC는 현재 픽처 내에서 참조 블록을 도출하는 점에서 인터 예측과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, IBC는 본 문서에서 설명되는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 예를 들어 상술한 움직임 정보(움직임 벡터) 도출 방법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.
예를 들어, IBC의 현재 블록에의 적용 여부는 IBC 플래그(예: pred_mode_ibc_flag)를 기반으로 지시될 수 있다. 이러한 IBC 플래그(예: pred_mode_ibc_flag)는 신택스 요소로 코딩되어 비트스트림 형태로 생성될 수 있으며, 비트스트림을 통해 인코딩 장치에서 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
IBC 예측을 위하여, 인코딩 장치는 블록 매칭(Block Matching; BM)을 수행하여 현재 블록(예: CU)에 대한 최적의 블록 벡터(또는 움직임 벡터)를 도출할 수 있다. 도출된 블록 벡터(또는 움직임 벡터)는 상술한 인터 예측에서의 움직임 정보(움직임 벡터) 시그널링과 유사한 방법을 이용하여 비트스트림을 통하여 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 디코딩 장치는 시그널링된 블록 벡터(움직임 벡터)를 통하여 현재 픽처 내에서 현재 블록에 대한 참조 블록을 도출할 수 있으며, 이를 통하여 현재 블록에 대한 예측 신호(예측된 블록 or 예측 샘플들)을 도출할 수 있다. 여기서, 블록 벡터는 상술한 움직임 벡터에 대응하며, 현재 블록으로부터 현재 픽처 내 이미 복원된 영역에 위치하는 참조 블록까지의 변위(displacement)를 나타낼 수 있다. 따라서, 블록 벡터(또는 움직임 벡터)는 변위 벡터라고 불릴 수도 있다. 이하, IBC에서 움직임 벡터는 블록 벡터 또는 변위 벡터에 대응될 수 있다. 또한, IBC에서 MVD는 BVD(block vector difference)로 불릴 수 있다. 현재 블록의 움직임 벡터는 루마 성분에 대한 움직임 벡터(루마 움직임 벡터) 또는 크로마 성분에 대한 움직임 벡터(크로마 움직임 벡터)를 포함할 수 있다. 예를 들어, IBC 코딩된 CU에 대한 루마 움직임 벡터는 정수 샘플 단위(즉, integer precision)일 수 있다. 크로마 움직임 벡터 또한 정수 샘플 단위로 클리핑될(clipped) 수 있다. 상술한 바와 같이 IBC는 인터 예측 기법들 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 예를 들어 IBC가 AMVR과 같이 적용되는 경우, 1-pel 및 4-pel 움직임 벡터 정밀도(precision)는 스위칭될 수 있다.
CU 레벨에서 IBC 예측 모드는 플래그를 통해 시그널링되고, IBC (A)MVP 모드 또는 IBC 스킵/머지 모드로 시그널링될 수 있다.
예를 들어, IBC 스킵/머지 모드의 경우, 머지 후보 인덱스를 사용하여 현재 블록의 블록 벡터를 도출할 수 있다. 여기서, 머지 후보 인덱스는 IBC 모드로 코딩된 주변 후보 블록들을 기반으로 구성된 리스트 내의 블록 벡터들 중에서 어느 블록 벡터가 현재 블록을 예측하기 위해 사용되는지를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트는 공간적(spatial) 후보, HMVP((historical motino vector prediction) 후보, pairwise 후보를 포함하여 구성될 수 있다.
IBC (A)MVP 모드의 경우, BVD(block vector difference)는 MVD와 동일한 방식으로 코딩될 수 있다. 블록 벡터 예측 방법은 예측자(predictor)로서 2개의 후보를 사용할 수 있으며, 2개의 후보는 (IBC 모드로 코딩된) 좌측 주변 블록 및 (IBC 모드로 코딩된) 상측 주변 블록으로부터 도출될 수 있다. 이때, 좌측 주변 블록 또는 상측 주변 블록이 가용하지 않는 경우, 디폴트 블록 벡터가 예측자로서 사용될 수 있다. 블록 벡터 예측자를 지시하기 위한 인덱스 정보로서 플래그가 시그널링될 수 있다.
이하에서는 복원 픽처 내 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 두 블록(블록 P 및 블록 Q)의 예측 모드를 기반으로 경계 강도(bS)를 결정하여, 디블록킹 필터링을 수행하는 방안을 제안한다. 특히, 블록 P 및 블록 Q가 현재 픽처를 참조하여 예측이 수행되는 CPR 블록인지를 고려하여 경계 강도(bS)를 결정하는 방안을 제공한다.
여기서, 상술한 바와 같이, 블록 P는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 p0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있고, 블록 Q는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 q0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 좌측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 우측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다. 또는, 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 상측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 하측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다.
일 실시예로, 다음 표 1에서와 같이 경계 강도가 결정될 수 있다. 표 1은 블록 P 및 블록 Q의 예측 모드, 움직임 벡터 차이, 참조 픽처 동일 여부, 0이 아닌 유효 계수의 존재 여부 등을 기반으로 경계 강도의 값을 도출하는 일 예를 나타낸 것이다. 예를 들어, 표 1에 기재된 바와 같이, 블록 P 및 블록 Q 중 적어도 하나가 CPR 모드로 코딩된 경우 경계 강도는 0으로 결정될 수 있다.
다른 실시예로, 다음 표 2에서와 같이 경계 강도가 결정될 수 있다. 표 2는 블록 P 및 블록 Q의 예측 모드, 움직임 벡터 차이, 참조 픽처 동일 여부, 0이 아닌 유효 계수의 존재 여부 등을 기반으로 경계 강도의 값을 도출하는 일 예를 나타낸 것이다. 예를 들어, 표 2에 기재된 바와 같이, 블록 P 및 블록 Q가 둘다 CPR 모드로 코딩된 경우 경계 강도는 0으로 결정될 수 있고, 블록 P 및 블록 Q 중 어느 하나만 CPR 모드로 코딩된 경우 경계 강도는 1로 결정될 수 있다.
도 7은 본 문서의 일 실시예에 따라 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있는 인코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 7에 개시된 방법은 도 2에서 개시된 인코딩 장치(200)에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 도 7의 단계 S700은 도 2에 개시된 인코딩 장치(200)의 가산부(250)에 의하여 수행될 수 있고, 도 7의 단계 S710 ~ S730은 도 2에 개시된 인코딩 장치(200)의 필터링부(260)에 의하여 수행될 수 있고, 도 7의 단계 S740은 도 2에 개시된 인코딩 장치(200)의 엔트로피 인코딩부(240)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 7에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다. 따라서, 도 7에서는 상술한 실시예들과 중복되는 내용에 관해서 구체적인 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 7을 참조하면, 인코딩 장치는 코딩 블록의 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S700).
일 실시예로, 인코딩 장치는 코딩 블록에 인터 예측을 수행할지 또는 인트라 예측을 수행할지 여부를 결정할 수 있고, 구체적인 인터 예측 모드 또는 구체적인 인트라 예측 모드를 RD 코스트 기반으로 결정할 수 있다. 결정된 모드에 따라 인코딩 장치는 코딩 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
그리고, 인코딩 장치는 코딩 블록의 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다. 즉, 인코딩 장치는 코딩 블록에 대한 원본 샘플들과 예측 샘플들의 감산을 통하여 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있고, 레지듀얼 샘플들과 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 픽처 내 코딩 블록에 대한 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
인코딩 장치는 복원 픽처 내 코딩 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출할 수 있다(S710).
즉, 인코딩 장치는 블록 단위로 픽처를 복원하므로, 복원 픽처 내 코딩 블록들 간 경계에는 블록 왜곡이 발생할 수 있다. 따라서, 인코딩 장치는 복원 픽처 내 코딩 블록들 간의 경계에 발생하는 블록 왜곡을 제거하기 위해 디블록킹 필터링을 적용할 수 있으며, 이때 블록 왜곡 정도에 따라 경계 강도를 결정할 수 있다.
일 실시예로, 인코딩 장치는 복원 픽처 내 코딩 블록 간의 경계를 결정하고, 상기 결정된 경계에 인접한 제1 블록 및 제2 블록을 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다.
여기서, 코딩 블록 간의 경계는 디블록킹 필터링이 수행되는 타겟 경계를 말하며, 타겟 경계는 수직 경계(vertical boundary) 및 수평 경계(horizontal boundary)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 수직 경계에 대한 경계 강도 및 수평 경계에 대한 경계 강도를 도출할 수 있으며, 각각의 경계 강도를 기반으로 수직 경계 및 수평 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
또한, 제1 블록 및 제2 블록은 상술한 바와 같이 블록 P 및 블록 Q를 의미할 수 있다. 블록 P는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 p0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있고, 블록 Q는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 q0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 좌측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 우측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다. 또는, 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 상측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 하측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다. 다시 말해, 제1 블록은 타겟 경계(즉, 수직 경계)를 기준으로 좌측 블록(블록 P)일 수 있고, 제2 블록은 타겟 경계(즉, 수직 경계)를 기준으로 우측 블록(블록 Q)일 수 있다. 또는, 제1 블록은 타겟 경계(즉, 수평 경계)를 기준으로 상측 블록(블록 P)일 수 있고, 제2 블록은 타겟 경계(즉, 수평 경계)를 기준으로 하측 블록(블록 Q)일 수 있다.
즉, 인코딩 장치는 타겟 경계에 인접한 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드, 움직임 벡터 차이, 참조 픽처 동일 여부, 0이 아닌 유효 계수의 존재 여부 등을 기반으로 경계 강도의 값을 도출할 수 있다. 이때, 경계 강도는 상술한 표 1 또는 표 2에서와 같이 0 내지 2의 값으로 도출될 수 있다.
일 실시예로, 인코딩 장치는 타겟 경계에 인접한 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드를 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드인지를 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다. 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 둘다 CPR 모드인 경우, 인코딩 장치는 경계 강도의 값을 0으로 도출할 수 있다. 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 둘다 CPR 모드로 코딩되지는 않았으나, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q) 중 어느 하나가 CPR 모드로 코딩된 경우, 인코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 이때, 일 예로, 제1 블록(블록 P)의 예측 모드는 CPR 모드이고 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드는 인터 예측 모드일 수 있으며, 이 경우 경계 강도의 값은 1로 도출될 수 있다. 또는, 다른 예로, 제1 블록(블록 P)의 예측 모드는 CPR 모드이고 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드는 팔레트 모드일 수 있으며, 이 경우 경계 강도의 값은 1로 도출될 수 있다. 다시 말해, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 서로 다르되, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q) 중 어느 하나가 CPR 모드인 경우, 경계 강도의 값은 1로 도출될 수 있다. 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 둘다 CPR 모드가 아니고, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 인트라 예측 모드로 코딩된 경우, 인코딩 장치는 경계 강도의 값을 2로 도출할 수 있다.
또한, 인코딩 장치는 타겟 경계에 인접한 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드, 움직임 벡터 차이, 참조 픽처 동일 여부, 0이 아닌 유효 계수의 존재 여부를 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)이 인터 예측 모드로 코딩되고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)에 0이 아닌 레지듀얼 계수(Residual coefficient)가 존재하는 경우, 인코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 또는, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)이 인터 예측 모드로 코딩되고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)에 레지듀얼 계수(Residual coefficient)가 존재하지 않지만 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 움직임 벡터를 정수 단위 샘플(integer-pel)로 라운딩하였을 때 움직임 벡터가 다른 경우, 인코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 또는, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)이 인터 예측 모드로 코딩되고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)에 레지듀얼 계수(Residual coefficient)가 존재하지 않고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 움직임 벡터를 정수 단위 샘플(integer-pel)로 라운딩하였을 때 움직임 벡터가 같지만 서로 다른 참조 픽처를 참조할 경우, 인코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 그 외 경우, 인코딩 장치는 경계 강도의 값을 0으로 도출할 수 있다.
실시예에 따라서, 코딩 블록이 서브블록 단위로 움직임 정보를 도출하는 예측 모드가 적용된 경우, 예컨대 코딩 블록이 어파인 모드 또는 서브블록 기반 머지 모드로 예측된 경우, 인코딩 장치는 서브블록 단위로 타겟 경계를 결정하고, 해당 서브블록의 타겟 경계에 대한 경계 강도를 도출할 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치는 코딩 블록 내 서브블록에 대해 도출된 경계 강도를 기반으로 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
인코딩 장치는 상술한 바와 같이 도출된 경계 강도를 기반으로 코딩 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다(S720).
일 실시예로, 인코딩 장치는 수직 경계에 대해 도출된 경계 강도를 기반으로 수직 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하고, 수평 경계에 대해 도출된 경계 강도를 기반으로 수평 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
인코딩 장치는 디블록킹 필터링을 기반으로 복원 픽처에 대한 수정된(modified) 복원 픽처를 도출할 수 있다(S730).
즉, 인코딩 장치는 경계 강도를 기반으로 복원 픽처 내 코딩 블록의 경계에 대해 디블록킹 필터링을 수행함으로써, 블록킹 아티팩트(blocking artifact)가 제거된 복원 샘플을 도출할 수 있고, 상기 복원 샘플을 기반으로 수정된 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이를 통하여, 블록 단위(코딩 블록 또는 코딩 서브블록 단위)로 수행된 예측으로 인해 발생하는 블록 경계에서의 블록킹 아티팩트를 제거할 수 있고, 복원 픽처의 비쥬얼 퀄리티(visual quality)를 향상시킬 수 있다.
또한, 인코딩 장치는 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 SAO 절차와 같은 인루프 필터링 절차를 상기 수정된 복원 픽처에 더 적용할 수 있음은 상술한 바와 같다.
인코딩 장치는 코딩 블록에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S740).
여기서, 코딩 블록에 대한 정보는 코딩 블록의 예측 관련 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 예측 관련 정보는 코딩 블록의 예측 모드 정보(예: 인트라 예측 모드, 인터 예측 모드, 어파인 예측 모드, 서브블록 기반 머지 모드, 현재 픽처를 참조하는 IBC 모드 등)를 포함할 수 있다. 또한, 코딩 블록에 대한 정보는 코딩 블록의 예측 샘플들을 기반으로 도출되는 레지듀얼 샘플들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레지듀얼 샘플들에 관한 정보는 레지듀얼 샘플들에 변환 및 양자화를 수행하여 도출된 양자화된 변환 계수들의 값 정보, 위치 정보, 변환 기법, 변환 커널, 양자화 파라미터 등의 정보를 포함할 수 있다.
즉, 인코딩 장치는 상기와 같은 코딩 블록에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하여 비트스트림으로 출력하고, 이를 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상술한 과정에서 도출된 정보(예컨대, 디블록킹 필터링 관련 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 생성할 수 있다.
도 8은 본 문서의 일 실시예에 따라 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있는 디코딩 방법을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 8에 개시된 방법은 도 3에서 개시된 디코딩 장치(300)에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 도 8의 단계 S800은 도 3에 개시된 디코딩 장치(300)의 가산부(340)에 의하여 수행될 수 있고, 도 8의 단계 S810 ~ S830은 도 3에 개시된 디코딩 장치(300)의 필터링부(350)에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 도 8에서 개시된 방법은 본 문서에서 상술한 실시예들을 포함할 수 있다. 따라서, 도 8에서는 상술한 실시예들과 중복되는 내용에 관해서 구체적인 설명을 생략하거나 간단히 하기로 한다.
도 8을 참조하면, 디코딩 장치는 코딩 블록의 예측 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S800).
일 실시예로, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 코딩 블록에 대한 영상 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 코딩 블록에 대한 예측 관련 정보를 포함하는 영상 정보를 수신할 수 있다. 이때, 영상 정보는 코딩 블록에 대한 예측 관련 정보를 포함할 수 있다. 예측 관련 정보는 코딩 블록에 수행되는 인터 예측 모드 또는 인트라 예측 모드에 대한 정보를 포함할 수 있다. 즉, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 수신된 예측 관련 정보를 기반으로 코딩 블록에 대한 인터 예측 또는 인트라 예측을 수행할 수 있고 코딩 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
또한, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 코딩 블록에 대한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 수신할 수 있다. 이때, 영상 정보는 코딩 블록에 대한 레지듀얼 정보를 포함할 수 있다. 레지듀얼 정보는 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 레지듀얼 정보를 기반으로 코딩 블록의 레지듀얼 샘플들(또는 레지듀얼 샘플 어레이)을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 예측 샘플들과 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하고, 픽처 내 코딩 블록에 대한 복원 샘플들을 기반으로 복원 블록을 생성할 수 있다. 그리고, 디코딩 장치는 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
디코딩 장치는 복원 픽처 내 코딩 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출할 수 있다(S810).
즉, 디코딩 장치는 블록 단위로 픽처를 복원하므로, 복원 픽처 내 코딩 블록들 간 경계에는 블록 왜곡이 발생할 수 있다. 따라서, 디코딩 장치는 복원 픽처 내 코딩 블록들 간의 경계에 발생하는 블록 왜곡을 제거하기 위해 디블록킹 필터링을 적용할 수 있으며, 이때 블록 왜곡 정도에 따라 경계 강도를 결정할 수 있다.
일 실시예로, 디코딩 장치는 복원 픽처 내 코딩 블록 간의 경계를 결정하고, 상기 결정된 경계에 인접한 제1 블록 및 제2 블록을 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다.
여기서, 코딩 블록 간의 경계는 디블록킹 필터링이 수행되는 타겟 경계를 말하며, 타겟 경계는 수직 경계(vertical boundary) 및 수평 경계(horizontal boundary)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 수직 경계에 대한 경계 강도 및 수평 경계에 대한 경계 강도를 도출할 수 있으며, 각각의 경계 강도를 기반으로 수직 경계 및 수평 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
또한, 제1 블록 및 제2 블록은 상술한 바와 같이 블록 P 및 블록 Q를 의미할 수 있다. 블록 P는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 p0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있고, 블록 Q는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계에 인접한 q0 샘플을 포함하는 블록을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 좌측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 우측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다. 또는, 상기 p0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 상측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있고, 상기 q0 는 디블록킹 필터링이 수행되는 경계의 하측에 인접한 블록의 샘플을 나타낼 수 있다. 다시 말해, 제1 블록은 타겟 경계(즉, 수직 경계)를 기준으로 좌측 블록(블록 P)일 수 있고, 제2 블록은 타겟 경계(즉, 수직 경계)를 기준으로 우측 블록(블록 Q)일 수 있다. 또는, 제1 블록은 타겟 경계(즉, 수평 경계)를 기준으로 상측 블록(블록 P)일 수 있고, 제2 블록은 타겟 경계(즉, 수평 경계)를 기준으로 하측 블록(블록 Q)일 수 있다.
즉, 디코딩 장치는 타겟 경계에 인접한 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드, 움직임 벡터 차이, 참조 픽처 동일 여부, 0이 아닌 유효 계수의 존재 여부 등을 기반으로 경계 강도의 값을 도출할 수 있다. 이때, 경계 강도는 상술한 표 1 또는 표 2에서와 같이 0 내지 2의 값으로 도출될 수 있다.
일 실시예로, 디코딩 장치는 타겟 경계에 인접한 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드를 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드인지를 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다. 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 둘다 CPR 모드인 경우, 디코딩 장치는 경계 강도의 값을 0으로 도출할 수 있다. 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 둘다 CPR 모드로 코딩되지는 않았으나, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q) 중 어느 하나가 CPR 모드로 코딩된 경우, 디코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 이때, 일 예로, 제1 블록(블록 P)의 예측 모드는 CPR 모드이고 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드는 인터 예측 모드일 수 있으며, 이 경우 경계 강도의 값은 1로 도출될 수 있다. 또는, 다른 예로, 제1 블록(블록 P)의 예측 모드는 CPR 모드이고 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드는 팔레트 모드일 수 있으며, 이 경우 경계 강도의 값은 1로 도출될 수 있다. 다시 말해, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 서로 다르되, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q) 중 어느 하나가 CPR 모드인 경우, 경계 강도의 값은 1로 도출될 수 있다. 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 둘다 CPR 모드가 아니고, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드가 인트라 예측 모드로 코딩된 경우, 디코딩 장치는 경계 강도의 값을 2로 도출할 수 있다.
또한, 디코딩 장치는 타겟 경계에 인접한 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 예측 모드, 움직임 벡터 차이, 참조 픽처 동일 여부, 0이 아닌 유효 계수의 존재 여부를 기반으로 경계 강도를 도출할 수 있다. 예를 들어, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)이 인터 예측 모드로 코딩되고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)에 0이 아닌 레지듀얼 계수(Residual coefficient)가 존재하는 경우, 디코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 또는, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)이 인터 예측 모드로 코딩되고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)에 레지듀얼 계수(Residual coefficient)가 존재하지 않지만 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 움직임 벡터를 정수 단위 샘플(integer-pel)로 라운딩하였을 때 움직임 벡터가 다른 경우, 디코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 또는, 제1 블록(블록 P) 또는 제2 블록(블록 Q)이 인터 예측 모드로 코딩되고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)에 레지듀얼 계수(Residual coefficient)가 존재하지 않고, 제1 블록(블록 P) 및 제2 블록(블록 Q)의 움직임 벡터를 정수 단위 샘플(integer-pel)로 라운딩하였을 때 움직임 벡터가 같지만 서로 다른 참조 픽처를 참조할 경우, 디코딩 장치는 경계 강도의 값을 1로 도출할 수 있다. 그 외 경우, 디코딩 장치는 경계 강도의 값을 0으로 도출할 수 있다.
실시예에 따라서, 코딩 블록이 서브블록 단위로 움직임 정보를 도출하는 예측 모드가 적용된 경우, 예컨대 코딩 블록이 어파인 모드 또는 서브블록 기반 머지 모드로 예측된 경우, 디코딩 장치는 서브블록 단위로 타겟 경계를 결정하고, 해당 서브블록의 타겟 경계에 대한 경계 강도를 도출할 수 있다. 이 경우, 디코딩 장치는 코딩 블록 내 서브블록에 대해 도출된 경계 강도를 기반으로 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
디코딩 장치는 상술한 바와 같이 도출된 경계 강도를 기반으로 코딩 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다(S820).
일 실시예로, 디코딩 장치는 수직 경계에 대해 도출된 경계 강도를 기반으로 수직 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하고, 수평 경계에 대해 도출된 경계 강도를 기반으로 수평 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
디코딩 장치는 디블록킹 필터링을 기반으로 복원 픽처에 대한 수정된(modified) 복원 픽처를 도출할 수 있다(S830).
즉, 디코딩 장치는 경계 강도를 기반으로 복원 픽처 내 코딩 블록의 경계에 대해 디블록킹 필터링을 수행함으로써, 블록킹 아티팩트(blocking artifact)가 제거된 복원 샘플을 도출할 수 있고, 상기 복원 샘플을 기반으로 수정된 복원 픽처를 생성할 수 있다. 이를 통하여, 블록 단위(코딩 블록 또는 코딩 서브블록 단위)로 수행된 예측으로 인해 발생하는 블록 경계에서의 블록킹 아티팩트를 제거할 수 있고, 복원 픽처의 비쥬얼 퀄리티(visual quality)를 향상시킬 수 있다.
또한, 디코딩 장치는 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 SAO 절차와 같은 인루프 필터링 절차를 상기 수정된 복원 픽처에 더 적용할 수 있음은 상술한 바와 같다.
상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 문서의 실시예들은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 문서의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 본 문서에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 문서에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 문서에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 본 문서에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 이 경우 구현을 위한 정보(ex. information on instructions) 또는 알고리즘이 디지털 저장 매체에 저장될 수 있다.
또한, 본 문서가 적용되는 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, VR(virtual reality) 장치, AR(argumente reality) 장치, 화상 전화 비디오 장치, 운송 수단 단말 (ex. 차량(자율주행차량 포함) 단말, 비행기 단말, 선박 단말 등) 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 문서가 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 문서에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 문서의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 문서의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
도 9는 본 문서에서 개시된 실시예들이 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템의 예를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 본 문서의 실시예들에 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 문서의 실시예들에 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.

Claims (7)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
    비트스트림으로부터 제1 블록에 대한 예측 모드 정보를 획득하는 단계;
    상기 예측 모드 정보를 기반으로 상기 제1 블록의 예측 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 제1 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계;
    상기 복원 픽처 내 상기 제1 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출하는 단계;
    상기 경계 강도를 기반으로 상기 제1 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 단계; 및
    상기 디블록킹 필터링을 기반으로 상기 복원 픽처에 대한 수정된 복원 픽처를 도출하는 단계를 포함하며,
    상기 경계 강도는 상기 제1 블록 및 상기 제1 블록의 경계에 인접한 제2 블록의 예측 모드들을 기반으로 도출되며,
    상기 제1 블록의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드이고 상기 제2 블록의 예측 모드가 팔레트 모드인 것에 기반하여, 상기 경계 강도의 값은 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경계 강도를 도출하는 단계는,
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록의 예측 모드들이 서로 다르되, 상기 제1 블록의 예측 모드가 CPR 모드이고 상기 제2 블록의 예측 모드가 인터 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 경계 강도의 값을 1로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 경계 강도를 도출하는 단계는,
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록의 예측 모드들이 둘다 CPR 모드인 경우를 기반으로, 상기 경계 강도의 값을 0으로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 경계 강도를 도출하는 단계는,
    상기 제1 블록 및 상기 제2 블록의 예측 모드들이 둘다 CPR 모드가 아니고, 상기 제1 블록의 예측 모드 또는 상기 제2 블록의 예측 모드가 인트라 예측 모드인 경우를 기반으로, 상기 경계 강도의 값을 2로 도출하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
  5. 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
    제1 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 예측 모드를 기반으로 상기 제1 블록의 예측 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 제1 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계;
    상기 복원 픽처 내 상기 제1 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출하는 단계;
    상기 경계 강도를 기반으로 상기 제1 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 단계;
    상기 디블록킹 필터링을 기반으로 상기 복원 픽처에 대한 수정된 복원 픽처를 도출하는 단계; 및
    상기 예측 모드에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하며,
    상기 경계 강도는 상기 제1 블록 및 상기 제1 블록의 경계에 인접한 제2 블록의 예측 모드들을 기반으로 도출되며,
    상기 제1 블록의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드이고 상기 제2 블록의 예측 모드가 팔레트 모드인 것에 기반하여, 상기 경계 강도의 값은 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 영상 인코딩 방법.
  6. 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체로서, 다음 방법을 수행함에 의해 생성된 인코딩된 영상 정보를 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 있어서, 상기 방법은,
    제1 블록의 예측 모드를 결정하는 단계;
    상기 예측 모드를 기반으로 상기 제1 블록의 예측 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 제1 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계;
    상기 복원 픽처 내 상기 제1 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출하는 단계;
    상기 경계 강도를 기반으로 상기 제1 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 단계;
    상기 디블록킹 필터링을 기반으로 상기 복원 픽처에 대한 수정된 복원 픽처를 도출하는 단계; 및
    상기 예측 모드에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 포함하며,
    상기 경계 강도는 상기 제1 블록 및 상기 제1 블록의 경계에 인접한 제2 블록의 예측 모드들을 기반으로 도출되며,
    상기 제1 블록의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드이고 상기 제2 블록의 예측 모드가 팔레트 모드인 것에 기반하여, 상기 경계 강도의 값은 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  7. 영상에 대한 데이터 전송 방법에 있어서,
    영상 정보에 대한 비트스트림을 획득하되, 상기 비트스트림은 제1 블록의 예측 모드를 결정하는 단계, 상기 예측 모드를 기반으로 상기 제1 블록의 예측 샘플들을 도출하는 단계, 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 제1 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출하는 단계, 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처를 생성하는 단계, 상기 복원 픽처 내 상기 제1 블록의 경계에 대한 경계 강도(bs; Boundary Strength)를 도출하는 단계, 상기 경계 강도를 기반으로 상기 제1 블록의 경계에 대한 디블록킹 필터링을 수행하는 단계, 상기 디블록킹 필터링을 기반으로 상기 복원 픽처에 대한 수정된 복원 픽처를 도출하는 단계, 상기 예측 모드에 대한 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩하는 단계를 기반으로 생성되는 단계; 및
    상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 경계 강도는 상기 제1 블록 및 상기 제1 블록의 경계에 인접한 제2 블록의 예측 모드들을 기반으로 도출되며,
    상기 제1 블록의 예측 모드가 현재 픽처를 참조하여 코딩되는 CPR(current picture referencing) 모드이고 상기 제2 블록의 예측 모드가 팔레트 모드인 것에 기반하여, 상기 경계 강도의 값은 1로 설정되는 것을 특징으로 하는 전송 방법.
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