KR20180080117A - 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 절 360도 영상을 2차원 영상으로 변환하는 단계, 상기 2차원 영상에 포함된 페이스들 중 비-직사각형 형태의 페이스를 직사각형 형태로 변환하고, 변환된 페이스들을 재배열하여, 직사각형 형태의 투영 영상을 생성하는 단계, 및 상기 투영 영상에 대한 복호화를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비디오 신호 처리 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING A VIDEO SIGNAL}

본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.

영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.

한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.

본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 360도 영상을 2차원으로 투영 변환하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 절삭된 피라미드 형태로 근사되는 360도 영상을 2차원으로 투영 변환하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 페이스들을 특정 크기 또는 형태로 변형하는 투영 변환 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 비디오 신호 복호화 방법 및 장치는, 360도 영상을 2차원 영상으로 변환하고, 상기 2차원 영상에 포함된 페이스들 중 비-직사각형 형태의 페이스를 직사각형 형태로 변환하고, 변환된 페이스들을 재배열하여, 직사각형 형태의 투영 영상을 생성하고, 상기 투영 영상에 대한 복호화를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 비디오 신호 부호화 방법 및 장치는, 360도 영상을 2차원 영상으로 변환하고, 상기 2차원 영상에 포함된 페이스들 중 비-직사각형 형태의 페이스를 직사각형 형태로 변환하고, 변환된 페이스들을 재배열하여, 직사각형 형태의 투영 영상을 생성하고, 상기 투영 영상에 대한 부호화를 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 2차원 영상은, 전면(Front), 후면(Back), 좌측(Left), 우측(Right), 상단(Top) 및 하단(Bottom) 페이스를 포함할 수 있다. 이때, 상기 전면 페이스 및 상기 후면 페이스는 정사각형 형태를 갖고, 상기 좌측, 상기 우측, 상기 상단 및 상기 하단 페이스는 사다리꼴 형태를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 투영 영상은, 상기 좌측, 상기 우측, 상기 상단 및 상기 하단 페이스들을 직사각형 모양으로 변환하고, 직사각형 모양으로 변환된 페이스들을 재배열함으로써 생성될 수 있다.

본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 변환된 페이스들 중 일부는 크기가 감소된 상태로 상기 재배열이 수행될 수 있다.

본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 변환된 페이스들을 재배열함으로써 발생하는 상기 변환된 페이스들 사이의 중첩 영역은, 상기 변환된 페이스들에 포함된 샘플들의 가중 평균값으로 설정될 수 있다.

본 발명에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 발명의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 페이스들 경계가 사선을 띠지 않도록 함으로써, 부호화/복호화 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 의하면, 페이스들의 연속성을 고려하여 부호화/복호화를 진행함으로써, 부호화/복호화 효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화되었을 때, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.
도 4 내지 도 6은 파노라믹 영상 생성을 위한 카메라 장치를 예시한 도면이다.
도 7은 360도 비디오의 부/복호화 및 렌더링 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 2D 투영 방법 중 등장방형도법을 나타낸 것이다.
도 9는 2D 투영 방법 중 정육면체 투영 방법을 나타낸 것이다.
도 10은 2D 투영 방법 중 이십면체 투영 방법을 나타낸 것이다.
도 11은 2D 투영 방법 중 정팔면체 투영 방법을 나타낸 것이다.
도 12는 2D 투영 방법 중 절삭형 피라미드 투영 변환 방법을 나타낸 것이다.
도 13은 페이스 2D 좌표 및 3차원 좌표간 변환을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 2D 영상의 인터 예측 방법을 도시한 순서도이다.
도 15는 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 16은 현재 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 17은 현재 블록의 예측 블록을 유도하는데 이용되는 참조 블록의 위치를 예시한 도면이다.
도 18은 TPP 기반의 360도 투영 영상에서, 참조 페이스 인덱스에 의해 참조 블록을 포함하는 페이스가 식별되는 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 현재 블록과 참조 블록이 동일한 페이스에 속한 경우의 움직임 벡터를 나타낸 도면이다.
도 20은 현재 블록과 참조 블록이 상이한 페이스에 속한 경우의 움직임 벡터를 나타낸 도면이다.
도 21은 참조 페이스를 현재 페이스에 맞춰 변형하는 예를 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명에 따른, 360도 투사 영상 내 현재 블록의 인터 예측을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 23은 참조 페이스에 속한 샘플을 기초로 참조 블록을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.
도 24는 참조 블록의 기준점이 포함된 제1 페이스에 인접한 제2 페이스를 변형하여, 움직임 보상 참조 페이스를 생성하는 예를 나타낸 도면이다.
도 25는 변형된 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷을 나타낸 예이다.
도 26은 사다리꼴 형태의 페이스를 직사각형 형태로 변환하는 예를 나타낸 도면이다.
도 27은 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷 하에서의 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.
도 28은 변환된 페이스들을 리사이징하지 않는 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.
도 29는 Front 페이스를 2개의 서브 페이스로 분할한 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.
도 30은 Front 페이스 또는 Back 페이스 중 적어도 하나가 2개의 페이스와 연속되는 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.
도 31은 Front 페이스 또는 Back 페이스 중 적어도 하나가 4개의 페이스와 연속되는 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.
도 32는 Right, Left, Top 및 Bottom 페이스를 2개의 서브 페이스로 파티셔닝한 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.
도 33 및 도 34는 Right, Left, Top 및 Bottom 페이스를 2개의 서브 페이스로 파티셔닝한 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.

도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.

픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.

예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.

예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.

부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.

예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.

인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.

참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.

모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.

인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.

인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.

인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.

또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.

변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.

양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.

재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.

재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.

역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.

필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.

오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.

ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.

메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.

영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.

재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.

역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.

역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.

예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.

전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.

예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.

인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.

인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.

참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.

복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.

영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.

오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.

ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.

메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.

전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.

또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로, 부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛) 또는 예측 블록(또는 예측 유닛) 등을 나타내는 것일 수 있다. 본 명세서에서, '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 샘플 어레이를 나타낼 수 있다. 별도의 구분이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 예컨대, 후술되는 실시예에서, 부호화 블록(코딩 블록) 및 부호화 유닛(코딩 유닛)은 상호 동등한 의미인 것으로 이해될 수 있다.

하나의 픽쳐는 정방형 또는 비정방형의 기본 블록으로 분할되어 부호화/복호화될 수 있다. 이때, 기본 블록은, 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit)이라 호칭될 수 있다. 코딩 트리 유닛은, 시퀀스 또는 슬라이스에서 허용하는 가장 큰 크기의 코딩 유닛으로 정의될 수도 있다. 코딩 트리 유닛이 정방형 또는 비정방형인지 여부 또는 코딩 트리 유닛의 크기와 관련한 정보는 시퀀스 파라미터 셋트, 픽처 파라미터 셋트 또는 슬라이스 헤더 등을 통해 시그널링될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 더 작은 크기의 파티션으로 분할될 수 있다. 이때, 코딩 트리 유닛을 분할함으로써 생성된 파티션을 뎁스 1이라 할 경우, 뎁스 1인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 2로 정의될 수 있다. 즉, 코딩 트리 유닛 내 뎁스 k인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 k+1을 갖는 것으로 정의될 수 있다.

코딩 트리 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션을 코딩 유닛이라 정의할 수 있다. 코딩 유닛은 재귀적으로 분할되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위로 분할될 수 있다. 일 예로, 코딩 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션은 코딩 유닛으로 정의되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위인 변환 유닛 또는 예측 유닛으로 정의될 수 있다.

또는, 코딩 블록이 결정되면, 코딩 블록의 예측 분할을 통해 코딩 블록과 동일한 크기 또는 코딩 블록보다 작은 크기를 갖는 예측 블록(Prediction Block)을 결정할 수 있다. 코딩 블록의 예측 분할은 코딩 블록의 분할 형태를 나타내는 파티션 모드(Part_mode)에 의해 수행될 수 있다. 예측 블록의 크기 또는 형태는 코딩 블록의 파티션 모드에 따라 결정될 수 있다. 코딩 블록의 분할 형태는 파티션 후보 중 어느 하나를 특정하는 정보를 통해 결정될 수 있다. 이때, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보에는 코딩 블록의 크기, 형태 또는 부호화 모드 등에 따라 비대칭 파티션 형태(예컨대, nLx2N, nRx2N, 2NxnU, 2NxnD)가 포함될 수 있다. 일 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보는 현재 블록의 부호화 모드에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 도 3은 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화되었을 때, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.

코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 도 3에 도시된 예에서와 같이, 8개의 파티션 모드 중 어느 하나가 적용될 수 있다.

반면, 코딩 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 파티션 모드 PART_2Nx2N 또는 PART_NxN 이 적용될 수 있다.

PART_NxN은 코딩 블록이 최소 크기를 갖는 경우 적용될 수 있다. 여기서, 코딩 블록의 최소 크기는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 것일 수 있다. 또는, 코딩 블록의 최소 크기에 관한 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록의 최소 크기는 슬라이스 헤더를 통해 시그널링되고, 이에 따라, 슬라이스별로 코딩 블록의 최소 크기가 정의될 수 있다.

다른 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보는 코딩 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 상이하게 결정될 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보의 개수 또는 종류는 코딩 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 상이하게 결정될 수 있다.

또는, 코딩 블록이 이용할 수 있는 파티션 후보들 중 비대칭 파티션 후보들의 종류 또는 개수를 코딩 블록의 크기 또는 형태에 따라 제한할 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록이 이용할 수 있는 비대칭 파티션 후보의 개수 또는 종류는 코딩 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 따라 상이하게 결정될 수 있다.

일반적으로, 예측 블록의 크기는 64x64 부터 4x4의 크기를 가질 수 있다. 단, 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 움직임 보상을 수행할 때, 메모리 대역폭(memory bandwidth)을 줄이기 위해, 예측 블록이 4x4 크기를 갖지 않도록 할 수 있다.

카메라의 화각에 따라 카메라가 촬영한 비디오의 시야는 제한된다. 이를 극복하기 위해, 복수의 카메라를 이용하여 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 스티칭하여 하나의 비디오 또는 하나의 비트스트림을 구성할 수 있다. 일 예로, 도 4 내지 도 6은 복수개의 카메라를 이용하여 동시에 상하, 좌우 또는 전후방을 촬영하는 예를 나타낸다. 이처럼, 복수의 비디오를 스티칭하여 생성된 비디오를 파노라믹 비디오라 호칭할 수 있다. 특히, 소정의 중심축을 기준으로 360도의 자유도를 갖는 영상을 360도 비디오라 호칭할 수 있다.

360도 비디오를 획득하기 위한 카메라 구조(또는 카메라 배치)는, 도 4에 도시된 예에서와 같이, 원형 배열을 띠거나, 도 5의 (a)에 도시된 예에서와 같이 일차원 수직/수평 배치 또는 도 5의 (b)에 도시된 예에서와 같이 이차원 배치(즉, 수직 배치와 수평 배치가 혼합된 형태)를 띨 수 있다. 또는, 도 6에 도시된 예에서와 같이, 구형 디바이스에 복수개의 카메라를 장착한 형태를 띨 수도 있다.

후술되는 실시예는, 360도 비디오를 중심으로 설명할 것이나, 360도 비디오가 아닌 파노라믹 비디오에도 후술되는 실시예를 적용하는 것은 본 발명의 기술적 범주에 포함된다 할 것이다.

도 7은 360도 비디오의 부/복호화 및 렌더링 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1/도 2의 부호화기/복호화기를 이용하여 360도 비디오를 부호화/복호화하기 위해, 360도 비디오를 2D 형태의 비디오로 변환할 필요가 있다. 즉, 3차원 공간 상의 영상 정보를 2D 형태로 투영(2D projection) 변환한 뒤, 변환된 영상에 대한 부호화/복호화를 수행할 수 있다. 부호화/복호화가 완료된 2D 영상을 역 투영 변환(Inverse Projection) 함으로써, 상하, 좌우 또는 전후방 등에서 360도의 자유도를 갖는 영상을 시청할 수 있다.

360도 비디오를 2D로 투영 변환하는 경우, 등장방형도법(ERP, Equirectangular Procection), 정육면체 투영 변환(Cube Map Projection, CMP), 이십면체 투영 변환(Icosahedral Projection, ISP), 정팔면체 투영 변환(Octahedron Projection, OHP), 절삭형 피라미드 투영 변환(Truncated Pyramid Projection, TPP), SSP(Shpere Segment Projection), ECP(Equatorial cylindrical projection) 또는 RSP(rotated sphere projection) 등 다양한 기법이 이용될 수 있다.

도 8은 2D 투영 방법 중 등장방형도법을 나타낸 것이다.

등장방형도법은 구에 대응하는 픽셀을 2:1 비율의 직사각형으로 투영하는 방법으로, 가장 너리 사용되는 2D 변환 기법이다. 등장형도법을 이용할 경우, 구의 극으로 갈수록 2D 평면 상에서 단위 길이에 대응하는 구의 실제 길이가 짧아진다. 예컨대, 2D 평면 상의 단위 길이 양끝의 좌표가 구의 적도 부근에서는 20cm의 거리 차이에 상응하는 반면, 구의 극 부근에서는 5cm의 거리차에 상응할 수 있다. 이에 따라, 등장방형도법은, 구의 극 부근에서는 영상 왜곡이 커 부호화 효율이 낮아지는 단점이 있다.

도 9는 2D 투영 방법 중 정육면체 투영 방법을 나타낸 것이다.

정육면체 투영 방법은, 3D 데이터를 정육면체에 대응하도록 근사한 뒤, 정육면체를 2D로 투영 변환하는 것이다. 3D 데이터를 정육면체로 투영할 경우, 하나의 페이스(face)(또는 면(plane))는 4개의 페이스와 인접하도록 구성된다. 각 페이스 간 연속성이 높아, 정육면체 투영 방법은 등장방형도법에 비해 부호화 효율이 높은 이점이 있다. 3D 데이터를 2D로 투영 변환한 이후, 2D 투영 변환된 영상을 사각형 형태로 재정렬하여 부호화/복호화를 수행할 수도 있다. 2D 투영 변환된 영상을 사각형 형태로 재정렬하는 것을 프레임 재정렬 또는 프레임 패킹(Frame Packing)이라 호칭할 수 있다.

도 10은 2D 투영 방법 중 이십면체 투영 방법을 나타낸 것이다.

이십면체 투영 방법은, 3D 데이터를 이십면체에 대응하도록 근사하고, 이를 2D로 투영 변환하는 방법이다. 이십면체 투영 방법은 페이스간 연속성이 강한 특징이 있다. 아울러, 2D 투영 변환된 영상을 재정렬하는 프레임 패킹이 수행될 수도 있다.

도 11은 2D 투영 방법 중 정팔면체 투영 방법을 나타낸 것이다.

정팔면체 투영 방법은, 3D 데이터를 정팔면체에 대응하도록 근사하고, 이를 2D로 투영 변환하는 방법이다. 정팔면체 투영 방법은 페이스간 연속성이 강한 특징이 있다. 아울러, 2D 투영 변환된 영상을 재정렬하는 프레임 패킹이 수행될 수도 있다.

도 12는 2D 투영 방법 중 절삭형 피라미드 투영 변환 방법을 나타낸 것이다.

절삭형 피라미드 투영 변환 방법은, 3D 데이터를 절삭형 피라미드에 대응하도록 근사하고, 이를 2D로 투영 변환하는 방법이다. 절삭형 피라미드 투영 변환 방법 하에서, 특정 시점의 페이스는 이웃하는 페이스와 상이한 크기를 갖도록 프레임 패킹이 수행될 수 있다. 예컨대, 도 12에 도시된 예에서와 같이, Front 페이스는 측면 페이스 및 Back 페이스보다 큰 크기를 가질 수 있다. 절삭형 피라미드 투영 변환 방법을 이용할 경우, 특정 시점의 영상 데이터가 커, 특정 시점의 부호화/복호화 효율이 타 시점에 비해 높은 이점이 있다.

SSP는 구를 고위도 지역, 저위도 지역 및 중위도 지역으로 나누어, 남북 2개의 고위도 지역을 2개의 원으로 매핑시키고, 중위도 지역을 ERP와 같이 직사각형으로 매핑시키는 방법을 나타낸다.

ECP는 원통 형으로 구를 매핑시키는 방법이다. 원통의 윗면 및 아랫면을 2개의 원으로 매핑시키고, 몸통을 직사각형으로 매핑시킬 수 있다.

RSP는 테니스공을 감싸는 2개의 타원 형태로 구를 매핑시키는 방법을 나타낸다.

이하, 후술되는 실시예에서는, 2D 투영 변환을 이용하여 구성된 2D 영상을 360도 투사 영상이라 호칭하기로 한다. 아울러, 후술되는 실시예에서, 특정 투사 방법을 기초로 실시예가 설명되고 있다 하더라도, 설명한 투사 방법 이외의 투사 방법에도, 후술되는 실시예가 확장 적용될 수 있다 할 것이다.

360도 투사 영상의 각 샘플은, 페이스 2D 좌표로 식별될 수 있다. 페이스 2D 좌표는, 샘플이 위치한 페이스를 식별하기 위한 인덱스 f, 360도 투사 영상에서의 샘플 그리드를 나타내는 좌표 (m, n)을 포함될 수 있다.

페이스 2D 좌표 및 3차원 좌표간 변환을 통해, 2D 투영 변환 및 영상 렌더링이 수행될 수 있다. 일 예로, 도 13은 페이스 2D 좌표 및 3차원 좌표간 변환을 설명하기 위해 예시한 도면이다. ERP에 기초하여 360도 투사 영상이 생성된 경우, 하기 수학식 1 내지 6을 이용하여, 3차원 좌표 (x, y, z) 및 페이스 2D 좌표 (f, m, n) 간 변환이 수행될 수 있다.

360도 투사 영상에서 현재 픽처는 적어도 하나 이상의 페이스를 포함할 수 있다. 이때, 페이스의 개수는 투영 방법에 따라, 1, 2, 3, 4 또는 그 이상의 자연수일 수 있다. 페이스 2D 좌표 중 f는 페이스 개수보다 같거나 작은 값으로 설정될 수 있다. 현재 픽처는 동일한 시간적 순서 또는 출력 순서(POC)를 갖는 적어도 하나 이상의 페이스를 포함할 수 있다.

또는, 현재 픽처를 구성하는 페이스의 개수는 고정적 혹은 가변적일 수 있다. 예컨대, 현재 픽처를 구성하는 페이스의 개수는 소정의 문턱값을 넘지 않도록 제한될 수 있다. 여기서, 문턱값은 부호화기 및 복호화기에서 기 약속된 고정된 값일 수 있다. 또는, 하나의 픽처를 구성하는 페이스의 최대 개수에 관한 정보를 비트스트림을 통해 시그널링할 수도 있다.

페이스들은 투영 방법에 따라, 현재 픽처를 수평 라인, 수직 라인 또는 대각 방향 라인 중 적어도 하나를 이용하여 구획함으로써 결정될 수 있다.

픽처 내 각 페이스들에는, 각 페이스들을 식별하기 위한 인덱스가 할당될 수 있다. 각 페이스는 타일(tile) 또는 슬라이스(slice) 등과 같이 병렬처리가 가능할 수 있다. 이에 따라, 현재 블록의 인트라 예측 또는 인터 예측을 수행할 때, 현재 블록과 상이한 페이스에 속하는 이웃 블록은, 이용 불가능한 것으로 판단될 수 있다.

병렬 처리가 허용되지 않는 페이스들(또는 비 병렬처리 영역)을 정의하거나, 상호 의존성을 갖는 페이스들이 정의될 수도 있다. 예컨대, 병렬 처리가 허용되지 않는 페이스들 또는 상호 의존성을 갖는 페이스들은, 병렬 부호화/복호화되는 대신, 순차적으로 부호화/복호화될 수 있다. 이에 따라, 현재 블록과 상이한 페이스에 속하는 이웃 블록이라 하더라도, 페이스간 병렬처리 가능 여부 또는 의존성 등에 따라, 현재 블록의 인트라 예측 또는 인터 예측 시 이용 가능한 것으로 판단될 수도 있다.

360도 투사 영상에서 인터 예측은 2D 영상의 부호화/복호화와 같이, 현재 블록의 움직임 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 일 예로, 도 14 내지 도 16은 2D 영상에 대한 인터 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 14는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 2D 영상의 인터 예측 방법을 도시한 순서도이다.

도 14를 참조하면, 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다(S1410). 현재 블록의 움직임 정보는, 현재 블록에 관한 움직임 벡터, 현재 블록의 참조 픽처 인덱스 또는 현재 블록의 인터 예측 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

현재 블록의 움직임 정보는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보 또는 현재 블록에 이웃한 이웃 블록의 움직임 정보 중 적어도 하나를 기초로 획득될 수 있다.

도 15는 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.

현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 공간적 이웃 블록으로부터 공간적 머지 후보를 유도할 수 있다(S1510). 공간적 이웃 블록은, 현재 블록의 상단, 좌측 또는 현재 블록의 코너(예컨대, 상단 좌측 코너, 우측 상단 코너 또는 좌측 하단 코너 중 적어도 하나)에 인접한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

공간적 머지 후보의 움직임 정보는, 공간적 이웃 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다.

현재 블록의 시간적 이웃 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도할 수 있다(S1520). 시간적 이웃 블록은, 콜로케이티드 픽처에 포함된 동일 위치 블록(co-located block, 콜로케이티드 블록)을 의미할 수 있다. 콜로케이티드 픽처는, 현재 블록을 포함하는 현재 픽처와 상이한 시간적 순서(Picture Order Count, POC)를 갖는다. 콜로케이트 픽처는 참조 픽처 리스트 내 기 정의된 인덱스를 갖는 픽처로 결정되거나, 비트스트림으로부터 시그널링되는 인덱스에 의해 결정될 수 있다. 시간적 이웃 블록은, 콜로케이티드 픽처 내 현재 블록과 동일한 위치 및 크기를 갖는 블록 내 임의의 블록 또는 현재 블록과 동일한 위치 및 크기를 갖는 블록에 인접한 블록으로 결정될 수 있다. 일 예로, 콜로케이티드 픽처 내 현재 블록과 동일한 위치 및 크기를 갖는 블록의 중심 좌표를 포함하는 블록, 또는, 상기 블록의 우측 하단 경계에 인접한 블록 중 적어도 하나가 시간적 이웃 블록으로 결정될 수 있다.

시간적 머지 후보의 움직임 정보는, 시간적 이웃 블록의 움직임 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 시간적 머지 후보의 움직임 벡터는, 시간적 이웃 블록의 움직임 벡터에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 시간적 머지 후보의 인터 예측 방향은 시간적 이웃 블록의 인터 예측 방향과 동일하게 설정될 수 있다. 단, 시간적 머지 후보의 참조 픽처 인덱스는, 고정된 값을 가질 수 있다. 일 예로, 시간적 머지 후보의 참조 픽처 인덱스는 '0'으로 설정될 수 있다.

이후, 공간적 머지 후보 및 시간적 머지 후보를 포함하는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다(S1530). 만약, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우, 둘 이상의 머지 후보를 조합한 조합된 머지 후보 또는 (0,0) 움직임 벡터(zero motion vector)를 갖는 머지 후보가 머지 후보 리스트에 포함될 수 있다.

머지 후보 리스트가 생성되면, 머지 후보 인덱스에 기초하여, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보 중 적어도 하나를 특정할 수 있다(S1540).

현재 블록의 움직임 정보는, 머지 후보 인덱스에 의해 특정된 머지 후보의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다(S1550). 일 예로, 머지 후보 인덱스에 의해, 공간적 머지 후보가 선택된 경우, 현재 블록의 움직임 정보는, 공간적 이웃 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 또는, 머지 후보 인덱스에 의해, 시간적 머지 후보가 선택된 경우, 현재 블록의 움직임 정보는, 시간적 이웃 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다.

도 16은 현재 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.

현재 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 비트스트림으로부터, 현재 블록의 인터 예측 방향 또는 참조 픽처 인덱스 중 적어도 하나를 복호화할 수 있다(S1610). 즉, AMVP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 인터 예측 방향 또는 참조 픽처 인덱스 중 적어도 하나는 비트스트림을 통해 부호화된 정보에 기초하여 결정될 수 있다.

현재 블록의 공간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 기초로, 공간적 움직임 벡터 후보를 결정할 수 있다(S1620). 공간적 움직임 벡터 후보는, 현재 블록의 상단 이웃 블록으로부터 유도된 제1 공간적 움직임 벡터 후보 및 현재 블록의 좌측 이웃 블록으로부터 유도된 제2 공간적 움직임 벡터 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상단 이웃 블록은, 현재 블록의 상단 또는 상단 우측 코너에 인접한 블록 중 적어도 하나를 포함하고, 현재 블록의 좌측 이웃 블록은, 현재 블록의 좌측 또는 좌측 하단 코너에 인접한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 현재 블록의 좌측 상단 코너에 인접한 블록은, 상단 이웃 블록으로 취급될 수도 있고, 또는 좌측 이웃 블록으로 취급될 수도 있다.

현재 블록과 공간적 이웃 블록 사이의 참조 픽처가 상이한 경우, 공간적 움직임 벡터는 공간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써 획득될 수도 있다.

현재 블록의 시간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 기초로, 시간적 움직임 벡터 후보를 결정할 수 있다(S1630). 현재 블록과 시간적 이웃 블록 사이의 참조 픽처가 상이한 경우, 시간적 움직임 벡터는 시간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써 획득될 수도 있다.

공간적 움직임 벡터 후보 및 시간적 움직임 벡터 후보를 포함하는 움직임 벡터 후보 리스트를 생성할 수 있다(S1640).

움직임 벡터 후보 리스트가 생성되면, 움직임 벡터 후보 리스트 중 적어도 하나를 특정하는 정보에 기초하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중 적어도 하나를 특정할 수 있다(S1650).

상기 정보에 의해 특정된 움직임 벡터 후보를, 현재 블록의 움직임 벡터 예측값으로 설정하고, 움직임 벡터 예측값에 움직임 벡터 차분값을 합하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 획득할 수 있다(S1660). 이때, 움직임 벡터 차분값은, 비트스트림을 통해 파싱될 수 있다.

현재 블록의 움직임 정보가 획득되면, 획득된 움직임 정보에 기초하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다(S1420). 구체적으로, 현재 블록의 인터 예측 방향, 참조 픽처 인덱스 및 움직임 벡터에 기초하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상이 수행될 수 있다.

도 14 내지 도 16을 통해 설명한 바와 같이, 360도 투사 영상에 대한 인터 예측은 블록 단위로 수행되고, 현재 블록의 움직임 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 예컨대, 360도 투사 영상에 대한 인터 예측을 수행할 때, 현재 픽처 내 부호화/복호화 대상이 되는 현재 블록의 예측 블록은 참조 픽처 내 예측 블록과 가장 유사한 영역으로부터 유도될 수 있다. 이때, 현재 블록의 예측 블록을 유도하는데 이용되는 참조 픽처 내 참조 블록은 현재 블록과 동일한 페이스 또는 상이한 페이스에 위치할 수 있다.

도 17은 현재 블록의 예측 블록을 유도하는데 이용되는 참조 블록의 위치를 예시한 도면이다.

도 17에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 예측 블록을 유도하는데 이용되는 참조 픽처 내 참조 블록은 현재 픽처 내 현재 블록과 동일한 페이스에 존재할 수도 있고((b) 참조), 현재 픽처 내 현재 블록과 상이한 페이스에 존재할 수도 있다((c) 참조). 또는, 참조 블록은 2개 이상의 페이스에 걸쳐 있을 수도 있다((a) 참조).

참조 블록을 포함하는 참조 픽처는 현재 픽처와 시간적 순서 또는 출력 순서(POC)가 상이한 픽처일 수 있다.

또는, 현재 픽처를 참조 픽처로 이용할 수도 있다. 예컨대, 현재 블록을 포함하는 현재 픽처 내 현재 블록보다 앞서 부호화/복호화된 블록을 현재 블록의 참조 블록으로 설정할 수 있다.

도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 예측 블록은, 현재 블록과 동일한 페이스에 포함된 참조 블록 또는 현재 블록과 상이한 페이스에 포함된 참조 블록으로부터 유도될 수 있다. 이때, 참조 블록의 위치는, 참조 픽처 내 현재 블록의 위치에 대응하는 대응 위치 블록으로부터 참조 블록 사이의 움직임 벡터를 통해 특정될 수 있다.

다른 예로, 움직임 벡터를 부호화/복호화하는데 필요한 데이터량을 감소시키기 위해, 참조 블록이 포함된 페이스를 특정하기 위한 정보 및/또는 해당 페이스 내 참조 블록의 위치를 특정하는 움직임 벡터를 이용하여, 현재 블록의 움직임 보상을 수행할 수도 있다. 참조 픽처 내 참조 블록을 포함하는 페이스를, '참조 페이스'라 호칭할 수 있다.

참조 블록이 포함된 페이스를 특정하기 위한 정보는, 참조 블록이 현재 블록과 동일한 페이스에 속하는지 여부를 나타내는 정보 및/또는 참조 블록이 포함된 페이스를 식별하기 위한 정보(예컨대, 참조 페이스 인덱스) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 1비트의 플래그를 이용하여, 참조 블록이 현재 블록과 동일한 페이스에 속하는지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 참조 페이스 인덱스를 이용하여, 참조 픽처 내 참조 블록을 포함하는 페이스를 특정할 수 있다.

도 18은 TPP 기반의 360도 투영 영상에서, 참조 페이스 인덱스에 의해 참조 블록을 포함하는 페이스가 식별되는 예를 나타낸 도면이다.

도 18에 도시된 예에서와 같이, 참조 블록이 포함된 페이스를 식별하기 위한 참조 페이스 인덱스 'mc_face_idx' (또는 'ref_face_idx')가 정의될 수 있다. 참조 페이스 인덱스는 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다.

다른 예로, 현재 블록에 이웃한 이웃 블록으로부터 참조 페이스 인덱스를 유도할 수도 있다. 예컨대, 머지 모드 하에서, 현재 블록의 참조 페이스 인덱스는 현재 블록과 병합되는 머지 후보로부터 유도될 수 있다. 반면, AMVP 모드 하에서, 현재 블록의 페이스 인덱스는 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다.

참조 블록이 두 페이스 간 경계에 걸쳐 있는 경우, 참조 페이스 인덱스는 참조 블록의 기준 위치를 포함하는 페이스를 특정할 수 있다. 여기서, 기준 위치는, 참조 블록 내 특정 코너(예컨대, 좌측 상단 샘플)의 위치 또는 참조 블록의 중심점 등을 포함할 수 있다.

페이스 내 참조 블록의 위치는, 참조 페이스의 기준 위치로부터, 참조 블록의 기준 위치까지의 벡터 값을 기초로 특정될 수 있다. 여기서, 참조 페이스의 기준 위치는 페이스 내 특정 코너의 위치(예컨대, 좌측 상단 참조 샘플의 위치) 또는 페이스의 중심점 등일 수 있다.

또는, 현재 블록을 포함하는 페이스의 인덱스(즉, 현재 페이스 인덱스), 참조 페이스 인덱스, 현재 페이스와 참조 페이스 간의 상대적 위치 또는 페이스 내 현재 블록의 위치 등에 따라, 참조 페이스의 기준 위치를 가변적으로 결정할 수도 있다. 예컨대, 현재 블록이 제1 페이스 내 제1 위치에 존재하는 경우, 참조 페이스 내 제1 위치에 대응하는 제2 위치를 기준 위치로 결정할 수 있다. 다른 예로, 현재 페이스가 참조 페이스의 좌측에 위치하는 경우, 참조 페이스의 기준 위치는 좌측 상단 코너로 설정되고, 현재 페이스가 참조 페이스의 상단에 위치하는 경우, 참조 페이스의 기준 위치는 상단 중심으로 설정될 수 있다. 페이스 내 기준 위치에서 참조 블록까지의 움직임 벡터를 페이스 벡터(Face Vector)라 호칭할 수 있다.

움직임 벡터가 페이스 벡터인지 여부는, 현재 페이스와 참조 페이스가 동일한지 여부(즉, 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스가 동일한지 여부)에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스가 동일한 경우, 움직임 벡터는, 현재 블록으로부터 참조 블록까지의 벡터를 가리키는 것일 수 있다. 반면, 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스가 상이한 경우, 움직임 벡터는, 참조 페이스 내 기준 위치로부터 참조 블록까지의 벡터를 가리키는 것일 수 있다.

또는, 움직임 벡터가 페이스 벡터인지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수도 있다.

현재 블록의 움직임 벡터(예컨대, 페이스 벡터 또는 비-페이스 벡터(Non-Face Vector))는 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 예컨대, 움직임 벡터 값을 그대로 비트스트림을 통해 부호화/복호화할 수 있다.

또는, 현재 블록의 인터 예측 모드에 따라, 움직임 벡터를 비트스트림을 통해 부호화/복호화하거나, 이웃 블록으로부터 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수도 있다. 예컨대, 현재 블록의 인터 예측 모드가 AMVP 모드인 경우, 현재 블록의 움직임 벡터는 차분 코딩을 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 여기서, 차분 코딩은, 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 사이의 차분을 비트스트림을 통해 부호화/복호화하는 것을 나타낸다. 움직임 벡터 예측값은, 현재 블록의 공간적/시간적 이웃 블록으로부터 유도할 수 있다. 또는, 현재 블록의 움직임 벡터는 현재 블록의 공간적/시간적 이웃 블록과 동일하게 유도될 수도 있다. 반면, 현재 블록의 인터 예측 모드가 머지 모드인 경우, 현재 블록의 움직임 벡터는, 현재 블록의 공간적/시간적 이웃 블록의 움직임 벡터와 동일하게 설정될 수 있다.

현재 블록의 움직임 벡터와 이웃 블록의 움직임 벡터가 상이한 종류일 경우, 이웃 블록의 움직임 벡터를 현재 블록의 움직임 벡터 종류에 맞춰 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 움직임 벡터가 비-페이스 벡터인 반면, 이웃 블록의 움직임 벡터는 페이스 벡터인 경우, 이웃 블록과 이웃 블록의 참조 페이스 기준점 사이의 벡터 및 이웃 블록의 페이스 벡터를 이용하여, 이웃 블록의 페이스 벡터를 비-페이스 벡터로 변환할 수 있다. 현재 블록의 인터 예측 모드에 따라, 이웃 블록의 변환된 비-페이스 벡터를 기초로, 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.

다른 예로, 현재 블록의 움직임 벡터가 페이스 벡터인지, 비-페이스 벡터인지 여부에 따라, 현재 블록의 움직임 벡터의 부호화/복호화 방법을 상이하게 결정할 수도 있다. 예컨대, 현재 블록의 움직임 벡터가 비-페이스 벡터인 경우, 이웃 블록의 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 반면, 현재 블록의 움직임 벡터가 페이스 벡터인 경우, 페이스 벡터 값을 그대로 비트스트림을 통해 부호화/복호화할 수도 있다.

상술한 예를 통해 설명한 바와 같이, 360도 투사 영상에서, 현재 블록과 상이한 페이스에 속한 참조 블록을 통해, 현재 블록의 움직임 보상을 수행할 수 있다. 다만, 현재 블록이 포함된 페이스와 참조 블록이 포함된 페이스의 위상, 크기 또는 모양 중 적어도 하나가 상이한 경우, 참조 페이스 내 현재 블록의 예측 블록과 정합되는 참조 블록을 탐색하기 어렵다. 예컨대, TPP 하에서, 전면(Front) 페이스와 우측(Right) 페이스는 상이한 크기 및 모양을 갖기 때문에, 전면 페이스에 속한 블록과 우측 페이스에 속한 블록 사이 유사성을 갖기 어렵다. 이에 따라, 현재 페이스와 상이한 위상, 크기 또는 모양을 갖는 참조 페이스로부터 움직임 추정 또는 움직임 보상을 수행하고자 하는 경우, 현재 페이스와 참조 페이스의 위상, 크기 또는 모양을 일치시키는 변환이 수행될 필요가 있다.

이하, 현재 블록과 참조 블록이 동일한 페이스에 속하는지 여부(또는 이들이 상호 대응하는 페이스에 속하는지 여부)에 따른, 인터 예측 수행 방법에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 19는 현재 블록과 참조 블록이 동일한 페이스에 속한 경우의 움직임 벡터를 나타낸 도면이다.

현재 블록과 참조 블록이 포함된 페이스가 동일한 경우(즉, 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스가 동일한 경우), 움직임 벡터는 2D 영상에서와 같이, 현재 블록 사이의 시작점과 참조 블록의 시작점 사이의 좌표 차이를 움직임 벡터로 사용할 수 있다.

도 20은 현재 블록과 참조 블록이 상이한 페이스에 속한 경우의 움직임 벡터를 나타낸 도면이다.

현재 블록과 참조 블록이 포함된 페이스가 상이(즉, 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스가 상이)하고, 현재 페이스와 참조 페이스 사이의 크기, 모양 또는 위상 중 적어도 하나가 상이한 경우, 참조 블록이 속한 페이스를 예측 블록이 속한 페이스의 크기, 모양 또는 위상에 맞춰 변형할 수 있다. 예컨대, 위상 변형(warping), 보간 및/또는 패딩(padding) 중 적어도 하나를 이용하여, 참조 페이스를 변환할 수 있다. 일 예로, 도 21은 참조 페이스를 현재 페이스에 맞춰 변형하는 예를 도시한 도면이다. 현재 페이스와 참조 페이스의 크기 및/또는 모양이 다른 경우, 도 21에 도시된 예에서와 같이, 참조 페이스에 위상 변형, 패딩 또는 보간을 적용하여, 참조 페이스를 현재 페이스와 동일한 크기 및/또는 모양을 갖도록 변형할 수 있다. 참조 페이스를 변형함에 있어서, 위상 변형, 패딩 및/또는 보간 중 적어도 하나가 생략될 수도 있고, 도 21에 도시된 것과 다른 순서로, 참조 페이스의 변형이 수행될 수 있다.

현재 페이스에 맞춰 변형된 참조 페이스를 움직임 보상 참조 페이스(reference face for motion compensation)라 호칭할 수 있다.

움직임 보상 참조 페이스를 기 정의된 정밀도(예컨대, 쿼터 펠 또는 정수 펠 등)로 보간할 수 있다. 보간된 움직임 보상 참조 페이스 내 현재 블록의 예측 블록과 가장 유사한 블록을 현재 블록의 예측 블록으로 생성할 수 있다. 도 20에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 움직임 벡터는, 현재 블록의 시작 위치와 참조 블록의 시작 위치 사이의 좌표 차를 나타낼 수 있다(즉, 비-페이스 벡터를 부호화/복호화). 도시되지는 않았지만, 움직임 보상 참조 페이스 내 기준 위치로부터 참조 블록의 시작 위치 사이의 좌표 차를 현재 블록의 움직임 벡터로 설정하는 것도 가능하다(즉, 페이스 벡터를 부호화/복호화).

도 20 및 도 21에서는, 현재 페이스의 위상, 크기 또는 모양에 맞춰 참조 페이스를 변형하는 것으로 설명하였다. 도시된 것과 반대로, 참조 페이스의 위상, 크기 또는 모양에 맞춰 현재 페이스를 변형하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 유도하는 것도 가능하다.

상술한 예에서와 같이, 현재 페이스 및 참조 페이스 사이의 위상, 크기 또는 모양 중 적어도 하나가 상이한 경우, 현재 페이스 및 참조 페이스 사이의 위상, 크기 또는 모양 중 적어도 하나를 변형하여, 인터 예측이 수행될 수 있다.

도 22는 본 발명에 따른, 360도 투사 영상 내 현재 블록의 인터 예측을 수행하는 방법을 나타낸 도면이다.

도 22를 참조하면, 먼저, 비트스트림으로부터 참조 페이스에 관한 정보를 복호화할 수 있다(S2210). 참조 페이스에 관한 정보가 복호화되면, 복호화된 정보를 기초로, 현재 블록과 참조 블록이 동일한 페이스에 속하는지 여부를 결정할 수 있다(S2220).

참조 페이스에 관한 정보는, 현재 블록과 참조 블록이 동일한 페이스에 속하는지 여부 또는 참조 페이스 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

예를 들어, 현재 블록이 속한 페이스와 참조 블록이 속한 페이스가 상호 대응되는지 여부 또는 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스가 동일한지 여부를 나타내는 'isSameFaceFlag'가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. isSameFaceFlag의 값이 1인 것은, 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스가 동일한 값을 갖는 것 또는 현재 블록이 속한 페이스와 참조 블록이 속한 페이스가 상호 대응됨을 의미할 수 있다. 반면, isSameFaceFlag의 값이 0인 것은, 현재 페이스와 참조 페이스 인덱스가 상이한 값을 갖는 것 또는 현재 블록이 속한 페이스와 참조 블록이 속한 페이스가 상호 대응되지 않음을 의미할 수 있다.

참조 페이스 인덱스는, isSameFaceFlag의 값이 0인 경우에 한하여 시그널링될 수 있다. 또는, isSameFaceFlag의 시그널링을 생략하고, 필수적으로 참조 페이스 인덱스를 시그널링하는 것도 가능하다. isSameFaceFlag의 시그널링이 생략되는 경우, 현재 페이스 인덱스와 참조 페이스 인덱스를 비교하여, 현재 블록 및 참조 블록이 동일한 페이스에 속하는지 여부를 판단할 수 있다.

현재 블록과 참조 블록이 동일한 페이스에 포함되는 것으로 판단되는 경우, 현재 블록과 참조 페이스 내 참조 블록 사이의 좌표 차를 나타내는 움직임 벡터를 획득하고(S2230), 획득된 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 보상을 수행할 수 있다(S2240).

반면, 현재 블록과 참조 블록이 상이한 페이스에 포함되는 것으로 판단되는 경우, 참조 페이스의 위상, 크기 또는 모양 중 적어도 하나를 현재 페이스에 맞춰 변형한 움직임 보상 참조 페이스를 생성할 수 있다(S2250). 움직임 벡터 참조 페이스가 생성되면, 현재 블록과 움직임 보상 참조 페이스 내 참조 블록 사이의 좌표 차를 나타내는 움직임 벡터를 획득하고, 획득된 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 보상을 수행할 수 있다.

현재 블록과 참조 블록이 상이한 페이스에 속한 경우라 하더라도, 현재 페이스 및 참조 페이스 사이의 위상, 크기 또는 모양이 동일한 경우라면, 움직임 벡터 참조 페이스를 생성하는 과정이 생략될 수 있다.

다른 예로, 참조 블록이 특정 페이스에 속하는지 여부에 기초하여, 참조 페이스를 변형할 것인지 여부를 판단할 수도 있다. 예컨대, TPP 기반의 360도 투사 영상에서는, 참조 블록이 전면 페이스에 존재하는지 여부를 나타내는 플래그를 시그널링할 수 있다. isRefInFrontFlag는 참조 블록이 전면 페이스에 존재하는지 여부를 나타내는 것으로, 그 값이 1이면, 참조 블록의 시작점이 전면 페이스에 존재함을 나타내고, 그 값이 0이면 참조 블록의 시작점이 우측, 좌측, 상단, 하단 또는 후면 페이스에 존재함을 나타낼 수 있다. 현재 블록 및 참조 블록이 모두 전면 페이스에 속한 경우, 또는 현재 블록 및 참조 블록이 모두 전면 페이스에 속하지 않은 경우에는 움직임 보상 참조 페이스를 생성하는 과정이 생략될 수 있다. 반면, 현재 블록 및 참조 블록 중 하나는 전면에 속하고 다른 하나는 전면에 속하지 않는 경우에는, 움직임 보상 참조 페이스를 생성하고, 생성된 움직임 보상 참조 페이스에서 현재 블록의 참조 블록을 특정할 수 있다.

360도 투사 영상에서 현재 블록의 움직임 보상은, 현재 블록과 동일한 페이스에 속하는 참조 블록만을 이용하도록 제한할 수도 있다. 현재 블록에 대한 움직임 추정 및 움직임 보상은, 현재 블록과 동일한 페이스에 속하는 참조 블록을 대상으로 수행될 수 있다. 예컨대, 도 17의 (c)에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록과 참조 블록이 상이한 페이스에 속하는 경우와 같은 움직임 보상은 수행되지 않을 수 있다. 참조 블록이 속한 페이스는, 참조 블록의 기준점의 위치를 기초로 판단될 수 있다. 여기서, 참조 블록의 기준점은, 참조 블록의 코너 샘플, 중심점 등일 수 있다. 예컨대, 참조 블록이 두 페이스의 경계에 걸쳐 위치하는 경우라 하더라도, 참조 블록의 기준점이 현재 페이스와 동일한 페이스에 속한 다면, 참조 블록은 현재 블록과 동일한 페이스에 속하는 것으로 판단될 수 있다.

현재 블록과 상이한 페이스에 속하는 참조 블록을 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있는지 여부는, 투사 방법, 페이스의 크기/형태, 페이스 간 크기 차이 등을 기초로 적응적으로 결정될 수 있다. 또는, 현재 블록과 상이한 페이스에 속하는 참조 블록을 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있는지 여부를 나타내는 정보(예컨대, 플래그)가 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.

현재 블록의 움직임 보상은, 현재 페이스에 대응하는 참조 페이스에 속한 픽셀의 보간, 패딩 또는 위상 변형하여 생성된 참조 블록을 기초로 수행될 수 있다. 예컨대, 참조 블록이 2개 이상의 페이스에 걸쳐 있고, 참조 블록의 기준점이 현재 페이스에 대응하는 참조 페이스에 속한 경우, 참조 블록은, 현재 페이스에 대응하는 참조 페이스(이하, 제1 페이스라 함)에 속하는 제1 영역과 현재 페이스를 벗어난 참조 페이스(이하, 제2 페이스 함)에 속하는 제2 영역을 포함할 수 있다.

이때, 제1 페이스에 포함된 샘플을 복사 또는 보간하여 제2 영역의 픽셀을 생성하거나, 제1 페이스에 포함된 샘플 및/또는 제2 페이스의 픽셀에 소정의 필터를 적용하여, 제2 영역의 픽셀을 생성할 수도 있다. 소정의 필터는 가중 필터, 평균 필터 또는 보간 필터 등을 의미할 수 있다. 필터가 적용되는 픽셀 영역은, 제1 페이스 및/또는 제2 페이스에 속한 전부 영역일 수도 있고, 일부 영역일 수도 있다. 여기서, 일부 영역은, 제1 영역 및 제2 영역이거나, 부호화기/복호화기에서 기 정의된 크기/형태의 영역일 수도 있다. 상기 필터는, 제1 페이스와 제2 페이스의 경계에 인접한 하나 또는 그 이상의 픽셀에 적용될 수 있다.

도 23은 참조 페이스에 속한 샘플을 기초로 참조 블록을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.

도 23에 도시된 예에서와 같이, 현재 페이스에 대응하는 참조 페이스(제1 페이스)의 경계에 포함된 샘플을, 패딩(또는 복사) 및/또는 보간 하거나, 제1 페이스에 포함된 샘플과, 제1 페이스에 인접한 제2 페이스에 포함된 샘플들 사이에 필터를 적용함으로써 생성된 참조 블록을 기초로, 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다.

도 23에 도시된 예에서는, 참조 블록의 기준점이 속한 전면 페이스에 포함된 샘플을 패딩하여 패딩 영역을 생성하고, 패딩 영역에 포함된 샘플을 이용하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상이 수행되는 것으로 도시되었다.

또는, 제1 페이스의 값을 이용하여, 제2 페이스 전부 또는 일부를 위상 변형한 움직임 참조 보상 참조 페이스를 생성한 뒤, 생성된 움직임 보상 참조 페이스를 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행할 수도 있다.

도 24는 참조 블록의 기준점이 포함된 제1 페이스에 인접한 제2 페이스를 변형하여, 움직임 보상 참조 페이스를 생성하는 예를 나타낸 도면이다.

도 24에 도시된 예에서와 같이, 참조 블록의 일부 영역을 포함하나, 참조 블록의 기준점을 포함하고 있지 않은 제2 페이스의 전부 또는 일부 영역에 대해 변형, 보간 또는 패딩 중 적어도 하나를 수행함으로써, 움직임 보상 참조 페이스를 생성할 수 있다. 이에 따라, 움직임 보상 참조 페이스에 속한 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 보상이 수행될 수 있다.

현재 페이스에 대응하는 참조 페이스에 속한 샘플 값을 기초로 생성된 참조 블록을, 움직임 보상에 이용할 것인지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수도 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그로, 예컨대, 플래그의 값이 0인 것은, 현재 페이스에 대응하는 참조 페이스에 속한 샘플 값을 기초로 생성된 참조 블록을 움직임 보상에 이용하지 않음을 나타내고, 플래그의 값이 1인 것은, 현재 페이스에 대응하는 참조 페이스에 속한 샘플 값을 기초로 생성된 참조 블록을 현재 블록의 움직임 보상에 이용할 수 있음을 나타낼 수 있다.

3D 데이터의 투영 방법에 따라, 페이스 간 크기/형태는 상이할 수 있다. 예컨대, TPP 투영 방법 하에서, 전면 페이스는 잔여 페이스보다 클 수 있다. 크기가 작은 페이스는 크기가 큰 페이스에 비해 상대적으로 정보량이 작다. 이에 따라, 크기가 작은 페이스에서의 움직임 벡터 정밀도를 높여, 부호화 효율을 높일 수 있다. 즉, 참조 블록이 포함된 참조 페이스의 크기/형태에 따라, 움직임 벡터 정밀도가 적응적으로 결정될 수 있다.

예컨대, TPP 기반의 360도 투사 영상에서, 참조 블록이 전면 페이스에 속한 경우, 쿼터 펠(1/4pel)을 이용하여 움직임 보상을 수행하는 반면, 참조 블록이 전면 페이스보다 크기가 작은 우측 페이스, 좌측 페이스, 상단 페이스 또는 하단 페이스에 속한 경우에는 옥토 펠(1/8pel)을 이용하여 움직임 보상을 수행할 수 있다.

반대로, 참조 페이스의 크기가 클수록 더 작은 움직임 벡터 정밀도를 사용하고, 참조 페이스의 크기가 작을수록 더 큰 움직임 벡터 정밀도를 사용하는 것도 가능하다.

상술한 예에서는, 복수의 페이스로 구성된 픽쳐가 참조 픽처로 이용될 수 있는 것으로 가정하였다. 다른 예로, 각 페이스를 참조 픽처로 사용하거나, 소정 개수의 페이스 집합을 참조 픽처로 이용할 수도 있다. 또는, TPP 등에 기반한 360도 투사 영상에서는, 전면 페이스만을 참조 픽처로 이용하거나, 전면 페이스를 참조 픽처로 이용함과 동시에, 그 이외의 페이스들 집합을 참조 픽처로 이용할 수도 있다.

360도 투사 영상은 투영 기법에 따라, 복수의 페이스로 구성될 수 있다. 360도 투사 영상에 포함된 페이스의 개수는, 부호화기에서 부호화되어 비트스트림을 통해 전송될 수 있다. 즉, 페이스의 개수는 페이스 개수 정보에 따라 가변적으로 결정될 수 있다.

또는, 투영 기법에 따라, 360도 투사 영상을 구성하는 페이스의 개수가 결정될 수도 있다. 예컨대, CMP 또는 TPP 포맷이 이용되는 경우, 360도 투사 영상은 6개의 페이스로 구성되는 반면, SSP 포맷이 이용되는 경우, 360도 투사 영상은 3개의 페이스로 구성될 수 있다. 부호화기는 360도 영상의 투영 변환 기법을 나타내는 정보를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 복호화기는, 투영 변환 기법에 따라, 360도 투사 영상 내 페이스의 개수, 위치 및/또는 크기 등을 특정할 수 있다.

페이스는, 투영 방법에 따라, 삼각형, 사각형(예를 들어, 직사각형, 직사각형, 정사각형, 사다리꼴 또는 평행 사변형 등), 기타 다각형 형태 또는 원형을 띨 수 있다. 아울러, 360도 투사 영상에 포함된 복수의 페이스 중 적어도 하나는 다른 하나와 다른 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 도 12에 예시된 TPP 포맷 하에서, Front 페이스는 타 페이스들보다 큰 크기를 가질 수 있고, Front 페이스 및 Back 페이스의 형태(정사각형)와 나머지 페이스들의 형태(사다리꼴)는 상이할 수 있다.

360도 영상을 사각형 형태의 2D 영상으로 재정렬하는 프레임 패킹을 수행함에 있어서, 페이스의 크기 및/또는 형태를 변환하는 변환 과정이 수반될 수 있다. 예컨대, 360도 영상을 2D 평면에 전개한 360도 투사 영상에 포함된 복수의 페이스 중 적어도 하나를 변환하는 프레임 패킹이 수행될 수 있다. 여기서, 변환 과정은, 페이스의 너비 또는 높이 중 적어도 하나를 재조정하는 것, 페이스를 제1 형태에서 제2 형태로 변환하는 것, 페이스를 소정 각도로 회전하는 것, 현재 페이스를 소정 위치의 페이스로 대체하는 것 등을 의미할 수 있다. 예컨대, 직사각형 또는 정사각형 형태가 아닌 페이스를 직사각형 또는 정사각형 형태로 변환하여 프레임 패킹을 수행할 수 있다. 구체적으로, 삼각형, 사다리꼴 또는 원형의 페이스를 직사각형 또는 정사각형으로 변환하여 프레임 패킹을 수행할 수 있다.

변환 과정은, 변환 대상인 현재 페이스와 주변 페이스 중 적어도 하나의 위치, 크기 또는 형태 등을 참조하여 수행될 수 있다. 아울러, 페이스의 변환은, 샘플 패딩(Sample Padding), 보간 필터링(Interpolation Filtering), 페이스 경계의 평활 필터링(Smoothing Filtering for Face Boundary) 또는 리사이징(Resizing) 등을 기초로 수행될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여, 페이스 변형이 수반되는 프레임 패킹 방법에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 후술되는 실시예는, 주로 TPP 포맷을 예로 설명할 것이나, TPP 포맷이 아닌 다른 투영 변환 포맷에서도, 변환 과정을 수반하는 프레임 패킹이 수행될 수 있다할 것이다.

도 12에서는, 360도 영상을 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷을 이용하여 투영 변환하는 경우, Front 페이스 및 Back Face를 제외한 잔여 페이스들은, 사다리꼴 형태를 갖는 것으로 도시되었다. 이 경우, 페이스간 경계가 사선의 형태를 띠기 때문에, 페이스 경계에서 부호화/복호화 효율이 감소하는 문제점이 있다. 이에, 모든 페이스가 사각형을 띠는 변형된 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷을 고려할 수 있다.

도 25는 변형된 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷을 나타낸 예이다.

도 25에 도시된 예에서와 같이, Left, Right, Top 및 Bottom 페이스가 모두 직사각형 형태를 갖도록 360도 영상을 투영 변환할 수 있다. 이때, 각 페이스의 배치를 고려하여, 도 25의 (a)에 도시된 예에서와 같이, Top 및 Bottom 페이스의 크기를 Right 및 Left 페이스의 크기보다 작게 설정할 수도 있고, 도 25의 (b)에 도시된 예에서와 같이, Top 및 Bottom 페이스의 크기를 Right 및 Left 페이스의 크기보다 크게 설정할 수도 있다. 도시되지는 않았지만, Top, Bottom, Right, Left 페이스의 크기를 동일하게 설정할 수도 있다.

다른 예로, 360도 영상을 도 12에 도시된 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷으로 투영 변환하되, 사다리꼴 형태로 투영된 페이스를 직사각형 형태로 변환하는 프레임 패킹을 수행하여, 페이스간 경계가 사선을 띠는 것을 방지할 수도 있다. 예컨대, 도 12에 도시된 예에서와 같이, 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷을 이용하여 360도 영상을 투영 변환하는 경우, Left, Right, Top, bottom 페이스는 사다리꼴 형태를 띠고, 이에 따라 이들 페이스들간 경계(Face Boundary)는 사선 방향을 띠게 된다. 페이스 경계가 사선 방향을 띰에 따라, 영상의 연속성이 떨어지고, 부호화 효율이 낮아지는 단점이 발생할 수 있다. 이에, 사다리꼴 형태의 페이스를 직사각형 형태의 페이스로 변환하여 프레임 패킹을 수행할 수 있다.

도 26은 사다리꼴 형태의 페이스를 직사각형 형태로 변환하는 예를 나타낸 도면이다.

도 26에 도시된 예에서와 같이, 페이스 경계에 패딩을 수행하여, 사다리꼴 형태의 페이스를 직사각형 형태의 페이스로 변환할 수 있다. 도시된 예와 달리, 보간 또는 경계 필터 등을 이용하여 사다리꼴 형태의 페이스를 직사각형 형태의 페이스로 변환할 수도 있다. 사다리꼴 형태의 페이스를 직사각형 형태의 페이스로 변환한 뒤, 직사각형 형태의 페이스들의 크기를 조절하고, 직사각형 형태의 페이스들을 재배치하여, 360도 투영 영상을 획득할 수 있다. 도 26의 예는 한 실시예일 뿐이며, 사다리꼴 형태 페이스를 직사각형 형태 페이스로 변환하는것으로만 제한하지 않고, 투영 변환 포맷에 따라, 사각이 아닌 형태의 페이스를 사각 형태로 변환하는 것에도 적용될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 삼각형 또는 원형 페이스를 사각 형태로 변환할 수 있다.

도 27은 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷 하에서의 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

도 27에 도시된 예에서와 같이, 360도 영상을 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷을 기초로 투영 변환한 뒤, 사다리꼴 형태(Trapezoid)로 투영된 Left, Right, Top 및 Bottom 페이스를 직사각형 형태로 변환하고, 변환된 페이스들을 재배치하는 프레임 패킹이 수행될 수 있다. 이때, 페이스들의 배치를 고려하여, 도 27의 (a)에 도시된 예에서와 같이, Top 및 Bottom 페이스의 크기를 Right 및 Left 페이스의 크기보다 작게 설정하거나, 도 27의 (b)에 도시된 예에서와 같이, Top 및 Bottom 페이스의 크기를 Right 및 Left 페이스의 크기보다 크게 설정할 수 있다.

또는, 변환된 페이스들을 리사이징하지 않고, 프레임 패킹을 수행할 수도 있다. 이 경우, 페이스들의 경계에서, 페이스들이 중첩 배치되는 중복 영역이 발생할 수 있다. 페이스 간 연속성을 고려하여, 중복 영역에는 가중 예측을 수행할 수 있다.

도 28은 변환된 페이스들을 리사이징하지 않는 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

사다리꼴 형태의 Top, Bottom Right 및 Left 페이스 직사각형 형태의 페이스로 변환한 뒤, 이들을 리사이징하지 않고 배치하는 경우, 이들 페이스들 사이에 중복 영역이 발생할 수 있다. 예컨대, Back 페이스를 기준으로, 변환된 Right 페이스(R') 및 변환된 Left 페이스(L')를 Back 페이스의 좌우에 배치하고, 변환된 Top 페이스(T') 및 변환된 Bottom 페이스(B')를 Back 페이스의 상하에 배치하는 경우, 변환된 Right 페이스는 변환된 Top 페이스 및 변환된 Bottom 페이스의 일부와 중첩되고, 변환된 Left 페이스는 변환된 Top 페이스 및 변환된 Bottom 페이스의 일부와 중첩된다.

이때, 페이스간 중첩 영역은, 중첩되는 페이스 간 가중 평균 값을 가질 수 있다. 예컨대, Right 페이스(R')와 Top 페이스(T') 사이의 중첩 영역은, Right 페이스(R')에 포함된 샘플들과 Top 페이스(T')에 포함된 샘플들 사이의 가중 평균값을 갖도록 설정될 수 있다. 또한, Right 페이스(R')와 Bottom 페이스(B') 사이의 중첩 영역은 Right 페이스(R')에 포함된 샘플들과 Bottom 페이스(B')에 포함된 샘플들 사이의 가중 평균값으로 설정될 수 있다.

페이스간 중첩 영역의 샘플값은, 중첩되는 페이스들에 포함되는 샘플들뿐만 아니라, Front 페이스 또는 Back 페이스 등에 포함되는 샘플들을 이용하여, 계산될 수도 있다. 예컨대, Right 페이스(R')과 Top 페이스(T') 사이의 중첩 영역은, Right 페이스(R')에 포함된 샘플들과 Bottom 페이스(B')에 포함된 샘플들 이외에도, Front 페이스에 속한 샘플들을 더 이용하여 계산된 가중 평균값으로 설정될 수 있다.

상술한 바와 같이, 중첩 영역을 형성하는 양 페이스에 포함된 샘플들에 가중 필터를 적용함으로써, 중복 영역 내 샘플의 값을 생성할 수 있다. 이때, 양 페이스에 적용되는 가중치(또는 가중 필터의 계수)는, 중복 영역 내 샘플의 위치와 무관하게 동일한 값을 가질 수 있다. 또는, 중복 영역 내 샘플의 위치를 고려하여, 각 페이스에 적용되는 가중치를 가변적으로 결정할 수도 있다. 일 예로, 가중 필터의 계수는, 샘플 간 거리에 기초하여, 유도되거나, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 고정값을 가질 수 있다.

또한, 복수의 중첩 영역에서 동일한 가중 필터를 사용할 수도 있고, 또는, 복수의 중첩 영역에서 상이한 가중 필터를 사용하는 것도 가능하다.

중첩 영역의 샘플값을 계산하기 위한 필터 관련 정보가 부호화되어 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 여기서, 필터 관련 정보는, 가중 필터를 적용할 것인지 여부, 필터가 적용되는 페이스를 식별하기 위한 정보, 필터의 계수, 필터의 길이 또는 필터이 강도 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

도시된 예에서와 달리, 중첩 영역을 형성하는 페이스 중 어느 하나의 샘플값을 중첩 영역의 샘플값으로 설정할 수도 있다. 일 예로, Right 페이스(R')과 Top 페이스(T') 사이의 중첩 영역을, Right 페이스(R')의 샘플값으로 설정하거나, Top 페이스(T')의 샘플값으로 설정할 수 있다.

페이스들이 중첩영역을 형성하지 않는 경우에도, 페이스간 경계 또는 경계를 포함하는 소정의 영역에 가중 필터를 적용할 수도 있다. 직사각형으로 변환된 형태의 페이스가 아닌 사다리꼴 형태의 페이스를 이용하여 360도 투영 영상을 생성하는 경우에도, 페이스들의 경계 또는 경계를 포함하는 소정의 영역에 가중 필터를 적용할 수 있다.

도 12, 도 25 내지 도 28을 통해 설명한 절삭형 피라미드 투영 변환 포맷 하에서, Back 페이스는 4개 경계 모두에서 주변 페이스와 인접해 있으나, Front 페이스는 단 하나의 경계에서만 타 페이스와 인접하게 된다. 이에 따라, Back 페이스 경계에서는 영상의 불연속성이 상대적으로 작아 부호화/복호화 효율이 높은 반면, Front 페이스 경계에서는 영상의 불연속성이 상대적으로 높아 부호화/복호화 효율이 낮은 단점이 있다. 이와 같은 단점을 극복하기 위해, Front 페이스를 2개의 서브 페이스로 나눈 뒤, 서브 페이스를 재배열하는 프레임 패킹을 수행할 수 있다.

도 29는 Front 페이스를 2개의 서브 페이스로 분할한 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

Front 페이스를 2개의 서브 페이스(Front 0, Front 1)으로 나눈 뒤, 어떠한 페이스와도 인접하지 않는 서브 페이스(Front 0)를 다른 서브 페이스(Front 1)의 반대편으로 배치하는 프레임 패킹을 수행할 수 있다. 예컨대, 도 27의 (a) 내지 (c)에 도시된 예에서와 같이, 서브 페이스 Front 1은 Right 페이스에 인접하도록 배치하고, 서브 페이스 Front 0는 Left 페이스에 인접하도록 배치할 수 있다.

다른 예로, Front 페이스 또는 Back 페이스 중 적어도 하나가 적어도 2개의 페이스와 연속되도록 프레임 패킹을 수행할 수도 있다. 이를 위해, Front 페이스 및 Back 페이스의 크기를 동일하게 구성하고, Left, Right, Top, Bottom 페이스를 크기가 동일한 사각형 형태로 구성할 수 있다.

도 30은 Front 페이스 또는 Back 페이스 중 적어도 하나가 2개의 페이스와 연속되는 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

도 30의 (a) 및 (b)에 도시된 예에서와 같이, Front 페이스 및 Back 페이스를 크기가 동일하도록 설정하고, Left, Right, Top, Bottom 페이스는 크기가 동일한 정사각형 형태로 구성할 수 있다. 그리고, Front 페이스 또는 Back 페이스 중 어느 하나가 Left, Right, Top, Bottom 페이스 중 2개와 연속하도록 페이스들을 배치할 수 있다. 도 30의 (a)에서는, Front 및 Back 페이스가 연속적으로 배치되고, Back 페이스가 Left 및 Bottom 페이스에 연속하도록 배치된 예가 도시되었다. 또는, Front 페이스는 Left, Right, Top, Bottom 페이스 중 2개와 연속하도록 배치하고, Back 페이스는 나머지 2개와 연속하도록 배치할 수도 있다. 도 30의 (b)에서는, Front 페이스가 Left 및 Bottom 페이스에 연속하고, Back 페이스가 Top 및 Right 페이스에 연속하도록 배치된 예가 도시되었다. 도 30에 도시된 Left, Right, Top, Bottom 페이스의 위치는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것에 불과하며, 도시된 것과 다르게 이들 페이스를 배치할 수도 있다.

다른 예로, Front 페이스 또는 Back 페이스 중 적어도 하나가 적어도 4개의 페이스와 연속되도록 프레임 패킹을 수행할 수도 있다. 이를 위해, Front 페이스 및 Back 페이스의 크기를 동일하게 구성하고, Left, Right, Top, Bottom 페이스를 수직 또는 수평 방향으로 일렬로 배열할 수 있다.

도 31은 Front 페이스 또는 Back 페이스 중 적어도 하나가 4개의 페이스와 연속되는 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

도 31의 (a) 및 (b)에 도시된 예에서와 같이, Front 페이스 및 Back 페이스를 크기가 동일하도록 설정하고, Left, Right, Top, Bottom 페이스는 크기가 동일한 사각형 형태로 구성할 수 있다. 또한, Left, Right, Top, Bottom 페이스를 위에서 아래로 연속하여 배열할 수 있다. 그리고, 도 31의 (a)에 도시된 예에서와 같이, Front 페이스 또는 Back 페이스 중 어느 하나가 Left, Right, Top, Bottom 페이스와 연속하도록 페이스들을 배치할 수 있다.

또는, 도 31의 (b)에 도시된 예에서와 같이, Front 페이스 및 Back 페이스를 각각 Left, Right, Top, Bottom 페이스들의 양측에 배치할 수도 있다. 도 31에 도시된 Left, Right, Top, Bottom 페이스의 위치는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것에 불과하며, 도시된 것과 다르게 이들 페이스를 배치할 수도 있다.

다른 예로, Left, Right, Top 및 Bottom 페이스를 2개 서브 페이스로 파티셔닝한 뒤, 각 서브 파티션을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하여 프레임 패킹을 수행할 수 있다.

도 32는 Right, Left, Top, Bottom 페이스를 2개의 서브 페이스로 파티셔닝한 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

도 32에 도시된 예에서와 같이, Right, Left, Top, Bottom 페이스를 각각 수직 또는 수평 방향의 2개의 파티션으로 분할할 수 있다. 그리고, 각 페이스 사이의 연속성을 고려하여, 각 서브 파티션을 회전 또는 플립(flip)하고, 회전 또는 플립된 서브 파티션을 재배치하는 프레임 패킹을 수행할 수 있다. 이때, 서브 파티션의 회전 방향 또는 회전 각도 중 적어도 하나는 서브 파티션의 위치 별로 상이할 수 있다. 또는, 주변 페이스와의 연속성을 고려하여, 주변 페이스의 회전 방향 또는 각도에 종속적으로, 서브 파티션의 회전 방향 또는 회전 각도를 결정할 수도 있다.

도 32에 도시되지는 않았지만, Front 페이스도 서브 파티션으로 분할한 뒤, 분할된 서브 파티션을 회전, 플립 또는 재배치하여 프레임 패킹을 수행할 수도 있다.

다른 예로, Left, Right, Top 및 Bottom 페이스를 각각 2개 서브 페이스로 파티셔닝한 뒤, 서브 페이스 중 하나는 Front 페이스와 인접하도록 배치하고, 다른 하나는 Back 페이스와 인접하도록 배치하는 프레임 패킹을 수행할 수도 있다.

도 33 및 도 34는 Right, Left, Top 및 Bottom 페이스를 2개의 서브 페이스로 파티셔닝한 프레임 패킹 방법을 나타낸 도면이다.

도 31에 도시된 예에서와 같이, Right, Left, Top 및 Bottom 페이스를 각각 2개의 서브 파티션으로 분할할 수 있다. 이때, Right, Left, Top, Bottom 페이스 각각은, Back 페이스에 연속인 영역과 Front 페이스에 연속인 영역으로 분할될 수 있다. 이들 페이스들이 2개의 서브 페이스들로 분할되면, 서브 페이스 중 하나는 Back 페이스와 인접하도록 구성하고, 다른 하나는 Front 페이스와 인접하도록 구성하는 프레임 패킹을 수행할 수 있다.

분할된 각 서브 페이스들은, 직사각형 형태로 변환될 수도 있다. 예컨대, 도 34에 도시된 예에서와 같이, Front 페이스에 인접한 4개의 서브 페이스 Right 0, Left 0, Top 0 및 Bottom 0와, Back Face에 인접한 4개의 서브 페이스 Right 1, Left 1, Top 1 및 Bottom 1을 사다리꼴 형태에서 직사각형 형태로 변환할 수 있다. 이때, 각 서브 페이스는 상호 중첩되지 않도록 리사이징되어 배치될 수도 있고, 또는, 도 28을 통해 설명한 예에서와 같이 중첩 영역이 발생하도록 배치될 수도 있다.

상술한 실시예들은, 절삭된 피라미드 투영 포맷을 예로 들어 설명되었으나, 본 발명이, 해당 투영 포맷에 한정적으로 적용되는 것은 아니다. 본 발명은, CMP, ISP, OHP, TPP, SSP, ECP 또는 RSP 등 복수개의 페이스로 구성되는 다양한 투영 변환 포맷에 적용될 수 있다. 예컨대, ISP 또는 OHP의 경우, 삼각형의 페이스를 사각형의 페이스로 변환하여 프레임 패킹이 수행될 수 있고, SSP, ECP 또는 RSP의 경우, 원형의 페이스를 사각형의 페이스로 변환하는 프레임 패킹이 수행될 수 있다.

상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

Claims (10)

1. 360도 영상을 2차원 영상으로 변환하는 단계;
   상기 2차원 영상에 포함된 페이스들 중 비-직사각형 형태의 페이스를 직사각형 형태로 변환하고, 변환된 페이스들을 재배열하여, 직사각형 형태의 투영 영상을 생성하는 단계; 및
   상기 투영 영상에 대한 복호화를 수행하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 2차원 영상은, 전면(Front), 후면(Back), 좌측(Left), 우측(Right), 상단(Top) 및 하단(Bottom) 페이스를 포함하고,
   상기 전면 페이스 및 상기 후면 페이스는 정사각형 형태를 갖고, 상기 좌측, 상기 우측, 상기 상단 및 상기 하단 페이스는 사다리꼴 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 투영 영상은, 상기 좌측, 상기 우측, 상기 상단 및 상기 하단 페이스들을 직사각형 모양으로 변환하고, 직사각형 모양으로 변환된 페이스들을 재배열함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 변환된 페이스들 중 일부는 크기가 감소된 상태로 상기 재배열이 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
5. 제3 항에 있어서,
   상기 변환된 페이스들을 재배열함으로써 발생하는 상기 변환된 페이스들 사이의 중첩 영역은, 상기 변환된 페이스들에 포함된 샘플들의 가중 평균값으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
6. 360도 영상을 2차원 영상으로 변환하는 단계;
   상기 2차원 영상에 포함된 페이스들 중 비-직사각형 형태의 페이스를 직사각형 형태로 변환하고, 변환된 페이스들을 재배열하여, 직사각형 형태의 투영 영상을 생성하는 단계; 및
   상기 투영 영상에 대한 부호화를 수행하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 2차원 영상은, 전면(Front), 후면(Back), 좌측(Left), 우측(Right), 상단(Top) 및 하단(Bottom) 페이스를 포함하고,
   상기 전면 페이스 및 상기 후면 페이스는 정사각형 형태를 갖고, 상기 좌측, 상기 우측, 상기 상단 및 상기 하단 페이스는 사다리꼴 형태를 갖는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 투영 영상은, 상기 좌측, 상기 우측, 상기 상단 및 상기 하단 페이스들을 직사각형 모양으로 변환하고, 직사각형 모양으로 변환된 페이스들을 재배열함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 변환된 페이스들 중 일부는 크기가 감소된 상태로 상기 재배열이 수행되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
10. 제8 항에 있어서,
    상기 변환된 페이스들을 재배열함으로써 발생하는 상기 변환된 페이스들 사이의 중첩 영역은, 상기 변환된 페이스들에 포함된 샘플들의 가중 평균값으로 설정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.

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