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WO2019059676A1 - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

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

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WO2019059676A1
WO2019059676A1 PCT/KR2018/011139 KR2018011139W WO2019059676A1 WO 2019059676 A1 WO2019059676 A1 WO 2019059676A1 KR 2018011139 W KR2018011139 W KR 2018011139W WO 2019059676 A1 WO2019059676 A1 WO 2019059676A1
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WO
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tree
block
division
size
encoding
Prior art date
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PCT/KR2018/011139
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English (en)
French (fr)
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임성창
강정원
고현석
이진호
이하현
전동산
김휘용
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Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Original Assignee
Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
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Publication date
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Priority to CN201880060206.XA priority patent/CN111149359B/zh
Priority to CN202311460021.7A priority patent/CN117499683A/zh
Priority to CN202311459880.4A priority patent/CN117499682A/zh
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    • H04N19/61—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using transform coding in combination with predictive coding

Definitions

  • the present invention relates to a video encoding / decoding method, an apparatus, and a recording medium storing a bitstream. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for encoding / decoding an image using various block division structures.
  • HD image and ultra high definition (UHD) image are increasing in various applications.
  • UHD image data has high resolution and high quality, the amount of data increases relative to the existing image data. Therefore, when the image data is transmitted using a medium such as a wired / wireless broadband line or stored using an existing storage medium, The storage cost is increased.
  • a high-efficiency image encoding / decoding technique for an image having higher resolution and image quality is required.
  • An inter picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture from a previous or a subsequent picture of a current picture by an image compression technique an intra picture prediction technique for predicting a pixel value included in a current picture using pixel information in a current picture
  • There are various techniques such as a transformation and quantization technique for compressing the energy of the residual signal, an entropy coding technique for assigning a short code to a value having a high appearance frequency, and a long code to a value having a low appearance frequency.
  • the image data can be effectively compressed and transmitted or stored.
  • a coding unit can be used for efficiently dividing an image in the coding and decoding of the image.
  • An encoding unit can be used as a basic unit of image encoding / decoding.
  • the encoding unit since the encoding unit always has a square shape and is divided into a quad tree shape, there is a limitation in encoding / decoding considering the local characteristics in an image.
  • the present invention can provide a method and apparatus for encoding / decoding an image using various block division structures in order to improve encoding / decoding efficiency of an image.
  • the image decoding method includes a step of dividing an encoding tree unit into at least one encoding unit according to a block division structure and a step of decoding based on the encoding unit, And a partitioning structure in which at least one of a tree and a triplet tree is divided.
  • At least one of intra-picture prediction and inter-picture prediction may be performed based on the encoding unit and decoded.
  • the step of decoding based on the encoding unit may perform at least one of inverse transform and inverse quantization based on the encoding unit to decode the encoded image.
  • the binary tree may include a vertical binary tree and a horizontal binary tree
  • the triplet tree may include a vertical triplet tree and a horizontal triplet tree
  • the block division structure may include a first flag indicating whether a quad tree is divided, a second flag indicating whether a binary tree is divided into three divided trees, a third flag indicating one of vertical division and horizontal division, And a fourth flag indicating either a binary tree partition or a triple tree partition.
  • the block partitioning structure includes at least one of a size of a quad tree root node, a minimum size of a quad tree leaf node, a maximum size of a binary tree root node, a maximum size of a triple tree root node, The minimum size of the binary tree leaf node, and the minimum size of the triple tree leaf node.
  • the size of the quad tree root node, the minimum size of the quad tree leaf node, the maximum size of the binary tree root node, the maximum size of the triple tree root node, the maximum depth of the binary / At least one of the minimum size of the triple leaf node and the minimum size of the triple triple leaf node may be included in the sequence parameter set.
  • the block division structure may be determined based on a maximum transform size.
  • the block division structure of the luminance signal and the color difference signal of the coding tree unit can be independently determined.
  • the image encoding method includes a step of dividing an encoding tree unit into at least one encoding unit according to a block division structure and a step of encoding based on the encoding unit, And a partitioning structure in which at least one of a tree and a triplet tree is divided.
  • the encoding based on the encoding unit may perform encoding by performing at least one of intra-picture prediction and inter-picture prediction based on the encoding unit.
  • encoding based on the encoding unit may be performed by performing at least one of conversion and quantization based on the encoding unit.
  • the block partitioning structure includes at least one of a size of a quad tree root node, a minimum size of a quad tree leaf node, a maximum size of a binary tree root node, a maximum size of a triple tree root node, The minimum size of the binary tree leaf node, and the minimum size of the triple tree leaf node.
  • the size of the quad tree root node, the minimum size of the quad tree leaf node, the maximum size of the binary tree root node, the maximum size of the triple tree root node, the maximum depth of the binary / A minimum size of a triple leaf node, and a minimum size of a triple triple leaf node may be included in a sequence parameter set.
  • the block division structure may be determined based on a maximum transform size.
  • the block division structure of the luminance signal and the color difference signal of the coding tree unit can be independently determined.
  • the recording medium includes a step of dividing an encoding tree unit into at least one encoding unit and encoding based on the encoding unit according to a block division structure, And a block division structure in which at least one of the triple divided trees is divided.
  • the bit stream generated by the image coding method may be stored.
  • the present invention can provide a method and apparatus for encoding / decoding an image using various block division structures in order to improve encoding / decoding efficiency of an image.
  • encoding and decoding efficiency of an image can be improved.
  • the computational complexity of an image encoder and a decoder can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a division structure of an image when coding and decoding an image.
  • FIG. 4 is a view for explaining quad tree partitioning, symmetric binary tree partitioning (SBT), and asymmetric binary tree partitioning (ABT) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates one embodiment of a quad-tree-symmetric binary tree partition.
  • FIG. 6 is a diagram showing a CTU and a tree structure corresponding thereto divided into quad-tree-symmetric binary tree partitioning structures.
  • Figure 7 illustrates one embodiment of a quadtree post-asymmetric binary tree partition.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of recursive execution of an asymmetric binary tree segmentation in a quad-tree asymmetric binary tree partition.
  • 9 is a diagram showing signaling of quad-tree post-asymmetric binary tree segmentation.
  • FIG. 10 shows an embodiment of a quad-tree post-shifted binary tree division that is divisible by two.
  • FIG. 11 shows an embodiment of a quadtree-shifted binary tree partition that is not divisible by two exponents.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining signaling of a quad-tree-shifted binary tree division.
  • Figure 13 illustrates one embodiment of a combined quadtree and binary tree partitioning.
  • FIG. 14 shows an embodiment of a quadtree binary / triple split tree partition.
  • FIG. 15 shows an embodiment of a vertical binary tree partition (BI_VER_SPLIT), a horizontal binary tree partition (BI_HOL_SPLIT), a vertical triple partition tree partition (TRI_VER_SPLIT) and a horizontal triple partition tree (TRI_HOL_SPLIT) according to the block type.
  • BI_VER_SPLIT vertical binary tree partition
  • BIOSPLIT horizontal binary tree partition
  • TRI_VER_SPLIT vertical triple partition tree partition
  • TRI_HOL_SPLIT horizontal triple partition tree
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a division mode allowed in a quad-tree post-binary / triple split tree division.
  • 17 is a diagram showing an embodiment of bit allocation according to the allowed division mode.
  • 18 is a diagram for explaining signaling of a quad-tree post-binary / triple split tree segmentation.
  • 19 is a diagram for explaining square division information signaling.
  • 20 is a diagram illustrating an embodiment of a separate PU / TU tree partition.
  • FIG. 21 is a view showing a detailed example of a CTU divided into a block division structure of a quad-tree post-binary tree division according to a quadtree depth and a binary tree depth.
  • FIG. 22 is a diagram showing an example in which a Cb signal and a Cr signal, which are color difference signals in the CTU, are divided into a quad-tree rear binary tree type block division structure.
  • 23 is a diagram showing an example of reconstructed quantization matrix coefficient scanning methods.
  • 24 is a flowchart illustrating a video decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, etc. in the present invention may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
  • / or < / RTI &gt includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
  • each component shown in the embodiments of the present invention are shown separately to represent different characteristic functions and do not mean that each component is composed of separate hardware or software constituent units. That is, each constituent unit is included in each constituent unit for convenience of explanation, and at least two constituent units of the constituent units may be combined to form one constituent unit, or one constituent unit may be divided into a plurality of constituent units to perform a function.
  • the integrated embodiments and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention, unless they depart from the essence of the present invention.
  • Some of the elements of the present invention are not essential elements that perform essential functions in the present invention, but may be optional elements only for improving performance.
  • the present invention can be implemented only with components essential for realizing the essence of the present invention, except for the components used for the performance improvement, and can be implemented by only including the essential components except the optional components used for performance improvement Are also included in the scope of the present invention.
  • an image may denote a picture constituting a video, or may represent a moving image itself.
  • " encoding and / or decoding of an image may mean “ encoding and / or decoding of moving image ", which means “ encoding and / or decoding of one of images constituting a moving image " It is possible.
  • moving image and “video” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target image may be a coding target image to be coded and / or a decoding target image to be decoded.
  • the target image may be an input image input to the encoding device or an input image input to the decoding device.
  • the target image may have the same meaning as the current image.
  • image image
  • picture picture
  • frame and “screen” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • the target block may be a current block to be coded and / or a current block to be decoded.
  • the target block may be the current block that is the current encoding and / or decoding target.
  • the terms "object block” and "current block” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • block and “unit” may be used interchangeably and may be used interchangeably. Or “ block " may represent a particular unit.
  • a specific signal may be a signal indicating a specific block.
  • an original signal may be a signal representing a target block.
  • the prediction signal may be a signal representing a prediction block.
  • the residual signal may be a signal representing a residual block.
  • each of the specified information, data, flag, index and element, attribute, etc. may have a value.
  • a value of " 0 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical false or a first predefined value. That is to say, the values " 0 ", False, Logical False, and First Default values can be used interchangeably.
  • a value of " 1 " such as information, data, flags, indexes and elements, attributes may represent a logical true or a second predetermined value. That is to say, the values " 1 ", " true ", " logical "
  • i When a variable such as i or j is used to represent a row, column or index, the value of i may be an integer greater than or equal to 0 and may be an integer greater than or equal to one. In other words, in embodiments, rows, columns, indexes, etc. may be counted from zero and counted from one.
  • Encoder An apparatus that performs encoding. That is, it may mean a coding apparatus.
  • Decoder An apparatus that performs decoding. That is, it may mean a decoding apparatus.
  • a block may mean a unit.
  • the current block may be a current block to be encoded at the time of encoding or a current block to be decoded at the time of decoding. Also, the current block may be at least one of a coding block, a prediction block, a residual block, and a transform block.
  • Sample It is the basic unit that constitutes a block. It can be expressed as a value from 0 to 2 Bd - 1 according to the bit depth (B d ).
  • a sample may be used in the same sense as a pixel or a pixel. That is, the samples, pixels, and pixels may have the same meaning.
  • Unit It can mean unit of image encoding and decoding.
  • a unit may be an area obtained by dividing one image.
  • a unit may mean a divided unit when an image is divided into subdivided units and then encoded or decoded. That is, one image can be divided into a plurality of units.
  • predetermined processing can be performed for each unit.
  • One unit may be further subdivided into smaller units having a smaller size than the unit.
  • the unit may be a block, a macroblock, a coding tree unit, a coding tree block, a coding unit, a coding block, A Prediction Unit, a Prediction Block, a Residual Unit, a Residual Block, a Transform Unit, a Transform Block, and the like.
  • the unit may also include a Luma component block, a corresponding chroma component block, and a syntax element for each block in order to be distinguished from the block.
  • the unit may have various sizes and shapes, and in particular the shape of the unit may include not only squares but also geometric figures that can be expressed in two dimensions, such as rectangles, trapezoids, triangles, pentagons.
  • the unit information may include at least one of a unit type indicating a coding unit, a prediction unit, a residual unit, a conversion unit, etc., a unit size, a unit depth, a unit encoding and decoding order,
  • Coding Tree Unit It is composed of two chrominance component (Cb, Cr) coded tree blocks related to one luminance component (Y) coded tree block. It may also include the blocks and the syntax elements for each block.
  • Each coding tree unit may be divided into a plurality of subunits such as a quad tree, a binary tree, a ternary tree, or the like in order to configure a lower unit such as a coding unit, a prediction unit, Can be divided. It can be used as a term to refer to a sample block which is a processing unit in the process of image encoding / decoding like an input image.
  • the quadtree may mean a quarternary tree.
  • Coding Tree Block It can be used as a term for designating any one of a Y encoded tree block, a Cb encoded tree block, and a Cr encoded tree block.
  • Neighbor block It can mean a block adjacent to the current block.
  • a block adjacent to the current block may refer to a block that is bordered by the current block or a block located within a predetermined distance from the current block.
  • the neighboring block may mean a block adjacent to the vertex of the current block.
  • a block adjacent to the vertex of the current block may be a block vertically adjacent to a neighboring block that is adjacent to the current block, or a block that is laterally adjacent to a neighboring block vertically adjacent to the current block.
  • a neighboring block may mean a restored neighboring block.
  • Reconstructed Neighbor Block may refer to a neighboring block that has already been encoded or decoded in a spatial / temporal manner around the current block.
  • the restored neighboring block may mean the restored neighboring unit.
  • the reconstructed spatial neighboring block may be a block already in the current picture and reconstructed through encoding and / or decoding.
  • the reconstructed temporal neighboring block may be a restored block at a position corresponding to the current block of the current picture in the reference picture or a neighboring block thereof.
  • Unit Depth This can mean the degree to which the unit is divided.
  • the root node can correspond to the first unit that has not been divided.
  • the superordinate node may be referred to as a root node.
  • the uppermost node may have a minimum depth value. At this time, the uppermost node may have a depth of Level 0.
  • a node with a depth of level 1 can represent a unit created as the first unit is once partitioned.
  • a node with a depth of level 2 may represent a unit created as the first unit is divided twice.
  • a node with a depth of level n may represent a unit created as the first unit is divided n times.
  • a leaf node may be the lowest node, and may be a node that can not be further divided.
  • the depth of the leaf node may be the maximum level.
  • the default value of the maximum level may be three.
  • the root node has the shallower depth and the leaf node has the deepest depth.
  • the level at which the unit exists may denote unit depth.
  • Bitstream may mean a bit string containing encoded image information.
  • Parameter Set Corresponds to header information in the structure in the bitstream. At least one of a video parameter set, a sequence parameter set, a picture parameter set and an adaptation parameter set may be included in the parameter set.
  • the set of parameters may also include a slice header and tile header information.
  • Parsing means to determine the value of a syntax element by entropy decoding the bitstream, or it may mean entropy decoding itself.
  • Symbol It can mean at least one of a syntax element of a unit to be encoded / decoded, a coding parameter, a value of a transform coefficient, and the like.
  • the symbol may mean a target of entropy encoding or a result of entropy decoding.
  • Prediction Mode It may be a mode to be encoded / decoded by intra prediction or a mode to be coded / decoded by inter prediction.
  • Prediction Unit It can mean a basic unit for performing prediction such as inter-picture prediction, intra-picture prediction, inter-picture compensation, in-picture compensation, and motion compensation.
  • One prediction unit may be divided into a plurality of smaller partitions or a plurality of lower prediction units.
  • the plurality of partitions may also be a base unit in performing prediction or compensation.
  • the partition generated by the division of the prediction unit may also be a prediction unit.
  • Prediction Unit Partition It can mean a prediction unit divided form.
  • Reference Picture List may refer to a list including one or more reference pictures used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the types of the reference image list may be LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) Lists can be used.
  • Inter-Prediction Indicator It can mean inter-picture prediction direction (unidirectional prediction, bidirectional prediction, etc.) of the current block. Or the number of reference images used in generating a prediction block of the current block. Or the number of prediction blocks used when inter-picture prediction or motion compensation is performed on the current block.
  • Prediction list utilization flag indicates whether to generate a prediction block using at least one reference image in a specific reference image list.
  • the inter-picture prediction indicator can be derived using the prediction list utilization flag, and conversely, the inter prediction prediction indicator can be used to derive the prediction list utilization flag. For example, when the prediction list utilization flag indicates a first value of 0, it can be indicated that a prediction block is not generated using the reference image in the reference image list, and when indicating a second value of 1, It can be shown that a prediction block can be generated using the image list.
  • Reference Picture Index It can refer to an index indicating a specific reference image in a reference image list.
  • Reference picture refers to an image referred to by a specific block for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the reference image may be an image including a reference block referred to by the current block for intra-picture prediction or motion compensation.
  • reference picture and “reference picture” may be used interchangeably and may be used interchangeably.
  • Motion Vector It can be a two-dimensional vector used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • the motion vector may mean an offset between a block to be encoded / decoded and a reference block.
  • (mvX, mvY) may represent a motion vector.
  • mvX may represent a horizontal component
  • mvY may represent a vertical component.
  • the search region may be a two-dimensional region for searching for a motion vector during inter-picture prediction.
  • the size of the search area may be MxN.
  • M and N may be positive integers, respectively.
  • Motion Vector Candidate It can be a block that is a candidate for prediction or a motion vector of the block when the motion vector is predicted.
  • the motion vector candidate may be included in the motion vector candidate list.
  • Motion Vector Candidate List may refer to a list constructed using one or more motion vector candidates.
  • Motion Vector Candidate Index Indicates an indicator indicating a motion vector candidate in a motion vector candidate list. And may be an index of a motion vector predictor.
  • Motion Information At least one of a motion vector, a reference image index, an inter-picture prediction indicator, a prediction list utilization flag, a reference image list information, a reference image, a motion vector candidate, a motion vector candidate index, a merge candidate, Can mean information including one.
  • Merge Candidate List It can mean a list composed of one or more merge candidates.
  • the merge candidate may include motion information such as an inter-picture prediction indicator, a reference picture index for each list, a motion vector, a prediction list utilization flag, and an inter-picture prediction indicator.
  • merge Index This can be an indicator that points to a merge candidate in the merge candidate list.
  • the merge index may indicate a block from which the merge candidate is derived, among the restored blocks spatially / temporally adjacent to the current block. Further, the merge index may indicate at least one of the motion information of the merge candidate.
  • Transform Unit It can mean a basic unit for performing residual signal encoding / decoding such as transform, inverse transform, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • One conversion unit may be divided and divided into a plurality of lower conversion units having a smaller size.
  • the transform / inverse transform may include at least one of a first transform / inverse transform and a second transform / inverse transform.
  • Scaling can be a process of multiplying a quantized level by an argument.
  • a transform coefficient can be generated as a result of scaling to a quantized level.
  • Scaling can also be referred to as dequantization.
  • Quantization Parameter This value can be used to generate a quantized level using a transform coefficient in quantization. Alternatively, it may mean a value used in generating a transform coefficient by scaling the quantized level in the inverse quantization.
  • the quantization parameter may be a value mapped to a quantization step size.
  • Residual Quantization Parameter It can mean the difference value between the predicted quantization parameter and the quantization parameter of the unit to be encoded / decoded.
  • Scan may mean a method of arranging the order of coefficients in a unit, block, or matrix. For example, arranging a two-dimensional array in a one-dimensional array is called a scan. Alternatively, arranging the one-dimensional arrays in the form of a two-dimensional array may be called scanning or inverse scanning.
  • Transform Coefficient It can mean the coefficient value generated after the conversion in the encoder. Alternatively, it may mean a coefficient value generated after performing at least one of entropy decoding and inverse quantization in a decoder. The quantized level or the quantized transform coefficient level to which the quantization is applied to the transform coefficient or the residual signal may be included in the meaning of the transform coefficient.
  • Quantized Level It means a value generated by performing quantization on a transform coefficient or a residual signal in an encoder. Alternatively, it may mean a value to be subjected to inverse quantization before performing inverse quantization in the decoder. Similarly, quantized transform coefficient levels that are the result of transform and quantization can also be included in the meaning of the quantized levels.
  • Non-zero Transform Coefficient A non-zero transform coefficient or a non-zero transform coefficient level or a quantized level.
  • Quantization Matrix It can mean a matrix used in the quantization or inverse quantization process to improve the subjective image quality or the objective image quality of the image.
  • the quantization matrix may also be referred to as a scaling list.
  • Quantization Matrix Coefficient It can mean each element in the quantization matrix.
  • the quantization matrix coefficient may be referred to as a matrix coefficient.
  • Default Matrix It can mean a predetermined quantization matrix predefined in the encoder and decoder.
  • Non-default Matrix It can mean a quantization matrix that is not predefined in the encoder and the decoder but is signaled by the user.
  • Statistic value Statistical value for at least one of variables having specific values that can be computed, coding parameters, constants, and the like can be calculated by averaging, weighted average, weighted sum, minimum value, maximum value, Value. ≪ / RTI >
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an encoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the encoding apparatus 100 may be an encoder, a video encoding apparatus, or an image encoding apparatus.
  • the video may include one or more images.
  • the encoding apparatus 100 may sequentially encode one or more images.
  • an encoding apparatus 100 includes a motion prediction unit 111, a motion compensation unit 112, an intra prediction unit 120, a switch 115, a subtractor 125, a transform unit 130, An inverse quantization unit 170, an adder 175, a filter unit 180, and a reference picture buffer 190.
  • the entropy encoding unit 150 may include an inverse quantization unit 140, an entropy encoding unit 150, an inverse quantization unit 160,
  • the encoding apparatus 100 may perform encoding in an intra mode and / or an inter mode on an input image. Also, the encoding apparatus 100 can generate a bitstream including information encoded through encoding of an input image, and output the generated bitstream. The generated bit stream may be stored in a computer-readable recording medium or may be streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the switch 115 can be switched to intra, and when the inter mode is used in the prediction mode, the switch 115 can be switched to the inter.
  • the intra mode may mean intra prediction mode
  • the inter mode may mean inter prediction mode.
  • the encoding apparatus 100 may generate a prediction block for an input block of an input image.
  • the encoding apparatus 100 may code the residual block using a residual of the input block and the prediction block.
  • the input image can be referred to as the current image which is the object of the current encoding.
  • the input block may be referred to as the current block or the current block to be coded.
  • the intra predictor 120 can use a sample of a block already encoded / decoded around the current block as a reference sample.
  • the intra predictor 120 can perform spatial prediction of a current block using a reference sample and generate prediction samples of an input block through spatial prediction.
  • intra prediction may mean intra prediction.
  • the motion predicting unit 111 can search the reference image for the best match with the input block in the motion estimation process, and derive the motion vector using the searched region .
  • the search area may be used as the area.
  • the reference picture may be stored in the reference picture buffer 190.
  • it when encoding / decoding of the reference image has been processed, it can be stored in the reference picture buffer 190.
  • the motion compensation unit 112 may generate a prediction block for a current block by performing motion compensation using a motion vector.
  • the inter prediction may mean inter picture prediction or motion compensation.
  • the motion estimator 111 and the motion compensator 112 may generate an interpolation filter for a part of a reference image when a value of a motion vector does not have an integer value .
  • a motion prediction and a motion compensation method of a prediction unit included in a corresponding encoding unit based on an encoding unit is performed using a skip mode, a merge mode, Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) mode, and current picture reference mode, and performs inter-picture prediction or motion compensation according to each mode.
  • AMVP Advanced Motion Vector Prediction
  • the subtractor 125 may generate a residual block using the difference between the input block and the prediction block.
  • the residual block may be referred to as a residual signal.
  • the residual signal may mean a difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual signal may be a signal generated by transforming, quantizing, or transforming and quantizing the difference between the original signal and the prediction signal.
  • the residual block may be a residual signal in a block unit.
  • the transforming unit 130 may perform a transform on the residual block to generate a transform coefficient, and output the generated transforming coefficient.
  • the transform coefficient may be a coefficient value generated by performing a transform on the residual block.
  • the transforming unit 130 may skip transforming the residual block.
  • a quantized level can be generated by applying quantization to the transform coefficients or residual signals.
  • the quantized level may also be referred to as a transform coefficient.
  • the quantization unit 140 can generate a quantized level by quantizing the transform coefficient or the residual signal according to the quantization parameter, and output the generated quantized level. At this time, the quantization unit 140 can quantize the transform coefficient using the quantization matrix.
  • the entropy encoding unit 150 can generate a bitstream by performing entropy encoding based on the values calculated by the quantization unit 140 or the coding parameters calculated in the encoding process according to the probability distribution And can output a bit stream.
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding of information on a sample of an image and information for decoding an image.
  • the information for decoding the image may include a syntax element or the like.
  • the entropy encoding unit 150 may use an encoding method such as exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) for entropy encoding.
  • CAVLC Context-Adaptive Variable Length Coding
  • CABAC Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoding unit 150 may perform entropy encoding using a Variable Length Coding / Code (VLC) table.
  • VLC Variable Length Coding / Code
  • the entropy encoding unit 150 derives a binarization method of a target symbol and a probability model of a target symbol / bin and then outputs a derived binarization method, a probability model, a context model, May be used to perform arithmetic coding.
  • the entropy encoding unit 150 may change a two-dimensional block form coefficient into a one-dimensional vector form through a transform coefficient scanning method to encode a transform coefficient level (a quantized level).
  • the coding parameter may include not only information (flag, index, etc.) signaled by the encoder and signaled to the decoder, but also information derived from the coding or decoding process, such as a syntax element, and may be encoded or decoded It can mean the necessary information when.
  • Signaling a flag or an index may mean that the encoder encodes the flag or index into entropy encoding and includes the bitstream in the bitstream.
  • the decoder decodes the corresponding flag or index from the bitstream. It may mean entropy decoding (Entropy Decoding).
  • the encoded current image can be used as a reference image for another image to be processed later. Accordingly, the encoding apparatus 100 can reconstruct or decode the encoded current image, and store the reconstructed or decoded image in the reference picture buffer 190 as a reference image.
  • the quantized level can be dequantized in the inverse quantization unit 160, And may be inverse transformed by the inverse transform unit 170.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficients may be combined with a prediction block through an adder 175.
  • a reconstructed block may be generated by summing the dequantized and / or inverse transformed coefficients and the prediction block.
  • the dequantized and / or inverse transformed coefficient means a coefficient in which at least one of inverse quantization and inverse transform is performed, and may mean a restored residual block.
  • the restoration block may pass through the filter unit 180.
  • the filter unit 180 may include at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) Can be applied.
  • the filter unit 180 may be referred to as an in-loop filter.
  • the deblocking filter can remove block distortion occurring at the boundary between the blocks. It may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on a number of columns included in the block or a sample included in the row to determine whether to perform the deblocking filter. When a deblocking filter is applied to a block, different filters can be applied according to the deblocking filtering strength required.
  • a sample offset value may be added to the sample value to compensate for encoding errors using a sample adaptive offset.
  • the sample adaptive offset can correct the offset from the original image in units of samples for the deblocked image.
  • a method of dividing a sample included in an image into a predetermined number of regions and determining an offset to be performed and applying an offset to the corresponding region or applying an offset considering edge information of each sample may be used.
  • the adaptive loop filter can perform filtering based on the comparison between the reconstructed image and the original image. After dividing the samples included in the image into predetermined groups, a filter to be applied to the group may be determined, and different filtering may be performed for each group. Information relating to whether to apply the adaptive loop filter can be signaled by a coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of the adaptive loop filter to be applied according to each block can be changed.
  • CU coding unit
  • the reconstructed block or reconstructed image obtained through the filter unit 180 may be stored in the reference picture buffer 190.
  • the reconstruction block through the filter 180 may be part of the reference image.
  • the reference image may be a restored image composed of restoration blocks that have passed through the filter unit 180.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a decoding apparatus to which the present invention is applied.
  • the decoding apparatus 200 may be a decoder, a video decoding apparatus, or an image decoding apparatus.
  • the decoding apparatus 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an intra prediction unit 240, a motion compensation unit 250, an adder 255, A filter unit 260, and a reference picture buffer 270.
  • the decoding apparatus 200 can receive the bit stream output from the encoding apparatus 100.
  • the decoding apparatus 200 may receive a bitstream stored in a computer-readable recording medium or a bitstream streamed through a wired / wireless transmission medium.
  • the decoding apparatus 200 can perform decoding in an intra mode or an inter mode with respect to a bit stream. Also, the decoding apparatus 200 can generate a reconstructed image or a decoded image through decoding, and output a reconstructed image or a decoded image.
  • the switch When the prediction mode used for decoding is the intra mode, the switch can be switched to intra.
  • the prediction mode used for decoding is the inter mode, the switch can be switched to the inter.
  • the decoding apparatus 200 can obtain a reconstructed residual block by decoding the input bitstream, and can generate a prediction block. Once the restored residual block and the prediction block are obtained, the decoding apparatus 200 can generate a reconstruction block to be decoded by adding the restored residual block and the prediction block.
  • the block to be decoded can be referred to as a current block.
  • the entropy decoding unit 210 may generate the symbols by performing entropy decoding according to the probability distribution of the bitstream.
  • the generated symbols may include symbols in the form of quantized levels.
  • the entropy decoding method may be a reversal of the above-described entropy encoding method.
  • the entropy decoding unit 210 may change the one-dimensional vector form factor into a two-dimensional block form through a transform coefficient scanning method to decode a transform coefficient level (quantized level).
  • the quantized level may be inversely quantized in the inverse quantization unit 220 and inversely transformed in the inverse transformation unit 230.
  • the quantized level can be generated as a reconstructed residual block as a result of performing inverse quantization and / or inverse transform.
  • the inverse quantization unit 220 may apply the quantization matrix to the quantized level.
  • the intraprediction unit 240 can generate a prediction block by performing spatial prediction on the current block using the sample value of the already decoded block around the current block to be decoded.
  • the motion compensation unit 250 can generate a prediction block by performing motion compensation on the current block using the motion vector and the reference image stored in the reference picture buffer 270.
  • the motion compensation unit 250 may generate a prediction block by applying an interpolation filter to a part of the reference image when the value of the motion vector does not have an integer value. It is possible to determine whether the motion compensation method of the prediction unit included in the encoding unit is based on the encoding unit in order to perform motion compensation, such as a skip mode, merge mode, AMVP mode, or current picture reference mode, To perform motion compensation.
  • the adder 255 may add the restored residual block and the predicted block to generate a restored block.
  • the filter unit 260 may apply at least one of a deblocking filter, a sample adaptive offset, and an adaptive loop filter to a restoration block or a restored image.
  • the filter unit 260 may output a restored image.
  • the restored block or reconstructed image may be stored in the reference picture buffer 270 and used for inter prediction.
  • the reconstruction block through the filter unit 260 may be part of the reference image. In other words, the reference image may be a reconstructed image including reconstruction blocks through the filter unit 260.
  • the stored reference picture can then be used for inter-picture prediction or motion compensation.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing a division structure of an image when coding and decoding an image.
  • Figure 3 schematically shows an embodiment in which one unit is divided into a plurality of lower units.
  • a coding unit can be used for coding and decoding.
  • An encoding unit can be used as a basic unit of image encoding / decoding.
  • the encoding unit can be used in a unit in which the intra-frame prediction mode and the inter-frame prediction mode are distinguished during image encoding / decoding.
  • the encoding unit may be a basic unit used for a process of prediction, conversion, quantization, inverse transform, inverse quantization, or encoding / decoding of transform coefficients.
  • an image 300 is sequentially divided in units of a Largest Coding Unit (LCU), and a divided structure is determined in LCU units.
  • the LCU can be used with the same meaning as a coding tree unit (CTU).
  • the division of a unit may mean division of a block corresponding to the unit.
  • the block division information may include information about the depth of the unit.
  • the depth information may indicate the number and / or the number of times the unit is divided.
  • One unit may be divided hierarchically into a plurality of subunits with depth information based on a tree structure. That is to say, the unit and the lower unit generated by the division of the unit can correspond to the node and the child node of the node, respectively.
  • Each divided subunit may have depth information.
  • the depth information may be information indicating the size of the CU and may be stored for each CU. Since the unit depth indicates the number and / or degree of division of the unit, the division information of the lower unit may include information on the size of the lower unit.
  • the divided structure may mean the distribution of a coding unit (CU) in the CTU 310.
  • This distribution can be determined according to whether or not to divide one CU into CUs of two or more positive integers (including 2, 4, 8, 16, etc.).
  • the horizontal size and the vertical size of the CU generated by the division are respectively one half of the horizontal size and the vertical size of the CU before the division, or a size smaller than the horizontal size of the CU before the division according to the divided number and a size smaller than the vertical size Lt; / RTI >
  • the CU may be recursively partitioned into a plurality of CUs.
  • the size of at least one of the horizontal and vertical sizes of the partitioned CUs can be reduced compared to at least one of the horizontal and vertical sizes of the CUs before partitioning.
  • the partitioning of the CU can be done recursively up to a predetermined depth or a predetermined size.
  • the depth of the CTU may be zero
  • the depth of the Smallest Coding Unit (SCU) may be a predetermined maximum depth.
  • the CTU may be an encoding unit having a maximum encoding unit size as described above
  • the SCU may be an encoding unit having a minimum encoding unit size.
  • the division starts from the CTU 310, and the depth of the CU increases by one every time the horizontal size and / or the vertical size of the CU is reduced by the division.
  • the unpartitioned CU may have a size of 2Nx2N.
  • a CU having a size of 2Nx2N can be divided into four CUs having an NxN size. The size of N can be reduced by half each time the depth is increased by one.
  • information on whether or not the CU is divided can be expressed through division information of the CU.
  • the division information may be 1-bit information. All CUs except SCU can contain partition information. For example, if the value of the division information is the first value, the CU may not be divided, and if the value of the division information is the second value, the CU may be divided.
  • a CTU having a depth of 0 may be a 64x64 block. 0 may be the minimum depth.
  • An SCU with a depth of 3 may be an 8x8 block. 3 may be the maximum depth.
  • the CUs of the 32x32 block and the 16x16 block can be represented by depth 1 and depth 2, respectively.
  • the horizontal and vertical sizes of the divided four encoding units can be respectively half as large as the horizontal and vertical sizes of the encoding units before being divided have.
  • each of the 4 divided encoding units may have a size of 16x16.
  • the encoding unit is divided into a quad-tree type (quad-tree partition).
  • the horizontal or vertical size of the two divided encoding units may be half the size of the horizontal or vertical size of the encoding unit before being divided .
  • the two divided encoding units may each have a size of 16x32.
  • the two divided encoding units may each have a size of 8x16.
  • the coding unit can be divided into three coding units by dividing the horizontal or vertical size of the coding unit before division into a ratio of 1: 2: 1.
  • the three divided encoding units may have sizes of 16x8, 16x16 and 16x8 from the upper side, respectively.
  • the three divided encoding units may have sizes of 8x32, 16x32, and 8x32 from the left side, respectively.
  • the CTU 320 of FIG. 3 is an example of a CTU to which a quad tree partition, a binary tree partition, and a triple partition tree are all applied.
  • a quadtree division in order to divide the CTU, at least one of a quadtree division, a binary tree division, and a triple division tree division may be applied.
  • Each partition may be applied based on a predetermined priority.
  • quadtree partitioning may be applied to CTU preferentially.
  • An encoding unit, which can no longer be quad-tree partitioned, can correspond to a leaf node of a quadtree.
  • An encoding unit corresponding to a leaf node of a quad tree may be a root node of a binary tree and / or a triplet tree. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be binary tree divided, triple divided tree divided, or no longer divided.
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree is subjected to binary tree division or triple tree division so that the encoding unit generated is not subjected to the quad tree division again, so that the division of the block and / Can be effectively performed.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the quadtree can be signaled using the quad partition information.
  • the quad partition information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is quad-tree partitioned.
  • Quad partition information having a second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is not quad-tree partitioned.
  • the quad partition information may be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree can be binary tree divided or triple divided tree.
  • the encoding unit generated by the binary tree division or the triple division tree division may be again binary tree division or triple division tree division or may not be further divided.
  • the partition where there is no priority between the binary tree partition and the triple partition tree partition may be referred to as a multi-type tree partition. That is, the encoding unit corresponding to the leaf node of the quadtree may be the root node of the multi-type tree.
  • the division of the encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree may be signaled using at least one of the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information. Division information, division direction information, and division tree information may be sequentially signaled for division of an encoding unit corresponding to each node of the hybrid type tree.
  • the division information of the hybrid type tree having the first value may indicate that the encoding unit is a hybrid type tree.
  • Information indicating whether the hybrid type tree has the second value e.g., '0'
  • the encoding unit may further include the division direction information.
  • the dividing direction information can indicate the dividing direction of the composite type tree division.
  • the division direction information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is divided in the vertical direction.
  • the division direction information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided in the horizontal direction.
  • the encoding unit may further include segmentation tree information.
  • the partition tree information can indicate the tree used for the complex tree partition.
  • the segmentation tree information having the first value (e.g., '1') may indicate that the encoding unit is binary tree segmented.
  • the segmentation tree information having the second value (e.g., '0') may indicate that the encoding unit is divided into three segments.
  • the division information, the division tree information, and the division direction information may each be a flag having a predetermined length (e.g., 1 bit).
  • At least one of quad partition information, partition information of the hybrid type tree, partition direction information, and partition tree information may be entropy-encoded / decoded.
  • information of a neighboring encoding unit adjacent to the current encoding unit may be used.
  • the context information for entropy encoding / decoding of the information of the current encoding unit can be derived based on the information of the surrounding encoding unit.
  • the information of the surrounding encoding unit may include at least one of the quad division information of the encoding unit, the division type information of the hybrid type tree, the division direction information, and the division tree information.
  • binary tree partitioning may be performed preferentially. That is, the binary tree segmentation is applied first, and the encoding unit corresponding to the leaf node of the binary tree can be set as the root node of the triplet tree. In this case, the quad tree segmentation and the binary tree segmentation may not be performed for the encoding unit corresponding to the node of the triple segment tree.
  • An encoding unit that is no longer segmented by a quadtree segmentation, a binary tree segmentation and / or a tri-segment tree segmentation may be a unit of encoding, prediction and / or conversion. That is, the encoding unit may not be further divided for prediction and / or conversion. Therefore, a division structure for dividing an encoding unit into a prediction unit and / or a conversion unit, division information, and the like may not exist in the bitstream.
  • the encoding unit can be recursively divided until the size becomes equal to or smaller than the size of the maximum conversion block. For example, when the size of the encoding unit is 64x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into four 32x32 blocks for conversion. For example, when the size of the encoding unit is 32x64 and the size of the maximum conversion block is 32x32, the encoding unit can be divided into two 32x32 blocks for conversion.
  • whether or not the division of the encoding unit for conversion is not signaled separately, but may be determined by comparing the width or height of the encoding unit or the width or height of the maximum conversion block. For example, when the width of the encoding unit is larger than the width of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected vertically. Further, when the vertical length of the encoding unit is larger than the vertical length of the maximum conversion block, the encoding unit can be bisected horizontally.
  • Information on the maximum and / or minimum size of the encoding unit information on the maximum and / or minimum size of the conversion block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • the minimum size of the encoding unit may be determined to be 4x4.
  • the maximum size of the transform block may be determined to be 64x64.
  • the minimum size of the transform block may be determined to be 4x4.
  • Information on the minimum size (quadtree minimum size) of the encoding unit corresponding to the leaf node of the quad tree and / or information on the maximum depth (hybrid tree maximum depth) from the root node to the leaf node of the hybrid tree, May be signaled or determined at a higher level of the unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information about the quadtree minimum size and / or information about the hybrid tree maximum depth may be signaled or determined for each of the on-screen slice and the on-screen slice.
  • the difference information between the size of the CTU and the maximum size of the transform block may be signaled or determined at a higher level of the encoding unit.
  • the higher level may be, for example, a sequence level, a picture level, a slice level, or the like.
  • Information on the maximum size (binary tree maximum size) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree can be determined based on the size of the encoding tree unit and the difference information.
  • the maximum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree may have different values depending on the type of the slice. For example, in the case of an in-screen slice, the maximum size of the triplet tree may be 32x32.
  • the maximum size of the triplet tree may be 128x128.
  • the minimum size (minimum tree size of the binary tree) of the encoding unit corresponding to each node of the binary tree and / or the minimum size of the encoding unit corresponding to each node of the triplet tree Size can be set.
  • the binary tree maximum size and / or the triplet tree maximum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the binary tree minimum size and / or triplet tree minimum size may be signaled or determined at the slice level.
  • the quad partition information, the partition information of the hybrid type tree, the partition tree information and / or the partition direction information may or may not exist in the bit stream.
  • the encoding unit does not include the quad-partition information, and the quad-partition information can be inferred as the second value.
  • the size (horizontal and vertical) of the encoding unit corresponding to a node of the hybrid tree is larger than the binary tree maximum size (horizontal and vertical) and / or the triplet tree maximum size (horizontal and vertical) Binary tree segmentation and / or triple segmentation tree segmentation. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value. This is because, when the encoding unit is subjected to binary tree segmentation and / or triple segmentation, encoding units smaller than the minimum size of the binary tree and / or the minimum size of the triplet tree are generated.
  • the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the encoding unit corresponding to the node of the hybrid tree It is possible to signal whether the tree is divided or not. Otherwise, the encoding unit may not be binary tree segmented and / or tri-segmented tree segmented. Accordingly, the division information of the hybrid type tree is not signaled and can be inferred as a second value.
  • the dividing direction information can be signaled. Otherwise, the division direction information is not signaled and can be inferred as a value indicating a direction in which division is possible.
  • the partitioning tree information is not signaled and can be inferred as a value indicating a partitionable tree.
  • FIG. 3 quad tree partitioning, binary tree partitioning, triple partitioning and hybrid tree partitioning are described.
  • FIGS. 4 to 23 a further embodiment of the image division structure will be described with reference to FIGS. 4 to 23.
  • FIG. 4 is a view for explaining quad tree partitioning, symmetric binary tree partitioning (SBT), and asymmetric binary tree partitioning (ABT) according to an embodiment of the present invention.
  • w represents the horizontal size of the block and h represents the vertical size of the block.
  • the quad-tree division is a division type in which one block is divided into four blocks.
  • the horizontal and vertical sizes of the four divided blocks have a size of half of the horizontal and vertical sizes of the blocks before being divided .
  • a binary tree partition is a partition type in which one block is divided into two blocks, and includes symmetric binary tree division and asymmetric binary tree division.
  • the symmetric binary tree segmentation may include a horizontally symmetric partition and a vertically symmetric partition.
  • the asymmetric binary tree segmentation may include a lateral asymmetric segmentation and a longitudinal asymmetric segmentation.
  • the leaf node of the binary tree may mean a coding unit (CU).
  • the nodes divided into the symmetric binary tree may have the same size as each other.
  • nodes that are divided into asymmetric binary trees may have different sizes.
  • FIG. 4 shows an asymmetric binary tree segmentation of 1: 3, 3: 1, 1: 7 and 7: 1 in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • the quadtree binary tree partitioning may be a partitioned structure in which a quadtree partition is first applied and then a binary tree partition is applied.
  • the CTUs are first quad-tree partitioned, and the leaf nodes of the quadtree can be further binary tree segmented.
  • a leaf node of a quad tree or a leaf node of a binary tree may mean a CU.
  • a binary tree is divided into a binary tree (a quad tree is divided into a symmetric binary tree) or a binary tree (a quad tree is divided into a symmetric binary tree and an asymmetric binary tree) Asymmetric binary tree partition).
  • a first flag indicating whether to partition the quad tree and a first index indicating whether the partition is horizontally symmetric partitioned, vertically symmetric partitioned and no longer partitioned may be signaled.
  • the segmentation can be instructed to the quadtree structure, and when indicating the second value, it can be indicated that the segmentation is not further divided.
  • the first index indicates that it is no longer divided if it indicates a first value, it can indicate a laterally symmetric partition if it indicates a second value, Symmetric partitioning can be instructed.
  • the first index may be signaled only if the first flag indicates a second value. Also, based on the size and / or depth of the CU, if it is determined that the CU can no longer be partitioned, the first flag and / or the first index may not be signaled.
  • a first flag indicating whether to divide the quadtree a second flag indicating whether to divide the binary tree
  • a third flag indicating horizontal symmetry division and vertical symmetry division can be signaled.
  • the first flag indicates the first value
  • the segmentation can be instructed to the quadtree structure, and when indicating the second value, it can be indicated that the segmentation is not further divided.
  • the second flag indicates a first value
  • it can indicate the partitioning to the binary tree structure, and if it indicates the second value, it can indicate that it is not further partitioned.
  • the third flag indicates a first value and a vertically symmetric partition if it indicates a second value.
  • the second flag may be signaled only if the first flag indicates a second value.
  • the third flag may be signaled only if the second flag indicates a first value. Further, based on the size and / or depth of the CU, if it is determined that the CU can no longer be divided, the first flag, the second flag and / or the third flag may not be signaled.
  • the QT split flag indicates whether or not the quadtree is divided
  • the BT split flag indicates whether the binary tree is divided
  • the BT split type indicates a horizontal split (or a horizontal split) and a vertical split You can tell.
  • FIG. 6 is a diagram showing a CTU and a tree structure corresponding thereto divided into quad-tree-symmetric binary tree partitioning structures.
  • solid lines indicate quad tree partitioning
  • dotted lines indicate binary tree partitioning.
  • a flag can be signaled whether it is a vertically symmetric partition or a horizontally symmetric partition.
  • 0 indicates a horizontal symmetric division and 1 indicates a vertically symmetric division.
  • Figure 7 illustrates one embodiment of a quadtree post-asymmetric binary tree partition.
  • quad-tree asymmetric binary tree segmentation includes quad tree segmentation (QT_SPLIT), horizontal symmetric segmentation (HOR), vertical symmetric segmentation (VER), horizontal top asymmetric segmentation (HOR_UP), horizontal bottom asymmetric segmentation (HOR_DOWN) , Vertical left asymmetric partition (VER_LEFT), and vertical right asymmetric partition (VER_RIGHT), and the like.
  • quad-tree asymmetric binary tree partitioning allows the block to be divided into square or non-square blocks.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an embodiment of recursive execution of an asymmetric binary tree segmentation in a quad-tree asymmetric binary tree partition.
  • an asymmetric binary tree segmentation can be recursively performed on an asymmetric binary tree segmented block.
  • asymmetric binary tree segmentation may be divided into asymmetric binary division (e.g., S / 4, 3 * S / 4) and triple asymmetric binary division (e.g., S / 3, 2 * S / 3).
  • S may mean the width or the height of the upper block.
  • a first flag indicating whether a quad tree is divided For quad-tree asymmetric binary tree division, a first flag indicating whether a quad tree is divided, a second flag indicating whether a binary tree is divided, a third flag indicating horizontal division and vertical division, a symmetric division and asymmetry A fourth flag indicating division, and a fifth flag indicating a left / upper and rear / lower asymmetric division type may be signaled.
  • the first flag indicates the first value
  • the segmentation can be instructed to the quadtree structure, and when indicating the second value, it can be indicated that the segmentation is not further divided.
  • the second flag indicates a first value, it can indicate the partitioning to the binary tree structure, and if it indicates the second value, it can indicate that it is not further partitioned.
  • the third flag indicates the first value
  • horizontal division can be instructed
  • vertical division can be instructed.
  • the fifth flag may indicate the left side or the upper side when indicating the first value, and may indicate the right side or the lower side when indicating the second value.
  • the second flag may be signaled only if the first flag indicates a second value.
  • the third flag and the fourth flag may be signaled only if the second flag indicates a first value.
  • the fifth flag may be signaled only if the fourth flag indicates a second value.
  • the first flag, the second flag, the third flag, the fourth flag and / or the fifth flag are not signaled .
  • a first index indicating an asymmetric division type may be signaled.
  • first flag, the second flag, the third flag, the fourth flag, and the fifth flag may be signaled as separate information, and some or all of them may be signaled as one information .
  • At least one of the binary tree segmentation availability information and the asymmetric segmentation availability information may be signaled at a higher level than the CU (e.g., video, sequence, picture, slice, tile or CTU).
  • the second flag, the third flag, the fourth flag, and the fifth flag (or the first index) can be determined based on at least one of the binary tree segmentation availability information and the asymmetric segmentation availability information. For example, if binary tree segmentation is not available, the second flag, the third flag, the fourth flag and the fifth flag (or the first index) may not be signaled. Also, if binary tree partitioning is available but asymmetric partitioning is not available, then the fourth flag and the fifth flag (or first index) may not be signaled.
  • the CU can be binary tree partitioned or asymmetrically partitioned. For example, if the size of the CU is such that it can not be divided asymmetrically, the fourth flag and the fifth flag (or first index) may not be signaled for that CU.
  • 9 is a diagram showing signaling of quad-tree post-asymmetric binary tree segmentation.
  • up to two bins may be added to a quad-tree symmetric binary tree division structure to represent an asymmetric binary tree division structure after a quad tree.
  • the first bin may indicate whether to use asymmetric binary tree partitioning. If the first bin indicates that asymmetric binary tree partitioning is to be used (Asymmetric), the second bean indicating the asymmetric partitioning type may be further signaled.
  • the two beans added as shown in FIG. 9 can be entropy-encoded / decoded in a single context.
  • An example of an asymmetric binary tree partition after a quadtree may be a quadtree-shifted binary tree partition.
  • a quad-tree-shifted binary tree partition can refer to a partition structure expressed as a binary tree with shifting (BTS) in an asymmetric binary tree partition after a quadtree.
  • BTS binary tree with shifting
  • Figures 10 and 11 illustrate one embodiment of a quadtree-shifted binary tree partition.
  • FIG. 10 shows an embodiment of a quad-tree post-shifted binary tree division that is divisible by two.
  • the first row of FIG. 10 may represent an example of a quad tree partition, a horizontal symmetric partition, and a vertically symmetric partition.
  • the second row of FIG. 10 shows an example of a shifted binary tree division that divides by 1: 3 in different directions
  • the third row of FIG. 10 shows an example of a shifted binary tree division by 3: 5 division in different directions .
  • the horizontal or vertical length of the block is 2 n (n is a positive integer) and is at least equal to M (where M is a positive integer, for example, 16), 1/4 and 3/4
  • M is a positive integer, for example, 16
  • 1/4 and 3/4 The size of the binary tree can be determined as a 1: 3 partitioned shifted binary tree partition.
  • the horizontal or vertical length of the block is 2 & lt ; n & gt ; and is larger than M, it can be determined as a 3: 5 partitioned shifted binary tree partition having a size of 3/8 and 5/8.
  • FIG. 11 shows an embodiment of a quadtree-shifted binary tree partition that is not divisible by two exponents.
  • Each of the first row, second row and third row of FIG. 11 may represent an example of a shifted binary tree partition that divides 1: 2, 1: 4 and 2: 3 in different directions.
  • 3 ⁇ 2 n can be determined as a 1: 2 partitioned shifted binary tree division having a size of 1/3 and 2/3 have. If the width or height of the block is not 2 & lt ; n > and 5x2 & lt ; n > It can be determined as a shifted binary tree division in which 1: 4 division has a size of 1/5 and 4/5 or a shifted binary tree division in which division is 2: 3 having a size of 2/5 and 3/5.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining signaling of a quad-tree-shifted binary tree division.
  • the shifted binary tree (BTS) partition can be determined according to the partition direction and partition ratio
  • the binary tree division direction can be entropy encoded / decoded according to the division direction of the previous division. That is, instead of signaling by horizontal or vertical division, signaling can be done by either perpendicular split or parallel split.
  • the orthogonal division may mean a division direction opposite to the division direction of the previous division.
  • the current division direction may be a horizontal division.
  • the parallel division may mean the same division direction as the division direction of the previous division.
  • the division direction of the previous division is a vertical division and the parallel division is signaled
  • the current division direction may be a vertical division.
  • the first partition may be preset according to a rule. Where two binary flags perpend_split_flag and parallel_split_flag can be signaled for two divisible directions (orthogonal and parallel). The partitioning rate can then be signaled using a binary decision tree.
  • the orthogonal portion is not displayed because there is the same tree as the parallel portion, and if the specific node includes only one lower node, the division information may not be signaled.
  • intra prediction or inter prediction can be determined in units of 2x6, 2x14, 6x2, or 14x2 block units.
  • parameters for the following block division structure can be defined and entropy encoding / decoding can be performed in a higher level unit.
  • the unit of the higher level includes, for example, a video parameter set VPS, a sequence parameter set SPS, a picture parameter set PPS, a tile header, a slice header, and a coding tree unit CTU It can be more than one.
  • CTUSize size of the root node of the quadtree
  • MinQTSize Minimum size of quadtree leaf node
  • MaxBTSize Maximum size of the binary tree root node
  • MinBTSize Minimum size of the binary tree leaf node
  • At least one of the parameters for the block division structure may be used as a parameter for at least one of the luminance signal and the color difference signal.
  • At least one of the parameters for the block division structure may be entropy-encoded / decoded for each of the luminance signal and the color difference signal to have different parameter values. At least one of the parameters for the block division structure may be entropy-encoded / decoded for each Cb signal or Cr signal to have different parameter values.
  • At least one of the parameters for the block partition structure may be used as a parameter for each slice type (I, P, or B).
  • At least one of the parameters for the block division structure may be entropy-encoded / decoded for each slice type to have different parameter values.
  • At least one of the parameters for the block partition structure may be determined based on a comparison of the depth or size of the current block with a predetermined threshold value.
  • the predetermined threshold value refers to a reference depth or size for determining the block structure. It can be expressed in the form of at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the predetermined threshold value may be a fixed value pre-assigned to the encoder / decoder, variably derived based on the encoding parameters of the current block or the neighboring blocks, or may be signaled through the bitstream.
  • CTUSize may have 128x128 in units of luminance samples and 64x64 in units of color difference samples.
  • MinQTSize may be set to a size of 16x16
  • MaxBTSize may be set to a size of 64x64
  • MinBTSize may be set to a size of 4x4 with respect to width and height
  • MaxBTDepth may be set to 4.
  • Quadtree partitioning can be performed on the CTU to create quad tree leaf nodes.
  • the quadtree partitioning can be repeatedly partitioned until the size of the block reaches MinQTSize.
  • a quad tree leaf node can have a size of 16x16 minQTSize to a size of 128x128 CTUSize.
  • a quad-tree leaf node If the size of a quad-tree leaf node is 128x128, binary tree segmentation may not be performed because its size is 64x64 or larger, which is MaxBTSize. Otherwise (ie, if the size of the quadtree leaf node is smaller than 64x64), the quadtree leaf node may be split into a binary tree. That is, if the size of the quad tree leaf node is not larger than MaxBTSize, it can be repeatedly divided into a binary tree form. Thus, a quad tree leaf node can be the root node of a binary tree, and can have a binary tree depth of zero.
  • the partition may no longer be performed.
  • the horizontal size of the binary tree node is equal to 4, which is MinBTSize, the horizontal symmetric partitioning may no longer be performed.
  • the vertical size of the binary tree node is equal to 4, which is MinBTSize, the symmetric partitioning in the vertical direction may not be performed any more.
  • the width of the binary tree node is equal to 4, which is MinBTSize, the symmetric partitioning in the vertical direction may not be performed any more.
  • the vertical size of the binary tree node is equal to 4, which is MinBTSize, the symmetric division in the horizontal direction may not be performed any more.
  • At least one of prediction, transformation, quantization, dequantization, inverse transform, and transform coefficient encoding / decoding can be performed on the binary tree leaf node without further division.
  • CTUSize, MinQTSize, MaxBTSize, MaxBTDepth, and MinBTSize described above are merely examples, but the present invention is not limited thereto.
  • the quad tree partition structure information and the binary tree partition structure information can be signaled together . At least one of the block size, the depth, and the area where the quadtree partition structure and the binary tree partition structure are performed is minimized, and at least one of the block size, Only the binary tree partition structure information can be signaled in at least one of the block size, the depth and the area where the binary tree partition structure is performed.
  • At least one of the parameters for the quad-tree post-binary tree block partition structure may be determined based on a comparison of at least one of the size, depth and area of the block with a predetermined threshold value.
  • the predetermined threshold value means at least one of a reference size, a reference depth, and a reference area for determining a block structure. It can be expressed in the form of at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the predetermined threshold value may be a fixed value pre-assigned to the encoder / decoder, variably derived based on the encoding parameters of the current block or the neighboring blocks, or may be signaled through the bitstream.
  • MinQTSize which is the minimum size of a quad tree leaf node in an encoder and a decoder
  • MaxBTSize which is a maximum size of a binary tree root node
  • MxM a fixed value of MxM.
  • M may be smaller than N.
  • N may be fixed at 16 and M may be fixed at 8.
  • Quadtree and a binary tree partitioning may mean a partitioned structure where quadtree partitioning and binary tree partitioning can be applied without prioritization.
  • the quadtree binary tree segmentation described above is applied to the quadtree segmentation preference, whereas the combined quadtree and binary tree segmentation may be applied to the binary tree segmentation instead of the quadtree segmentation.
  • Figure 13 illustrates one embodiment of a combined quadtree and binary tree partitioning.
  • a quadtree partition or a binary tree partition can be performed for one CU.
  • the CU is divided into two, it can be said that it is divided using the binary tree, and when the CU is divided into four, it can be said that it is divided using the quadtree.
  • the CU is divided into a combined quadtree and a binary tree partition from the CTU, and thus can have a square (square) or a non-square (rectangular) shape.
  • a quad tree partition, a binary tree partition and a first index indicating whether it is no longer partitioned, a first flag indicating a partitioning direction of either horizontal partition or vertical partition, At least one of the first index indicating the second index may be signaled.
  • the first index indicates the first value, it can indicate that it is no longer divided. If the first index indicates the second value, the partition can be instructed in the quad tree structure. If indicating the third value, Tree structure. ≪ / RTI > Further, it is possible to instruct horizontal division (or horizontal division) when the first flag indicates the first value, and vertical division (or vertical division) when the first flag indicates the first value.
  • the first flag may be signaled only if the first index indicates a third value.
  • all child nodes may be divided into a size reduced in width and height from the parent node.
  • all the child nodes may be four nodes, and all of the four child nodes may have the same size.
  • the parent node may represent a current block, and the child node may be a block obtained by dividing a current block.
  • Each child node can have a size of MxN.
  • M and N may be positive integers such as 1, 2, 4, 8, 16, 32, and so on.
  • a second index indicating divided position information may be additionally signaled.
  • the current block can be divided into a binary tree structure based on the division position information.
  • the split location information may mean an N-sample unit offset based on at least one of the location, size, and shape of the parent node.
  • an N-sample unit offset from the top of the parent node or an N-sample unit offset from the bottom of the parent node may mean split position information.
  • N may be a positive integer such as 1, 2, 4, 8, 16, 32, and so on.
  • the split position information may mean an N-sample unit offset based on at least one of the position, size, and shape of the parent node.
  • the N-sample unit offset from the left side of the parent node or the N-sample unit offset from the right side of the parent node may indicate the split position information.
  • the segmentation position information can be signaled in the form of an index indicating a value in a pre-configured offset set based on the width (horizontal size) or height (vertical size) of the block.
  • the N value which is a unit of the offset, can be used to express a combined quad tree and binary tree partition structure by entropy encoding / decoding in a unit of a higher level.
  • the higher level unit may be at least one of a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), a tile header, a slice header and a CTU.
  • the N value may be used as a parameter for at least one of a luminance signal and a color difference signal.
  • the N value may be entropy-encoded / decoded for each of the luminance signal and the color-difference signal to have different parameter values.
  • the N value may be entropy-encoded / decoded for each Cb signal or Cr signal to have different parameter values.
  • the N value may be used as a parameter for each slice type (I, P, or B).
  • the N value may be entropy-encoded / decoded for each slice type to have different parameter values.
  • the N value may be a fixed value pre-assigned to the encoder / decoder, or may be variably derived based on a coding parameter of a current block or a neighboring block.
  • the N value may be determined based on the depth or the size of the current block, and at least one of context model determination and context model update may be performed, and based on other flags and indices for indicating the block division structure, At least one of the model updates may be performed.
  • At least one of the indices and flags described above may be entropy encoded / decoded in one or more of the CTU, CU.
  • at least one of the index and the flag may be a fixed value pre-assigned to the encoder / decoder, or may be variably derived based on a coding parameter of a current block or a neighboring block.
  • At least one of the index and the flag may be performed based on the depth or the size of the current block, and at least one of the context model determination and the context model update may be performed, and based on another flag and index for indicating the block partition structure, At least one of model determination and context model update may be performed.
  • One CTU can be divided into a quad tree structure or a binary tree structure.
  • the leaf node of the quad tree or the leaf node of the binary tree may mean CU.
  • the higher level unit may be, for example, at least one of a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), a tile header, a slice header
  • VPS video parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • tile header a slice header
  • MinCUSize Minimum size of the leaf node
  • MaxCUDepth Maximum depth of CU
  • At least one of the parameters for the block division structure may be used as a parameter for at least one of the luminance signal and the color difference signal.
  • At least one of the parameters for the block division structure may be entropy-encoded / decoded for each of the luminance signal and the color difference signal to have different parameter values. At least one of the parameters for the block division structure may be entropy-encoded / decoded for each Cb signal or Cr signal to have different parameter values.
  • At least one of the parameters for the block partition structure may be used as a parameter for each slice type (I, P, or B).
  • At least one of the parameters for the block division structure may be entropy-encoded / decoded for each slice type to have different parameter values.
  • At least one of the parameters for the block partition structure may be determined based on a comparison of the depth or size of the current block with a predetermined threshold value.
  • the predetermined threshold value refers to a reference depth or size for determining the block structure. It can be expressed in the form of at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the predetermined threshold value may be a fixed value pre-assigned to the encoder / decoder, variably derived based on the encoding parameters of the current block or the neighboring blocks, or may be signaled through the bitstream.
  • CTUSize may have 128x128 in units of luminance samples and 64x64 in units of color difference samples.
  • MinCUSize may be set to a 4x4 size
  • MaxCUDepth may be set to 5.
  • a quadtree or binary tree partitioning can be performed on the CTU to create a leaf node. Quad tree partitioning or binary tree partitioning can be repeatedly partitioned until the size of the block reaches MinCUSize.
  • the partition may no longer be performed.
  • the horizontal or vertical size of the quadtree node is equal to 4, which is MinCUSize, the partitioning may no longer be performed.
  • the horizontal symmetric partitioning may no longer be performed.
  • the vertical size of the binary tree node is equal to MinCUSize 4
  • the symmetric partitioning in the vertical direction may not be performed any more.
  • the horizontal size of the binary tree node is equal to MinCUSize 4
  • the symmetric partitioning in the vertical direction may not be performed any more.
  • the vertical size of the binary tree node is equal to 4, which is MinCUSize, the horizontal symmetric partitioning may no longer be performed.
  • intra-prediction or inter-picture prediction should be performed in units of 2x4, 4x4, 4x2, 4x8, and 8x4 block units larger than the leaf node size set by MinCUSize Lt; / RTI > At least one of prediction, transformation, quantization, inverse quantization, inverse transformation, and transform coefficient encoding / decoding can be performed on the leaf node without further division.
  • CTUSize MinCuSize
  • MaxCuDepth The values of CTUSize, MinCuSize, and MaxCuDepth described above are merely examples, but the present invention is not limited thereto.
  • the quad-tree binary / triple tree partitioning scheme may be a partitioned tree structure in which a binary tree or a triple-partitioned tree is applied after the quadtree partitioning is applied first.
  • the binary / ternary tree may be a complex tree described in Fig. Therefore, quad-tree binary / triple partitioning can be referred to as a quadtree multi-type tree after quadtree.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a quad tree partition (a), a vertical binary tree partition (b), a horizontal binary tree partition (c), a vertical triple partition tree partition (d) And a horizontal triplet partition (e).
  • BI_VER_SPLIT vertical binary tree partition
  • BI_HOL_SPLIT horizontal binary tree partition
  • TRI_VER_SPLIT vertical triple partition tree partition
  • TRI_HOL_SPLIT horizontal triple partition tree
  • the maximum CU can be further recursively partitioned by either the binary tree or the triple partition tree after partitioning the CTU into quadtrees. For example, if the CTU size is 256x256, then the CTU is divided into four 128x128 CUs, with each 128x128 CU being the largest CU size and can be further divided.
  • Both square (square) CU and non-square (non-square) CUs are possible by using a binary / triple split tree split structure.
  • the quadtree partitioning in the CTU may be omitted.
  • the shape of the CU can be expressed as a ratio between the horizontal size and the vertical size of the block. For example, if a block has the same horizontal and vertical dimensions, it can be displayed as a 1: 1 ratio CU or a square CU. If the block has a width of 64 and a vertical size of 16, it can be represented as a 1: 4 ratio CU or a non-square CU .
  • Block partitioning may be performed based on the partition type of the allowed block and the maximum and minimum sizes allowed. That is, the allowed block division mode can be determined based on the minimum and maximum size information for each division type of the block.
  • the division mode allowed according to the type of the current CU can be changed according to the signaling at the upper level.
  • the minimum and maximum sizes may be signaled in a higher level parameter set or header as follows. (Where all sizes are log2 scale and minus2 can mean log2 scale original size minus 2.)
  • log2_cu_11_ratio_min_minus2 Minimum allowable size of 1: 1 ratio CU
  • log2_cu_12_ratio_max_minus2 Maximum allowed size of the 1: 2 or 2: 1 ratio CU (long side)
  • log2_cu_12_ratio_min_minus2 Minimum allowable size of 1: 2 or 2: 1 ratio CU (long side)
  • log2_cu_14_ratio_max_minus2 Maximum allowable size for 1: 4 or 4: 1 ratio CU (long side)
  • log2_cu_14_ratio_min_minus2 Minimum acceptable size of the CU in a 1: 4 or 4: 1 ratio (on the longer side)
  • log2_tri_split_max_minus2 Maximum allowable size of three-partition tree partition (long side)
  • log2_tri_split_min_minus2 3 Minimum allowable size of split tree partition (long side)
  • the vertical split mode and the horizontally split mode may not be allowed.
  • horizontal binary tree partitioning may not be allowed. Also, if the horizontal size of the CU is greater than 64 and the vertical size is equal to 64, the information associated with the horizontal binary tree segmentation may not be signaled. Otherwise, a horizontal binary tree partition may be allowed, and the information associated with the horizontal binary tree partition may be signaled.
  • vertical binary tree partitioning may not be allowed. Also, if the vertical size of the CU is greater than 64 and the size of the landscape is equal to 64, the information associated with the vertical binary tree segmentation may not be signaled. Otherwise, vertical binary tree partitioning may be allowed, and information related to vertical binary tree partitioning may be signaled.
  • the horizontal and / or vertical size of the CU is not limited to 64, and the horizontal and / or vertical size of the CU may be compared with the M value.
  • the M value may have the same value as the maximum value of the horizontal and / or vertical size of the transformed or inverse transformed block.
  • the M value may have the same value as the maximum value of the horizontal or vertical dimension of the transform or inverse transform matrix.
  • the M value may be stored in at least one of a video parameter set VPS, a sequence parameter set SPS, a picture parameter set PPS, a tile header, a slice header, and a coding tree unit CTU And can be entropy encoded / decoded.
  • the M value may be a fixed value pre-assigned to the encoder / decoder.
  • the triple partitioning tree mode may not be allowed. That is, when the horizontal or vertical size of the CU is larger than 64, the triple partitioning of the tree may not be permitted. Also, if the horizontal or vertical size of the CU is greater than 64, the information associated with the triple tree partitioning may not be signaled. Thus, if the horizontal or vertical size of the CU is less than or equal to 64, a triple partition of the tree can be allowed. Also, if the horizontal or vertical size of the CU is less than or equal to 64, the information associated with the triple partitioning of the tree can be signaled.
  • the triple partition tree division may include at least one of a horizontal triple partition tree division and a vertical triple partition tree division.
  • the triple partition tree division may include at least one of a horizontal triple partition tree division and a vertical triple partition tree division.
  • the triple partition tree division may include at least one of a horizontal triple partition tree division and a vertical triple partition tree division.
  • the triple partition tree division may include at least one of a horizontal triple partition tree division and a vertical triple partition tree division.
  • the horizontal and / or vertical size of the CU is not limited to 64, and the horizontal and / or vertical size of the CU may be compared with the N value.
  • the N value may have a value equal to a maximum value of the horizontal and / or vertical size of the transformed or inverse transformed block.
  • the N value may have a value equal to the maximum value of the horizontal or vertical dimension of the transform or inverse transform matrix.
  • the N value may be stored in at least one of a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), a tile header, a slice header And can be entropy encoded / decoded. Also, the N value may be a fixed value pre-assigned to the encoder / decoder.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a division mode allowed in a quad-tree post-binary / triple split tree division.
  • the log2_cu_12_ratio_max_minus2 is 4 (the maximum allowable size of the 1: 2 ratio CU is 64), and the log2_cu_14_ratio_max_minus2 is 3 (1: 2), the size of the current CU is 64x64 and the log2_tri_split_max_minus2 is 4 4 ratio CU, the vertical three-part tree mode (TRI_VER_SPLIT) and the horizontal three-part tree mode (TRI_HOR_SPLIT), which are divided into 16x64 or 64x16 CUs, may not be allowed.
  • log2_cu_12_ratio_max_minus2 is 4 (the maximum allowable size of 1: 2 ratio CU is 64), and log2_cu_14_ratio_max_minus2 is 3 (the maximum size of the CU allowed to divide the 3 partition tree is 64) and the log2_tri_split_max_minus2 is 4
  • the maximum allowable size of the 1: 4 ratio CU is 32), the vertical binary tree mode (BI_VER_SPLIT) and the vertical triple tree mode (TRI_VER_SPLIT), which are divided into 16x64 or 64x16 CUs, may not be allowed.
  • 17 is a diagram showing an embodiment of bit allocation according to the allowed division mode.
  • one bit can be allocated to indicate the division mode. If there are two split modes allowed, up to two bits may be allocated to indicate split mode, and if there are three or four split modes, up to three bits may be allocated to indicate split mode.
  • 18 is a diagram for explaining signaling of a quad-tree post-binary / triple split tree segmentation.
  • the first bin may indicate whether the quad tree is divided, and the second bin may indicate whether the binary tree /
  • the third bean may indicate either vertical split or horizontal split, the fourth bean may indicate either a binary tree split or a triple split tree split, and the fifth bean and the sixth bean Can represent the type of binary tree partitioning.
  • the bins described in Fig. 18 may be signaled with a plurality of syntaxes (or information), or signaled with one syntax (or information).
  • a first flag indicating whether a quadtree is divided a second flag indicating whether a binary tree / triple divided tree is divided, a third flag indicating any one of vertical division and horizontal division, At least one of a fourth flag indicating one of the partitioning and the triple partitioning of the tree and a first index indicating the binary tree partitioning type may be signaled.
  • the third bin can indicate either vertical division or horizontal division
  • the fourth bin can indicate either a binary tree division or a triple division tree division.
  • the present invention is not limited to the above embodiment, and the third bin may indicate either the binary tree division or the triple tree division, and the fourth bin may indicate either the vertical division or the horizontal division.
  • parameters for the following block division structure can be defined and entropy encoding / decoding can be performed in a higher level unit.
  • the unit of the higher level includes, for example, a video parameter set VPS, a sequence parameter set SPS, a picture parameter set PPS, a tile header, a slice header, and a coding tree unit CTU It can be more than one.
  • CTUSize size of the root node of the quadtree
  • MinQtSize Minimum size of the quadtree leaf node
  • MaxBtSize Maximum size of the binary tree root node
  • MaxTtSize Maximum size of triple tree root node
  • MaxMttDepth Binary / triple-split tree maximum depth
  • MinBtSize Minimum size of the binary tree leaf node
  • MinTtSize Minimum size of triple tree leaf node
  • a block having a width or height larger than the maximum conversion size can be automatically quad-tree segmented. That is, if at least one of the width and height of the block is larger than the maximum conversion size, quad tree partitioning can be performed automatically without explicit signaling.
  • a CU or coded block, CB
  • a width or height greater than the maximum transform size 64 may be inferred to be further divided by quadtree partitioning without explicit signaling (i.e., implicitly).
  • the value of the Coded Block Flag may be inferred to be equal to 0 in the case of a CU whose horizontal or vertical length is greater than 64 in the inter-picture slice.
  • a skip mode is inferred for a CU with a width or height greater than 64, so that it can always be applied.
  • the encoding block flag of the AMVP mode can be deduced to be 0 without being signaled.
  • the result of dividing the tree by two consecutive binary trees in the first direction and the result of dividing the tree by three trees in the first direction and the binary tree in the first direction with respect to the central position block may be the same. That is, binary tree segmentation for a central position block after division of a triplet tree in the same direction as two-level binary tree division in the same direction may correspond to a redundant division pattern. Therefore, in order to prevent the redundant division pattern, the binary tree division to the central position block may not be allowed after the triple partition tree division.
  • a tree node block may exist beyond the lower or right boundary of the image.
  • the tree node block existing beyond the lower boundary or the right boundary of the image so that all the CUs exist within the boundary of the image can be divided as follows.
  • the current block is a quad tree node block and the size of the current block is larger than the minimum size of the quad tree leaf node, the current block can be partitioned into quad tree partitions.
  • the current block can be partitioned into a horizontal binary tree partition.
  • the current block is a quad tree node block and the size of the current block is larger than the minimum size of the quad tree leaf node and the size of the current block is larger than the maximum size of the binary tree root node, the current block can be divided into quad tree partitions .
  • the current block is a quad tree node block and the size of the current block is larger than the minimum size of the quad tree leaf node and the size of the current block is less than or equal to the maximum size of the binary tree root node, Tree segmentation.
  • the current block can be partitioned into a horizontal binary tree partition.
  • the current block is a quad tree node block and the size of the current block is larger than the minimum size of the quad tree leaf node and the size of the current block is larger than the maximum size of the binary tree root node, the current block can be divided into quad tree partitions .
  • the current block is a quad tree node block and the size of the current block is larger than the minimum size of the quad tree leaf node and the size of the current block is less than or equal to the maximum size of the binary tree root node, Tree segmentation.
  • the current block can be partitioned into vertical binary tree splits.
  • the square division may mean a split structure including a square division in addition to the binary / triple division tree in the quad tree post-binary / triple division tree division.
  • the square division may mean a division structure that divides the block into square sub-blocks. That is, square division may be applied when the block width-to-height ratio is 1: 1, 1: 4 or 4: 1 in a quad-tree binary / triple split tree segment. For example, if a square division is applied to a 64x16 block, it may be divided into four CUs of 16x16 size.
  • the binarization table of the square division information signaling is as shown in Fig.
  • the leaf node in the partition structure according to an embodiment of the present invention can be defined as CU.
  • the CU can be used as a unit of prediction and conversion without further division. That is, in at least one partition structure of a quad tree binary tree division, a combined quad tree and binary tree division, a quadtree binary / 3 division tree division, and a square division, both CU, PU and TU can have the same shape and size have.
  • intra-frame prediction or inter-frame prediction in units of CU. That is, at least one of the intra-frame prediction, the inter-frame prediction, the inverse transform, the inverse quantization, the inverse quantization, the entropy coding / Can be performed in square (rectangular) block units.
  • the CU may include one luminance (Y) component block and two chrominance (Cb / Cr) component blocks.
  • the CU may include only one luminance component block, or may include only two color difference component blocks.
  • the CU may include only one luminance component block, only a Cr chrominance component block, or only a Cb chrominance component block
  • a separate PU / TU tree partitioning may mean a partitioned structure that applies PU partitioning and TU partitioning, respectively, without block partitioning for CU in CTU.
  • the PU segmentation and the TU segmentation may use at least one of the quad tree, the binary tree, the triple segment tree, and the square segment described above.
  • the partition information for PU or TU can be signaled by PU or TU.
  • the first flag can be signaled whether it is partitioned into a quadtree structure or no longer partitioned, and if the TU is partitioned, it is divided into a quadtree structure or is no longer partitioned
  • the first flag may be signaled.
  • 20 is a diagram illustrating an embodiment of a separate PU / TU tree partition.
  • one PU may contain multiple TUs, and one TU may contain multiple PUs. That is, the boundary of the PU may include the boundary of the TUs, and the boundary of the TU may include the boundary of the PUs.
  • the leaf node of the PU is used only in a unit set optimally for intra-picture prediction, inter-picture prediction, and motion compensation, and the leaf node of the TU performs transformation, inverse transformation, , Inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding. That is, whether intra-picture prediction or inter-picture prediction is used can be determined in units of PU.
  • VPS set
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • At least one of the maximum / minimum size information of the CTU, the maximum / minimum size information of the PU, the maximum depth information of the PU, the maximum / minimum size information of the TU, and the maximum depth information of the TU is fixed to the encoder / Or may be variably derived based on the encoding parameters of the current block.
  • the maximum size of the PU may be 128x128 and the maximum size of the TU may be 128x128.
  • the minimum size of PU and TU may be 4x4.
  • the depth of the PU can be set from 0, which is the same as the size of CTU, to 4x4, which is the minimum size.
  • the depth of the TU can be set from 0, which is the same as the CTU size, to 4x4, the minimum size.
  • the above-described partitioning method of the CU may be applied equally.
  • Partition structure information indicating which partition structure is to be used for block partitioning may be signaled.
  • the partition structure information may represent any one of a quadtree binary tree partition, a combined quadtree and binary tree partition, a quad tree post-binary / triple partition tree partition, a square partition and a separate PU / TU tree partition.
  • the partition structure information can be signaled in one or more units of a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), a tile header, a slice header have.
  • VPS video parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • PPS picture parameter set
  • tile header indicating which partition structure is to be used for block partitioning
  • At least one or at least two or more of the following embodiments may be combined with one or more of the above-described block division structures: a quad-tree rear binary tree division, a combined quad tree and binary tree division, a quad- Partitioning, and / or partitioning the PU / TU tree.
  • the block division structure below means at least one of a quadtree binary tree division, a combined quad tree and binary tree division, a quad tree posterior binary / triple division tree division, a square division, and a separated PU / TU tree division can do.
  • the block division structure according to an embodiment of the present invention can be used not only for the CU unit division structure but also for the division of the PU or TU.
  • the PU can be recursively divided using the block division structure in a PU used as a basic unit of intra-frame prediction, inter-frame prediction, and motion compensation.
  • each PU may use at least one of the coding parameters of the nearest PU among the neighboring PUs for at least one of intra-picture prediction, inter-picture prediction, and motion compensation.
  • the TU can be recursively divided using the block division structure in a TU used as a basic unit of transform, inverse transformation, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • each TU may use at least one of the encoding parameters of the nearest TU among the neighbor TUs for at least one of conversion, inverse transformation, quantization, inverse quantization, and transform coefficient encoding / decoding.
  • the nearest PU may be a PU (or TU) sharing a vertical boundary, a horizontal boundary with the current PU (or TU), or a PU (or TU) with its vertices abutting each other.
  • motion information (a motion vector, a reference picture index, an inter-picture prediction indicator, etc.) may be stored for each CU unit of a minimum size and used for inter picture prediction or motion compensation.
  • the minimum size CU unit may be the block size indicated by MinQTSize, MinBTSize, MinCUSize.
  • the quantization parameter, the encoding block flag, the conversion skip mode information, whether or not the first conversion is performed, whether or not the second conversion is performed, the first conversion index, the second conversion index, And at least one of the information required in the TU unit can be signaled in a unit of CTU or smaller than the minimum block size based on the tree structure.
  • the conversion skip mode information may be included in the primary conversion index and signaled.
  • the discontinuity between blocks it may mean to convert not only the residual block data of the current block but also the residual block data of the neighboring block adjacent to the current block. Whether or not to perform the overlap conversion can be determined according to at least one of the block size and the intra prediction mode / direction. Further, the superposition transformation can be performed by two one-dimensional transformations by the separation transformation property.
  • At least one scan order or encoding / decoding order of CU, PU, and TU may be determined based on a block size / shape.
  • Division information that is entropy-decoded according to at least one of the type (non-square type, square type) and the size of the current block in the block division structure according to an exemplary embodiment of the present invention may be used for dividing the current block.
  • division can be allowed only in a form opposite to that in which the current block is divided. For example, if the current block is divided in the horizontal direction, additional division to the current block may be possible only in the vertical direction, and if the current block is divided in the vertical direction, It can be possible.
  • the block division structure when the current block is a binary tree node, when the current block is further divided, only the division of the square shape is performed without performing the division of the non- . It can be signaled with a first flag (divided into a square form or indicated as not to be further divided) for the further division. At this time, since only signaling is required for the division information of the square shape, the signaling bits necessary for the division information of the non-square shape can be saved.
  • the block division structure when the current block is a binary tree node, if the current block is further divided, the division into a square shape is not performed, have. It is possible to signal with a first flag (division into non-square form or indication as to not being further divided) for further division. At this time, only the signaling for the non-square division information is required, so that the signaling bits necessary for the division information of the square shape can be saved.
  • FIG. 21 shows a detailed example of a CTU divided into a block division structure of a quadtree binary tree division according to a quadtree depth and a binary tree depth.
  • FIG. 21 shows an example in which a luminance signal and a chrominance signal are divided into a block division structure of a quad-tree rear binary tree type in the CTU
  • FIG. 22 shows an example in which a Cb signal and a Cr signal, And is divided into a block-split structure in the form of a tree-after-binary tree.
  • the fact that the luminance signal and the color difference signal have different block division structures in the CTU is not limited to the quad-tree binary tree division structure, but may be a combination of quad tree and binary tree division, quad-tree binary / ,
  • the luminance signal in the CTU and the color difference signal may have different block division structures in at least one of the square division and the separated PU / TU tree division.
  • the luminance signal and the color difference signal in the CTU can be divided into different block division structures.
  • the luminance signal and the color difference signal in the CTU can be divided into different block division structures, and in the case of not a slice (P or B slice)
  • the signal and the color difference signal may have the same block division structure.
  • the size of the CTU is 128x128, it is divided into four 64x64 blocks for the luminance signal and four 32x32 blocks for the color difference signal. Then, At least one of tree and binary tree splitting can be applied.
  • a coded block flag indicating whether at least one non-zero conversion coefficient exists in the luminance signal block can be signaled,
  • the coding block flag of the signal block can be signaled.
  • the intra prediction mode for the luminance signal and the intra prediction mode for the color difference signal are luminance signals or color difference signals, The size of the block, the shape of the block, and the like.
  • the intra prediction mode and the intra-picture prediction mode of the restored neighboring color difference signal block for the luminance signal existing at the corresponding position in the intra- At least one of the prediction modes may be used, or at least two of them may be used together.
  • the intra-picture prediction mode for the luminance signal at the corresponding position computes the corresponding position of the luminance signal block with reference to the current color difference signal block position, and calculates not only the intra- And an intra-picture prediction mode for a luminance signal existing around the position where the luminance signal is present.
  • At least one of filtering methods such as a deblocking filter, an adaptive sample offset, and an adaptive in-loop filter
  • At least one of the luminance signal and the color difference signal may be filtered in different manners depending on at least one of whether it is a luminance signal or a color difference signal, a block division structure, a block size, and a block shape.
  • the inter-color prediction method for performing the prediction of the color difference signal based on the reconstructed luminance signal is not performed,
  • the coding efficiency can be improved by reducing the information required for signaling.
  • the Cb signal and the Cr signal which are color difference signals in the CTU, can be divided into different block division structures.
  • the size of the CTU is 128x128, four 64x64 blocks for the luminance signal, four 32x32 blocks for the Cb signal, and four 32x32 blocks for the Cr signal.
  • At least one of a quad tree and a binary tree division may be applied to the luminance signal, the Cb signal, and the Cr signal after the division.
  • the Cb signal and the Cr signal which are color difference signals in the CTU, can be divided into different block division structures.
  • the Cb signal and the Cr signal may use different intra prediction modes, and the intra prediction modes of the Cb signal and the Cr signal may be entropy-encoded / decoded.
  • the intra prediction mode of the Cb signal can be entropy encoded / decoded using the intra prediction mode of the Cr signal, and conversely, the intra prediction mode of the Cr signal can be entropy encoded / decoded using the intra prediction mode of the Cb signal .
  • the coding block flag of the Cb signal block can be signaled and the coding block flag of the Cr signal block can be signaled.
  • the intra prediction mode for the Cb signal and the intra prediction mode for the Cr signal are Cb signal or Cr signal, The size of the block, the shape of the block, and the like.
  • the intra prediction mode and the intra prediction mode for the Cr / Cb signal existing at the corresponding position in the intra prediction in the Cb / And the intra-picture prediction mode of the surrounding Cb / Cr signal block, or at least two or more of them can be used together.
  • a filtering method such as a deblocking filter, an adaptive sample offset, and an adaptive in-loop filter
  • At least one of the Cb signal and the Cr signal may be filtered in different manners depending on at least one of whether the signal is a Cb signal or a Cr signal, a block division structure, a block size, and a block shape.
  • a prediction method of residual signal between color components is performed to predict a Cr / Cb residual signal based on the restored Cb / Cr residual signal So that the information required for signaling the residual signal prediction method information between color components can be reduced and the coding efficiency can be improved.
  • no further block division may be performed when the block size is smaller than or equal to a specific block size or a specific block depth.
  • the information on the specific block size or the specific block depth includes a video parameter set VPS, a sequence parameter set SPS, a picture parameter set PPS, a tile header, a slice header, a CTU, And may be entropy encoded / decoded in one or more units of the CU.
  • information on a specific block size or a specific block depth may be entropy-encoded / decoded on the basis of the higher level to have different parameter values.
  • the information on the specific block size or the specific block depth can be entropy-encoded / decoded on the basis of the luminance signal and the color difference signal to have different parameter values.
  • the information on the specific block size or the specific block depth can be entropy-encoded / decoded for each of the Cb signal and the Cr signal to have different parameter values.
  • the information on the specific block size or the specific block depth can be determined based on a comparison of the depth or size of the current block with a predetermined threshold value.
  • the predetermined threshold value refers to a reference depth or size for determining the block structure. It can be expressed in the form of at least one of a minimum value and a maximum value.
  • the predetermined threshold value may be a fixed value predefined in the encoder / decoder, variably derived based on the encoding parameter of the current block, or may be signaled through the bitstream.
  • a first flag indicating whether or not the quadtree is divided a binary tree / 3
  • a second flag indicating whether the divided tree is divided a third flag indicating any one of vertical division and horizontal division
  • a fourth flag indicating any one of a binary tree division and a triple division tree division a binary tree division type
  • At least one of the indices may not be signaled.
  • a first flag indicating whether the CU is divided into quad tree division or no more division and a first flag indicating whether the CU is divided into a horizontally symmetric division
  • At least one of the first indices indicating either of the first indices may not be signaled.
  • a first flag (whether divided into a quadtree structure or not, which indicates whether the CU is divided into a quadtree partition or no longer divided) At least one of a second flag indicating whether to divide or no longer to be divided into a binary tree structure, a third flag indicating any one of the lateral direction symmetric partitioning and the longitudinal direction symmetric partitioning may not be signaled.
  • a first index indicating either a horizontal direction symmetric partitioning, a longitudinal direction symmetric partitioning, or no further partitioning is referred to as a signaling .
  • a first flag indicating either a horizontal direction division or a longitudinal direction division, a symmetric structure division, and an asymmetric structure division At least one of the second flag indicating one, the third flag or the first index as to which of the various asymmetric divided forms is divided into asymmetric divided forms may not be signaled.
  • a first index indicating either a quadtree partition, a binary tree partition, or a partition no longer partitioned, a horizontal partition and a vertical partition A first flag indicating any one of the divided position information and a second index indicating divided position information may not be signaled.
  • the first flag indicating whether to partition into a quadtree partition or not to be partitioned may not be signaled.
  • the first flag indicating whether to partition into a quadtree partition or not to be partitioned may not be signaled.
  • the transform coefficients can be encoded / decoded using at least one of transform, inverse transform, quantization, and inverse quantization in the block division structure according to an embodiment of the present invention.
  • the high-frequency component may be the transform coefficients located at the lower right end in the transform coefficient block
  • the low-frequency component may be the transform coefficients located at the upper left end in the transform coefficient block.
  • the transform coefficient removal process of the high frequency component can be performed when the horizontal and vertical sizes of the block are equal to or greater than MxN.
  • M and N are positive integers and can be 64.
  • MxN For example, if there is an MxN block, if M is greater than or equal to 64, only the transform coefficients in the left 32 columns are maintained, and if N is greater than or equal to 64, only the transform coefficients in the top 32 rows are maintained .
  • MxN For example, if there is an MxN block, if M is greater than or equal to 32, only the transform coefficients in the left 16 columns are retained. If N is greater than or equal to 64, only the transform coefficients in the top 32 rows are retained .
  • MxN For example, if there is an MxN block, if M is greater than or equal to 64, only the transform coefficients in the left 32 columns are maintained, and if N is greater than or equal to 16, only the transform coefficients in the top 8 rows are maintained .
  • the transform coefficients of the high frequency component are quantized or dequantized to a bit depth equal to or lower than the bit depth of the input signal and a part of the transform coefficients of the low frequency component is equal to or higher than the bit depth of the input signal Quantization or inverse quantization can be performed.
  • the process of quantizing / dequantizing the transform coefficient of the high frequency component with low bit depth can be performed when the horizontal and vertical sizes of the block are equal to or larger than MxN.
  • M and N are positive integers and can be 64.
  • the upper left 32x32 region is regarded as the conversion coefficient of the low frequency component, and the conversion coefficient included in the region not corresponding to the upper left 32x32 region is quantized with a bit depth lower than the bit depth of the input signal Quantization or inverse quantization can be applied to the region corresponding to the upper left 32x32 region with the same bit depth as the bit depth of the input signal.
  • Quantization or inverse quantization can be performed.
  • the process of quantizing / dequantizing the transform coefficient of the high frequency component to a value larger than the current quantization parameter may be performed when the horizontal and vertical sizes of the block are equal to or larger than MxN.
  • M and N are positive integers and can be 64.
  • the upper left 32x32 area is regarded as a conversion coefficient of the low frequency component, and as for the conversion coefficient included in the area not corresponding to the upper left 32x32 area, the quantization parameter of the current block is added by P value Quantization or dequantization can be applied using the quantization parameter, and quantization or dequantization can be applied to the area corresponding to the upper left 32x32 area as the quantization parameter of the current block.
  • P may be a positive integer.
  • a part of the residual signals is divided into a most significant bit (MSB) and a least significant bit (LSB) according to a bit plane, and a first transform, a second transform, a quantization, a first inverse transform, Second order inverse transform, inverse quantization, and entropy encoding / decoding.
  • MSB most significant bit
  • LSB least significant bit
  • the above process can be performed when the horizontal and vertical sizes of the block are equal to or greater than MxN.
  • M and N are positive integers and can be 64.
  • some of the transform coefficients can be quantized or dequantized using different quantization parameters by separating MSB (Most Significant Bit) and LSB (Least Significant Bit) according to a bit plane.
  • quantization or inverse quantization may be performed on the MSB with a value equal to or smaller than the quantization parameter of the current block, and quantization or dequantization may be performed on the LSB with a value equal to or greater than the quantization parameter of the current block have.
  • the above process can be performed when the horizontal and vertical sizes of the block are equal to or greater than MxN.
  • M and N are positive integers and can be 64.
  • the quantization matrix used in the quantization and inverse quantization may have a non-square form.
  • the encoder may perform a scan on the quantization matrix coefficients to arrange the coefficients in the two-dimensional quantization matrix into a one-dimensional coefficient array.
  • the decoder may perform a scan on the quantization matrix coefficients to align the reconstructed quantized matrix coefficient array of one-dimensional form into a non-square-shaped two-dimensional quantization matrix.
  • the quantization matrix to be arranged in the two-dimensional quantization matrix may be a default quantization matrix defined by the encoder and the decoder.
  • a one-dimensional reconstructed quantized matrix coefficient array can be arranged into a two-dimensional quantization matrix using a diagonal scan.
  • the direction of the diagonal scan can be singular in the left bottom and single in the upper right.
  • the scan direction can be called an up-right scan in the case of a single upper right in the lower left corner, and a down-left scan in case of a single lower left in the upper right corner.
  • 23 (a) shows an example of the upper-left scan in the diagonal scan.
  • the reconstructed quantized matrix coefficient array of one-dimensional form can be arranged into a two-dimensional quantization matrix using a vertical scan as shown in FIG. 23 (b).
  • the vertical scan may be a method of preferentially scanning the coefficients corresponding to the first column.
  • a reconstructed quantized matrix coefficient array of one-dimensional form can be arranged into a two-dimensional quantization matrix using a horizontal scan as shown in FIG. 23 (c).
  • the horizontal scan may be a method of preferentially scanning the coefficients corresponding to the first row.
  • a reconstructed quantized matrix coefficient array of one-dimensional form can be arranged into a two-dimensional quantization matrix using a block-based diagonal scan as shown in FIG. 23 (d).
  • the size of the block can be 4x4, and the direction of the diagonal scan can be singular in the left upper and lower left in the left bottom as shown in FIG. 23 (d).
  • Figure 23 (d) shows an example of a block-based upper-left scan of a block-based diagonal scan for an entire 8x4 block.
  • a reconstructed quantized matrix coefficient array of one-dimensional form can be arranged into a two-dimensional quantization matrix using a block-based vertical scan for an entire 8x4 block as shown in FIG. 23 (e) .
  • the size of the block may be 4x4, and the blocks corresponding to the first column may be scanned preferentially.
  • a reconstructed quantized matrix coefficient array of one-dimensional form can be arranged into a two-dimensional quantization matrix using block-based horizontal scans for all 4x8 blocks as shown in FIG. 23 (f) .
  • the size of the block may be 4x4, and the blocks corresponding to the first row may be scanned preferentially.
  • the quantization matrix used in the non-square block has a non-square shape as in the above example
  • a scan is performed in a non-square form when the corresponding quantization matrix is scanned, or the corresponding quantization matrix is divided into MxM size
  • M may be a positive integer.
  • the reconstructed quantized matrix coefficients arranged in the two-dimensional quantization matrix can be restored into a non-square-shaped two-dimensional quantization matrix to be used in inverse quantization.
  • a two-dimensional quantization matrix can be restored using upsampling, interpolation, DC matrix coefficient substitution, or subsampling, and an embodiment for restoring a quantization matrix is as follows.
  • a quantization matrix used in a 16x4 transform coefficient block can restore a 16x16 quantized matrix to a 16x4 quantization matrix by performing sub-sampling on a y position (row or vertical direction).
  • a quantization matrix used in a 4x16 transform coefficient block can be restored to a 4x16 quantization matrix by performing a sub-sampling on a restored quantization matrix of a size of 16x16 with respect to an x position (column or horizontal direction).
  • a quantization matrix used for a 32x8 transform coefficient block can restore a 32x32 quantized matrix to a 32x8 quantization matrix by performing sub-sampling on a y position (row or vertical direction).
  • a quantization matrix used for an 8x32 transform coefficient block can restore a 32x32 quantized quantization matrix to an 8x32 quantization matrix by performing sub-sampling on the x position (column or horizontal direction).
  • At least one of the encoding parameters of the restored neighboring block in the block division structure according to an embodiment of the present invention may be used as at least one of the encoding parameters of the current block.
  • the partition information of the restored neighboring block whether or not the quadtree is divided, whether or not the binary tree is divided, the division direction (horizontal or vertical) of the binary tree, Or asymmetric division) may be used as at least one of the unit division information of the current block, whether or not to divide the quad tree form, whether to divide the binary tree form, the split direction of the binary tree form, and the split form of the binary tree form.
  • a first flag indicating whether the restored neighboring block is divided into quad trees For example, a first flag indicating whether the restored neighboring block is divided into quad trees, a second flag indicating whether the binary tree / triple split tree is divided, a third flag indicating any one of vertical division and horizontal division, And a fourth flag indicating one of the three-part tree division, a first flag indicating whether the current block is divided into a quad tree, a second flag indicating whether the binary tree is divided into a tri-divided tree, And a fourth flag indicating either a binary tree segmentation or a triple segmentation tree segmentation.
  • At least one of the encoding parameters of the reconstructed neighboring block in the block division structure according to the embodiment of the present invention may be used for deriving at least one of the encoding parameters of the current block.
  • the use of at least one of the encoding parameters of the restored neighboring block to derive at least one of the encoding parameters of the current block means that at least one of the encoding parameters of the current block is used by using at least one of the encoding parameters of the current block is used by using at least one of the encoding parameters of the current block is used by using at least one of the encoding parameters of the current block is used
  • a first flag indicating whether the restored neighboring block is divided into quad trees For example, a first flag indicating whether the restored neighboring block is divided into quad trees, a second flag indicating whether the binary tree / triple split tree is divided, a third flag indicating any one of vertical division and horizontal division, And a fourth flag indicating one of the three-part tree division, a first flag indicating whether the current block is divided into a quad tree, a second flag indicating whether the binary tree is divided into a tri-divided tree, A fourth flag indicating either one of a binary tree segmentation and a triple tree segmentation.
  • At least one of the coding parameters of the restored neighboring block in the block division structure according to the embodiment of the present invention can be used for intra-picture prediction of the current block.
  • At least one of the intra-picture prediction mode, the intra-picture prediction direction, the reference sample filtering method, the prediction block filtering method, the prediction block filter tap, and the prediction block filter coefficient of the restored neighboring block is performed in the intra- Can be used.
  • At least one of the coding parameters of the restored neighboring block in the block division structure according to an embodiment of the present invention can be used for inter picture prediction or motion compensation of the current block.
  • the inter-picture prediction mode motion information, motion vector, reference picture index, inter-picture prediction direction, inter-picture prediction indicator, reference picture list, motion vector predictor, motion vector candidate list,
  • the interpolation filter coefficient, the interpolation filter coefficient, the motion vector magnitude, and the accuracy of the motion vector representation of the current block in the inter-picture prediction process or the motion compensation process of the current block Can be used.
  • At least one of the encoding parameters of the restored neighboring block in the block division structure may be used for transforming, inverse transforming, quantizing, or dequantizing the current block.
  • the transform and the inverse transform may include at least one of a first transform, a second transform, a first-order inverse transform, and a second-order inverse transform.
  • the type of the restored neighboring block, the size of the transform, the information on whether the first transform is used, the information on whether the second transform is used, the first transform index, the second transform index, the residual signal presence information, At least one of a flag, a quantization parameter, and a quantization matrix can be used for conversion, inverse transformation, quantization, or dequantization of a current block.
  • At least one of the encoding parameters of the reconstructed neighboring block in the block division structure according to the embodiment of the present invention can be used for the entropy encoding / decoding process of the current block.
  • At least one of the unit partition information of the restored neighboring block, the quad tree type partition, the binary tree type partitioning direction, the binary tree type partitioning direction, and the binary tree type partitioning form At least one of a quadtree type partition, a binary tree type, a binary tree type, and a binary tree type can be used for entropy encoding / decoding of the current block.
  • the entropy encoding / decoding may include a process of determining a binarization / inverse binarization method, determining a context model, updating a context model, performing a regular mode, and performing a bypass mode.
  • a first flag indicating whether the restored neighboring block is divided into quad trees, a second flag indicating whether the binary tree / triple split tree is divided, a third flag indicating any one of vertical division and horizontal division, And a fourth flag indicating any one of the triplet tree division may be used for entropy encoding / decoding of the current block.
  • At least one of the encoding parameters of the reconstructed neighboring block in the block division structure is used for a filtering method such as an in-screen loop filter, a deblocking filter, an adaptive sample offset, .
  • in-screen loop filter coefficient, in-screen loop filter tap, in-screen loop filter shape, in-screen loop filter type, whether deblocking filter is applied , A deblocking filter tap, a deblocking filter strength, a deblocking filter shape, a deblocking filter type, an adaptive sample offset application, an adaptive sample offset value, an adaptive sample offset category, an adaptive sample offset type, At least one of the filter application, the filter coefficient in the adaptive loop, the filter tap in the adaptive loop, the filter shape in the adaptive loop, and the shape in the adaptive loop can be called a deblocking filter of the current block, an adaptive sample offset, My filter can be used for the filtering process.
  • At least one of the encoding parameters of the luminance signal block may be used as at least one of the encoding parameters of the color difference signal block in the block division structure according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • At least one of the encoding parameters of the luminance signal block in the block division structure according to an embodiment of the present invention may be used for deriving at least one of the encoding parameters of the color difference signal block.
  • At least one of the coding parameters of a luminance signal block in a block division structure may be at least one of intra-picture prediction, inter picture prediction, motion compensation, inverse transform, quantization, inverse quantization, entropy coding / , An in-screen loop filter, a deblocking filter, an adaptive sample offset, and an adaptive in-loop filter.
  • At least one of the encoding parameters of the Cb / Cr signal block may be used as at least one of the encoding parameters of the Cr / Cb signal block in the block division structure according to an embodiment of the present invention.
  • At least one of the encoding parameters of the Cb / Cr signal block may be used for deriving at least one of the encoding parameters of the Cr / Cb signal block.
  • At least one of the coding parameters of the Cb / Cr signal block in the block division structure is subjected to intra-picture prediction, inter picture prediction, motion compensation, inverse transform, inverse quantization, , Entropy encoding / decoding, in-picture loop filter, deblocking filter, adaptive sample offset, and adaptive in-loop filter.
  • At least one or more of the following pieces of information may be entropy-encoded / decoded for each divided block using the block division structure according to an embodiment of the present invention. Also, a method may be performed in which the following entropy-encoded / decoded information is indicated based on at least one of the following entropy-encoded / decoded information and at least one of a block size and a type.
  • the motion information includes at least one of a motion vector, a reference picture index, an inter-picture prediction indicator, a skip mode use information skip_flag, a merge_flag, a merge_index, a motion vector resolution information Overlapped block motion compensation information, local illumination compensation information, affine motion compensation information, decoder-side motion vector derivation information, Directional optical flow information, and bi-directional optical flow information.
  • the motion vector resolution information may be information indicating whether a specific resolution is used for at least one of a motion vector and a motion vector difference value.
  • the resolution may mean precision.
  • the specific resolution may be expressed in units of an integer-pel, a unit of a 1/2-pel, a unit of a 1/4-pel, (1/16-pel), 1/32-pel, 1/64-pel Can be set to one.
  • the superimposed block motion compensation information may be information indicating whether to calculate a weighted sum of a prediction block of a current block by additionally using a motion vector of a neighboring block spatially adjacent to the current block in motion compensation of the current block.
  • the local illumination compensation information may be information indicating whether at least one of a weight value and an offset value is applied when generating a prediction block of the current block.
  • the weight value and the offset value may be values calculated based on the reference block.
  • - Affine motion compensation information may be information indicating whether or not an affine motion model is used as a motion compensation temporal motion model for the current block.
  • the affine motion model may be a model for dividing one block into a plurality of sub-blocks using a plurality of parameters, and calculating motion vectors of the sub-blocks divided using the representative motion vectors.
  • Decoder motion vector derivation information may be information indicating whether a motion vector required for motion compensation is derived or used by a decoder.
  • the information on the motion vector may not be entropy-encoded / decoded based on the decoder motion vector derivation information. If the decoder motion vector derivation information indicates that the decoder uses a motion vector, the information on the merge mode can be entropy encoded / decoded. That is, the decoder motion vector derivation information may indicate whether the merge mode is used in the decoder.
  • Bi-directional optical flow information may be information indicating whether motion compensation is performed by correcting a motion vector in units of pixels or sub-blocks. Based on the bi-directional optical flow information, the motion vector of a pixel unit or sub-block unit may not be entropy-encoded / decoded.
  • the motion vector correction may be to change a motion vector value in units of a pixel or a sub-block in a block-by-block motion vector.
  • At least one of the flags and indexes entropy-encoded in the encoder and entropy-decoded in the decoder can use at least one of the following binarization methods.
  • 24 is a flowchart illustrating a video decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder can divide an encoding tree unit into at least one encoding unit according to a block division structure (S2401).
  • the block division structure may be a block division structure in which at least one of the binary tree and the triple division tree is divided after the quadtree division.
  • the binary tree includes a vertical binary tree and a horizontal binary tree
  • the triplet tree may include a vertical triplet tree and a horizontal triplet tree
  • the block division structure may include a first flag indicating whether the quad tree is divided, a second flag indicating whether the binary tree is divided into three divided trees, a third flag indicating any one of vertical division and horizontal division, And a fourth flag indicating any one of the triplet tree splits.
  • the block partitioning structure includes a quad tree root node size, a minimum size of a quad tree leaf node, a maximum size of a binary tree root node, a maximum size of a triple tree root node, a maximum depth of a binary / The minimum size of the triple leaf node, and the minimum size of the triple triple leaf node.
  • the size of the quad tree root node, the minimum size of the quad tree leaf node, the maximum size of the binary tree root node, the maximum size of the triple tree root node, the maximum depth of the binary / Size and the minimum size of the triple tree leaf node may be included in the sequence parameter set.
  • the block division structure can be determined based on the maximum transform size.
  • the block division structure of the luminance signal and the color difference signal of the coding tree unit can be independently determined.
  • the decoder can decode based on the encoding unit (S2402).
  • the decoder can perform decoding based on an encoding unit by performing at least one of intra-picture prediction and inter-picture prediction. Also, the decoder can perform decoding by performing at least one of inverse transform and inverse quantization based on an encoding unit.
  • 25 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.
  • an encoder can divide an encoding tree unit into at least one encoding unit according to a block division structure (S2501).
  • the block division structure may be a block division structure in which at least one of the binary tree and the triple division tree is divided after the quadtree division.
  • the binary tree includes a vertical binary tree and a horizontal binary tree
  • the triplet tree may include a vertical triplet tree and a horizontal triplet tree
  • the block division structure may include a first flag indicating whether the quad tree is divided, a second flag indicating whether the binary tree is divided into three divided trees, a third flag indicating any one of vertical division and horizontal division, And a fourth flag indicating any one of the triplet tree splits.
  • the block partitioning structure includes a quad tree root node size, a minimum size of a quad tree leaf node, a maximum size of a binary tree root node, a maximum size of a triple tree root node, a maximum depth of a binary / The minimum size of the triple leaf node, and the minimum size of the triple tree leaf node.
  • the size of the quad tree root node, the minimum size of the quad tree leaf node, the maximum size of the binary tree root node, the maximum size of the triple tree root node, the maximum depth of the binary / Size and the minimum size of the triple tree leaf node may be encoded in the sequence parameter set.
  • the block division structure can be determined based on the maximum transform size.
  • the block division structure of the luminance signal and the color difference signal of the coding tree unit can be independently determined.
  • the encoder can encode based on the encoding unit (S2502).
  • the encoder can perform coding by performing at least one of intra-picture prediction and inter-picture prediction on the basis of an encoding unit.
  • the encoder can encode by performing at least one of conversion and quantization based on an encoding unit.
  • the recording medium includes a step of dividing an encoding tree unit into at least one encoding unit and encoding based on the encoding unit according to a block division structure, And a block division structure in which at least one of the triple divided trees is divided.
  • the bit stream generated by the image coding method may be stored.
  • the order of applying the embodiment may be different between the encoder and the decoder, and the order of applying the embodiment may be the same in the encoder and the decoder.
  • the embodiment can be performed for each of the luminance and chrominance signals, and the embodiments of the luminance and chrominance signals can be performed in the same manner.
  • the shape of the block to which the embodiments of the present invention are applied may have a square shape or a non-square shape.
  • the embodiments of the present invention can be applied to at least one of a size of at least one of an encoding block, a prediction block, a transform block, a block, a current block, an encoding unit, a prediction unit, a conversion unit,
  • the size may be defined as a minimum size and / or a maximum size for applying the embodiments, or may be defined as a fixed size to which the embodiment is applied.
  • the first embodiment may be applied to the first embodiment at the first size
  • the second embodiment may be applied at the second size. That is, the embodiments can be applied in combination according to the size.
  • the above embodiments of the present invention may be applied only when the minimum size is larger than the maximum size. That is, the embodiments may be applied only when the block size is within a certain range.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 8x8 or more.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 4x4.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or less.
  • the above embodiments can be applied only when the size of the current block is 16x16 or more and 64x64 or less.
  • the embodiments of the present invention may be applied according to a temporal layer.
  • a separate identifier may be signaled to identify the temporal hierarchy to which the embodiments are applicable and the embodiments may be applied to the temporal hierarchy specified by the identifier.
  • the identifier may be defined as a lowest hierarchical layer and / or a highest hierarchical layer to which the embodiment is applicable, or may be defined as indicating a specific hierarchical layer to which the embodiment is applied.
  • a fixed temporal layer to which the above embodiment is applied may be defined.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the lowest layer.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer identifier of the current image is 1 or more.
  • the embodiments may be applied only when the temporal layer of the current image is the highest layer.
  • the slice type to which the embodiments of the present invention are applied is defined and the embodiments of the present invention can be applied according to the slice type.
  • the embodiments of the present invention described above can be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer components and recorded on a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program commands, data files, data structures, and the like, alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the computer-readable recording medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known and used by those skilled in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • program instructions include machine language code such as those generated by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules for performing the processing according to the present invention, and vice versa.
  • the present invention can be applied to an apparatus for encoding / decoding an image.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 영상 부호화 및 복호화 방법에 관한 것이다. 이를 위한 영상 복호화 방법은, 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체
본 발명은 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 다양한 블록 분할 구조를 이용한 영상의 부호화/복호화 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 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 영상을 효율적으로 분할하기 위해 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다.
종래의 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에서 부호화 유닛은 항상 정사각형 형태를 가지며, 쿼드트리 형태로 분할되기 때문에 영상 내 국부적 특성을 고려하여 부호화/복호화하는데 한계가 있다.
본 발명은 영상의 부호화/복호화 효율을 향상시키기 위해 다양한 블록 분할 구조를 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 복호화할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 역변환 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하여 복호화할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 이진트리는, 수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고, 상기 3분할트리는, 수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트에 포함될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 부호화할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계는, 상기 부호화 유닛 기반으로 변환 및 양자화 중 적어도 하나를 수행하여 부호화할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 제한될 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 중 적어도 하나를 시퀀스 파라미터 세트에 포함하여 부호화될 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 기록 매체는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 발명은 영상의 부호화/복호화 효율을 향상시키기 위해 다양한 블록 분할 구조를 이용한 영상의 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 영상의 부호화 및 복호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 영상의 부호화기 및 복호화기의 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿼드트리 분할, 대칭 이진트리 분할(Symmetric BinaryTree, SBT) 및 비대칭 이진트리 분할(Asymmetric BinaryTree, ABT)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 6은 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할 구조로 분할된 CTU 및 이에 대응되는 트리 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할 의 일 실시 예를 나타낸다.
도 8은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할에서 비대칭 이진트리 분할의 재귀적 수행의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 시그널링을 나타내는 도면이다.
도 10은 2의 지수로 분할 가능한 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 11은 2의 지수로 분할 가능하지 않는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 12는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 14는 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 15는 블록 형태에 따른 수직 이진트리 분할(BI_VER_SPLIT), 수평 이진트리 분할(BI_HOL_SPLIT), 수직 3분할트리 분할(TRI_VER_SPLIT) 및 수평 3분할트리 분할(TRI_HOL_SPLIT)의 실시 예를 나타낸다.
도 16은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 허용되는 분할 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 허용되는 분할 모드에 따른 비트 할당의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 18은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 정사각형 분할 정보 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 분리된 PU/TU 트리 분할의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 21은 쿼드트리 깊이 및 이진트리 깊이 별로 쿼드트리 후 이진트리 분할의 블록 분할 구조로 분할된 CTU의 자세한 예를 나타내는 도면이다.
도 22은 CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조로 분할되는 예를 나타내는 도면이다.
도 23은 복원된 양자화 행렬 계수 스캔 방법들의 예를 나타내는 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)와 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할 할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 3에서 쿼드트리 분할, 이진트리 분할, 3분할트리 분할 및 복합형트리 분할에 대해 설명하였다. 이하에서는, 도 4 내지 도 23을 참고하여, 영상의 분할 구조의 추가적인 실시 예에 대해 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿼드트리 분할, 대칭 이진트리 분할(Symmetric BinaryTree, SBT) 및 비대칭 이진트리 분할(Asymmetric BinaryTree, ABT)을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서 w는 블록의 가로 크기, h는 블록의 세로 크기를 나타낸다.
도 4를 참고하면, 쿼드트리 분할은 하나의 블록이 4개의 블록으로 분할되는 분할 형태로, 분할된 4개의 블록의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 블록의 가로 및 세로 크기의 절반의 크기를 가질 수 있다.
이진트리 분할은 하나의 블록이 2개의 블록으로 분할되는 분할 형태로, 대칭 이진트리 분할 및 비대칭 이진트리 분할을 포함한다. 여기서, 대칭 이진트리 분할은 가로 방향 대칭 분할 및 세로 방향 대칭 분할을 포함할 수 있다. 그리고, 비대칭 이진트리 분할은 가로 방향 비대칭 분할 및 세로 방향 비대칭 분할을 포함할 수 있다. 한편, 이진트리의 리프 노드는 코딩 유닛(CU)을 의미할 수 있다.
대칭 이진트리로 분할되는 노드들은 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 반면, 비대칭 이진트리로 분할되는 노드들은 서로 다른 크기를 가질수 있다.
도 4에서는 비대칭 이진트리 분할의 일 예로, 가로 방향 및 세로 방향 각각 1:3, 3:1, 1:7 및 7:1 비대칭 이진트리 분할을 나타내고 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할(BinaryTree after QuadTree, QT+BT)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 쿼드트리 후 이진트리 분할이 있을 수 있다. 쿼드트리 후 이진트리 분할은 우선적으로 쿼드트리 분할이 적용된 후 이진트리 분할이 적용되는 분할 구조를 의미할 수 있다.
예컨대, 쿼드트리 후 이진트리 분할에서 CTU은 우선적으로 쿼드트리 분할되고, 쿼드트리의 리프 노드는 추가적으로 이진트리 분할될 수 있다. 여기서, 쿼드트리의 리프 노드 또는 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 이진트리 분할은 대칭 이진트리 분할만 적용된 이진트리 분할(쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할)이거나, 대칭 이진트리 분할과 비대칭 이진트리 분할이 모두 적용된 이진트리 분할(쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할)일 수 있다.
쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 제1 플래그 및 수평 대칭 분할, 수직 대칭 분할 및 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다. 이때, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제1 인덱스가 제1 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 가로 방향 대칭 분할을 지시할 수 있고, 제3 값을 지시하는 경우 세로 방향 대칭 분할을 지시할 수 있다. 제1 인덱스는 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 또한, CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 더 이상 분할될 수 없다고 판단된 경우, 제1 플래그 및/또는 제1 인덱스는 시그널링되지 않을 수 있다.
또 다른 예로, 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 제1 플래그, 이진트리 분할 여부를 지시하는 제2 플래그 및 수평 대칭 분할 및 수직 대칭 분할를 나타내는 제3 플래그 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다. 이때, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제2 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 이진트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제3 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 수평 대칭 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 수직 대칭 분할을 지시할 수 있다. 제2 플래그는 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 제3 플래그는 제2 플래그가 제1값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 또한, CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 더 이상 분할될 수 없다고 판단된 경우, 제1 플래그, 제2 플래그 및/또는 제3 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다.
도 5는 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다. 도 5에서, QT split flag는 쿼드트리 분할 여부를 지시하고, BT split flag는 이진트리 분할 여부를 지시하고, BT split type은 수평 분할(또는 가로 방향 분할) 및 수직 분할(또는 세로 방향 분할)을 지시할 수 있다.
도 6은 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할 구조로 분할된 CTU 및 이에 대응되는 트리 구조를 나타내는 도면이다. 도 6에서 실선은 쿼드트리 분할을 나타내며, 점선은 이진트리 분할을 나타낸다.
이진트리 분할이 수행되는 경우 수직 대칭 분할인지 수평 대칭 분할인지에 대한 플래그가 시그널링될 수 있다. 도 6의 트리 구조에서 0은 수평 대칭 분할을 1은 수직 대칭 분할을 나타낸다.
도 7은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 7을 참고하면, 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할은 쿼드트리 분할(QT_SPLIT), 수평 대칭 분할(HOR), 수직 대칭 분할(VER), 수평 상측 비대칭 분할(HOR_UP), 수평 하측 비대칭 분할(HOR_DOWN), 수직 좌측 비대칭 분할(VER_LEFT) 및 수직 우측 비대칭 분할(VER_RIGHT) 등과 같은 다양한 유형의 분할 구조를 포함할 수 있다. 따라서, 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할을 이용하면 블록을 정방형 또는 비정방형 블록으로 분할할 수 있다.
도 8은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할에서 비대칭 이진트리 분할의 재귀적 수행의 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 8를 참고하면, 비대칭 이진트리 분할된 블록에 비대칭 이진트리 분할이 재귀적으로 수행될 수 있다. 이때, 비대칭 이진트리 분할은 이진 대칭 분할, 크기가 2의 거듭 제곱 분할인 비대칭 이진 분할(예컨대, S/4, 3*S/4) 및 3분할 비대칭 이진 분할(예컨대, S/3, 2*S/3) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, S는 상위 블록의 가로 또는 세로의 크기를 의미할 수 있다.
한편, 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할 여부를 지시하는 제1 플래그, 이진트리 분할 여부를 지시하는 제2 플래그, 수평 분할 및 수직 분할을 지시하는 제3 플래그, 대칭 분할 및 비대칭 분할을 지시하는 제4 플래그 및 좌측/상단 및 후측/하단 등 비대칭 분할 타입을 지시하는 제5 플래그 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다. 이때, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제2 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 이진트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있다. 또한, 제3 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 수평 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 수직 분할을 지시할 수 있다. 또한, 제4 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 대칭 분할을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 비대칭 분할을 지시할 수 있다. 또한, 제5 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 좌측 또는 상단을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 우측 또는 하단을 지시할 수 있다. 제2 플래그는 제1 플래그가 제2 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 제3 플래그 및 제4 플래그는 제2 플래그가 제1값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 제5 플래그는 제4 플래그가 제2값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다. 또한, CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 더 이상 분할될 수 없다고 판단된 경우, 제1 플래그, 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및/또는 제5 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다. 여기서, 제5 플래그 대신 비대칭 분할 형태를 지시하는 제1 인덱스가 시그널링될 수 있다.
한편, 제1 플래그, 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)는 각각 별도의 정보로 시그널링될 수도 있고, 일부 또는 전부가 하나의 정보로 시그널링될 수 있다.
그리고, 이진트리 분할 가용성 정보 및 비대칭 분할 가용성 정보 중 적어도 하나는 CU보다 상위 레벨(예컨대, 비디오, 시퀀스, 픽처, 슬라이스, 타일 또는 CTU)에서 시그널링될 수 있다. 이 경우, 이진트리 분할 가용성 정보 및 비대칭 분할 가용성 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)의 시그널링 여부가 결정될 수 있다. 예컨대, 이진트리 분할이 가용하지 않는 경우, 제2 플래그, 제3 플래그, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)는 시그널링되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 분할은 가용하지만 비대칭 분할이 가용하지 않는 경우, 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)는 시그널링되지 않을 수 있다.
또는 CU의 크기 및/또는 깊이에 기초하여, CU가 이진트리 분할될 수 있는지 또는 비대칭 분할될 수 있는지가 판단될 수 있다. 예컨대, CU의 크기가 비대칭 분할될 수 없는 크기라면, 해당 CU에 대해서는 제4 플래그 및 제5 플래그(또는 제1 인덱스)가 시그널링되지 않을 수 있다.
도 9는 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 시그널링을 나타내는 도면이다.
도 9를 참고하면, 쿼드트리 후 대칭 이진트리 분할 구조에 최대 2개의 빈(bin)을 추가 시그널링하여 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할 구조를 나타낼 수 있다.
도 9에서, 첫번째 빈은 비대칭 이진트리 분할을 사용하는지 여부를 나타낼 수 있다. 만약, 첫번째 빈이 비대칭 이진트리 분할이 사용되는 것을 지시하는 경우(Asymmetric), 비대칭 분할 형태를 지시하는 두번째 빈이 추가로 시그널링 될 수 있다.
한편, 도 9와 같이 추가된 두개의 빈은 하나의 단일 컨텍스트로 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할의 일 예로 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할이 있을 수 있다. 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할은 쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할에서 비대칭 이진트리가 쉬프팅된 이진트리(binarytree with shifting, BTS)로 표현된 분할 구조를 의미할 수 있다.
도 10 및 도 11은 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 10은 2의 지수로 분할 가능한 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 10의 첫번째 행은 쿼드트리 분할, 수평 대칭 분할 및 수직 대칭 분할의 예시를 나타낼 수 있다. 그리고, 도 10의 두번째 행은 서로 다른 방향으로 1:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할의 예시를 나타내고, 도 10의 세번째 행은 서로 다른 방향으로 3:5 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할의 예시를 나타낼 수 있다.
여기서, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n(n은 양의 정수)이고 적어도 M(여기서, M은 양의 정수, 일 예로, 16)보다 작거나 같은 경우, 1/4 및 3/4 의 크기를 갖는 1:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다. 그리고, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n이고 M보다 큰 경우, 3/8 및 5/8 의 크기를 갖는 3:5 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다.
도 11은 2의 지수로 분할 가능하지 않는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 11의 첫번째 행, 두번째 행 및 세번째 행 각각은 서로 다른 방향으로 1:2, 1:4 및 2:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할의 예시를 나타낼 수 있다.
여기서, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n(n은 양의 정수)이 아니고, 3x2n 인 경우 1/3 및 2/3의 크기를 갖는 1:2 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다. 그리고, 블록의 가로 길이 또는 세로 길이가 2n이 아니고, 5x2n 인 경우 1/5 및 4/5의 크기를 갖는 1:4 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할 또는 2/5 및 3/5의 크기를 갖는 2:3 분할하는 쉬프팅된 이진트리 분할로 결정될 수 있다.
도 12는 쿼드트리 후 쉬프팅된 이진트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
쉬프팅된 이진트리(BTS) 분할은 분할 방향과 분할 비율에 따라 결정될 수 있다
이진트리 분할 방향은 이전 분할의 분할 방향에 따라 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 수평 또는 수직 분할로 시그널링하는 대신 직교 분할(perpendicular split) 또는 병렬 분할(parallel split)으로 시그널링할 수 있다.
여기서, 직교 분할은 이전 분할의 분할 방향과 반대되는 분할 방향을 의미할 수 있다. 예컨대, 이전 분할의 분할 방향이 수직 분할이고 직교 분할이 시그널링된 경우, 현재의 분할 방향은 수평 분할일 수 있다.
반대로, 병렬 분할은 이전 분할의 분할 방향과 동일한 분할 방향을 의미할 수 있다. 예컨대, 이전 분할의 분할 방향이 수직 분할이고 병렬 분할이 시그널링된 경우, 현재의 분할 방향은 수직 분할일 수 있다.
도 12를 참고하면, 첫 번째 분할은 규칙에 따라 기 설정될 수 있다. 여기서 분할 가능한 두 방향(직교 및 평행)에 대해 2 개의 이진 플래그 perpend_split_flag 및 parallel_split_flag가 시그널링될 수 있다. 그런 다음 분할 비율은 이진 결정 트리(binary decision tree)를 사용하여 시그널링될 수 있다.
한편, 도 12에서 직교 부분은 병렬 부분과 동일한 트리가 있으므로 표시되지 않았고, 특정 노드에 하나의 하위 노드만 포함되어 있으면 분할 정보가 시그널링되지 않을 수 있다.
쿼드트리 후 비대칭 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 2x6, 2x14, 6x2, 혹은 14x2 블록 크기 단위 이상에서 결정될 수 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서는 다음의 블록 분할 구조에 대한 파라미터를 정의하고 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상일 수 있다.
CTUSize: 쿼드트리의 루트(root) 노드의 크기
MinQTSize: 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기
MaxBTSize: 이진트리 루트 노드의 최대 크기
MaxBTDepth: 이진트리 최대 깊이
MinBTSize: 이진트리 리프 노드의 최소 크기
상술한 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 중 적어도 하나에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 그리고, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 Cb 신호 또는 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 각 슬라이스 타입 (I, P, 혹은 B)에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 슬라이스 타입 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 현재 블록의 깊이 혹은 크기와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 깊이 혹은 크기를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조의 일 예로, CTUSize는 휘도 샘플 단위로 128x128를 가질 수 있고, 색차 샘플 단위로 64x64 크기를 가질 수 있다.
또한, MinQTSize는 16x16 크기로 설정되고, MaxBTSize는 64x64 크기로 설정되고, MinBTSize는 가로 및 세로에 대해서 4x4 크기로 설정될 수 있고, MaxBTDepth는 4로 설정될 수 있다.
CTU에 대해 쿼드트리 분할이 수행되어 쿼드트리 리프 노드를 생성할 수 있다.
쿼드트리 분할은 블록의 크기가 MinQTSize에 도달할 때까지 반복적으로 분할될 수 있다.
쿼드트리 리프 노드는 MinQTSize인 16x16 크기에서부터 CTUSize인 128x128 크기까지 가질 수 있다.
쿼드트리 리프 노드의 크기가 128x128인 경우, 해당 크기가 MaxBTSize인 64x64 크기 이상이므로 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다. 그렇지 않은 경우 (즉, 쿼드트리 리프 노드의 크기가 64x64보다 작은 경우), 쿼드트리 리프 노드는 이진트리 형태로 분할될 수 있다. 즉, 쿼드트리 리프 노드의 크기가 MaxBTSize보다 크지 않을 경우, 이진트리 형태로 반복적으로 분할될 수 있다. 따라서, 쿼드트리 리프 노드는 이진트리의 루트 노드일 수 있고, 이진트리 깊이로 0을 가질 수 있다.
이진트리 깊이가 MaxBTDepth인 4에 도달할 경우, 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 노드의 가로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 노드의 가로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinBTSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다.
이진트리 리프 노드는 추가 분할 없이 예측, 변환, 양자화, 역양자화, 역변환, 변환 계수 부호화/복호화 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
전술한 CTUSize, MinQTSize, MaxBTSize, MaxBTDepth 및 MinBTSize의 값은 일 예에 불과하며, 이에 한정되지 않는다.
쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 쿼드트리 분할 구조와 이진트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나가 중첩된다면, 쿼드트리 분할 구조 정보와 이진트리 분할 구조 정보가 함께 시그널링될 수 있다. 이때, 쿼드트리 분할 구조와 이진트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나의 중첩을 최소화하면 쿼드트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나에서는 쿼드트리 분할 구조 정보만 시그널링할 수 있고, 이진트리 분할 구조가 수행되는 블록 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나에서는 이진트리 분할 구조 정보만 시그널링할 수 있다.
이를 위해, 쿼드트리 후 이진트리 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 블록의 크기, 깊이 및 영역 중 적어도 하나와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 크기, 기준 깊이 및 기준 영역 중 적어도 하나를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
예를 들어, 부호화기 및 복호화기에서 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기인 MinQTSize는 NxN으로 고정된 값일 수 있고, 이진트리 루트 노드의 최대 크기인 MaxBTSize는 MxM으로 고정된 값일 수 있다. 이때, M은 N보다 작을 수 있다. 예컨대, N은 16, M은 8로 고정될 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 (Combined Quadtree and Binarytree, CQB)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할이 있을 수 있다. 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할은 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 우선순위 없이 적용될 수 있는 분할 구조를 의미할 수 있다. 앞서 설명한 쿼드트리 후 이진트리 분할은 반드시 쿼드트리 분할을 우선적으로 적용하는 반면, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할은 쿼드트리 분할을 우선하지 않고 이진트리 분할이 먼저 적용될 수도 있다.
도 13은 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할의 일 실시 예를 나타낸다.
도 13를 참고하면, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할에서는 하나의 CU에 대해서 쿼드트리 분할 또는 이진트리 분할이 수행될 수 있다. 여기서, CU가 2개로 분할될 경우 이진트리를 이용해서 분할되었다고 할 수 있고, CU가 4개로 분할될 경우 쿼드트리를 이용해서 분할되었다고 할 수 있다. 또한, CU는 CTU로부터 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할로 분할되므로 정방형(정사각형) 혹은 비정방형(직사각형) 형태를 가질 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 형태의 블록 분할 구조를 이용해서 영상을 특정 가로 및 세로 크기 이상의 모든 비정방형 블록 형태로 부호화/복호화할 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할을 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 인덱스, 수평 분할 및 수직 분할 중 어느 하나의 분할 방향을 나타내는 제1 플래그, 분할 위치를 나타내는 제2 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
이때, 제1 인덱스가 제1 값을 지시하는 경우 더 이상 분할되지 않는 것을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 쿼드트리 구조로 분할을 지시할 수 있고, 제3 값을 지시하는 경우 이진트리 구조로 분할되는지를 지시할 수 있다. 또한, 제1 플래그가 제1 값을 지시하는 경우 수평 분할(또는 가로 방향 분할)을 지시할 수 있고, 제2 값을 지시하는 경우 수직 분할(또는 세로 방향 분할)을 지시할 수 있다. 제1 플래그는 제1 인덱스가 제3 값을 지시하는 경우에만 시그널링될 수 있다.
여기서, 상기 제1 인덱스를 이용해서 쿼드트리 구조로 분할될 경우, 모든 자식 노드(child node)는 부모 노드(parent node)로부터 가로 및 세로가 ½씩 감소된 크기로 분할될 수 있다. 이때, 모든 자식 노드는 4개의 노드들일 수 있고, 상기 4개의 자식 노드는 모두 동일한 크기를 가질 수 있다. 여기서, 부모 노드는 현재 분할 대상이 되는 블록을 의미할 수 있고, 자식 노드는 현재 분할 대상이 되는 블록을 분할한 결과 블록일 수 있다. 각 자식 노드는 MxN의 크기를 가질 수 있다. 여기서, M과 N은 1, 2, 4, 8, 16, 32 등 양의 정수일 수 있다.
또한, 상기 제1 인덱스 및 제1 플래그를 이용해서 이진트리 구조로 분할될 경우, 분할 위치 정보를 나타내는 제2 인덱스가 추가로 시그널링될 수 있다.
여기서, 분할 위치 정보를 기준으로 현재 블록을 이진트리 구조로 분할할 수 있다. 수평 분할되는 이진트리일 경우, 분할 위치 정보는 부모 노드의 위치, 크기 및 형태 중 적어도 하나를 기준으로 한 N-샘플 단위 오프셋을 의미할 수 있다. 이때, 부모 노드의 상단으로부터 N-샘플 단위 오프셋 혹은 부모 노드의 하단으로부터 N-샘플 단위 오프셋이 분할 위치 정보를 의미할 수도 있다. 이때, N은 1, 2, 4, 8, 16, 32 등 양의 정수일 수 있다.
마찬가지로 수직 분할되는 이진트리일 경우, 분할 위치 정보는 부모 노드의 위치, 크기 및 형태 중 적어도 하나를 기준으로 한 N-샘플 단위 오프셋을 의미할 수 있다. 이때, 부모 노드의 좌측으로부터 N-샘플 단위 오프셋 혹은 부모 노드의 우측으로부터 N-샘플 단위 오프셋이 분할 위치 정보를 의미할 수 있다.
분할 위치 정보는 블록의 너비(가로 크기) 혹은 높이(세로 크기)를 기준으로 미리 구성된 오프셋 세트 내 값을 지시하는 인덱스 형태로 시그널링될 수 있다.
여기서, 오프셋의 단위인 N 값은 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화하여 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 표현하는데 이용할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU 중 하나 이상일 수 있다. 상기 N 값은 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 중 적어도 하나에 대한 파라미터로 이용될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 N 값은 Cb 신호 또는 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 상기 N 값은 각 슬라이스 타입 (I, P, 혹은 B)에 대한 파라미터로 이용될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 슬라이스 타입 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 상기 N 값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다. 또한, 상기 N 값은 현재 블록의 깊이 또는 크기에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있고, 블록 분할 구조를 지시하기 위한 다른 플래그 및 인덱스에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
전술한 인덱스 및 플래그 중 적어도 하나는 CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또는, 상기 인덱스 및 플래그 중 적어도 하나는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다.
또한, 상기 인덱스 및 플래그 중 적어도 하나는 현재 블록의 깊이 또는 크기에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있고, 블록 분할 구조를 지시하기 위한 다른 플래그 및 인덱스에 기반하여 문맥 모델 결정 및 문맥 모델 업데이트 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
하나의 CTU는 쿼드트리 구조 혹은 이진트리 구조로 분할될 수 있다. 이때, 쿼드트리의 리프 노드 혹은 이진트리의 리프 노드는 CU를 의미할 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조에서는 다음의 블록 분할 구조에 대한 파라미터를 정의하고 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화하여 조합된 쿼드트리 및 이진트리 형태의 블록 분할 구조를 표현하는데 이용할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU 중 하나 이상일 수 있다
CTUSize: 루트(root) 노드의 크기
MinCUSize: 리프 노드의 최소 크기
MaxCUDepth: CU의 최대 깊이
상술한 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 중 적어도 하나에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다. 그리고, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 Cb 신호 또는 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 각 슬라이스 타입 (I, P, 혹은 B)에 대한 파라미터로 이용될 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 슬라이스 타입 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 블록 분할 구조에 대한 파라미터들 중 적어도 하나는 현재 블록의 깊이 혹은 크기와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 깊이 혹은 크기를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록 혹은 주변 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조의 일 예로, CTUSize는 휘도 샘플 단위로 128x128를 가질 수 있고, 색차 샘플 단위로 64x64 크기를 가질 수 있다.
또한, MinCUSize는 4x4 크기로 설정되고, MaxCUDepth는 5로 설정될 수 있다. CTU에 대해 쿼드트리 혹은 이진트리 분할이 수행되어 리프 노드를 생성할 수 있다. 쿼드트리 분할 혹은 이진트리 분할은 블록의 크기가 MinCUSize에 도달할 때까지 반복적으로 분할될 수 있다.
CU 깊이가 MaxCUDepth인 5에 도달할 경우, 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 쿼드트리 노드의 가로 혹은 세로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 이진트리 노드의 가로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 또한, 이진트리 노드의 가로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 세로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다. 유사하게, 이진트리 노드의 세로 크기가 MinCUSize인 4와 동일할 경우, 가로 방향의 대칭 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다.
조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 MinCUSize로 설정되는 리프 노드의 크기인 2x4, 4x4, 4x2, 4x8, 8x4 블록 크기 단위 이상에서 결정될 수 있다. 리프 노드는 추가 분할 없이 예측, 변환, 양자화, 역양자화, 역변환, 변환 계수 부호화/복호화 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
전술한 CTUSize, MinCuSize 및 MaxCuDepth의 값은 일 예에 불과하며, 이에 한정되지 않는다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할(BinaryTree and TripleTree after QuadTree, QT+BTTT)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할이 있을 수 있다. 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할은 우선적으로 쿼드트리 분할이 적용된 후 이진트리 또는 3분할트리가 적용되는 분할 구조를 의미할 수 있다. 여기서, 이진/3분할트리는 도 3에서 설명한 복합형트리일 수 있다. 따라서, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할은 쿼드트리 후 복합형트리 분할(Multi-type tree after quadtree)로 칭해질 수 있다.
도 14는 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 사용되는 분할 형태들인 쿼드트리 분할(a), 수직 이진트리 분할(b), 수평 이진트리 분할(c), 수직 3분할트리 분할(d) 및 수평 3분할트리 분할(e)을 나타낸다.
그리고, 도 15는 블록 형태에 따른 수직 이진트리 분할(BI_VER_SPLIT), 수평 이진트리 분할(BI_HOL_SPLIT), 수직 3분할트리 분할(TRI_VER_SPLIT) 및 수평 3분할트리 분할(TRI_HOL_SPLIT)의 실시 예를 나타낸다. 여기서, BI_VER_SPLIT, BI_HOL_SPLIT, TRI_VER_SPLIT 및 TRI_HOL_SPLIT는 수직 이진트리 모드, 수평 이진트리 모드, 수직 3분할트리 모드 및 수평 3분할트리 모드를 의미할 수 있다. 이외에, 분할 없음을 나타내는 NO_SPLIT 및 쿼드트리 모드를 나타내는 QUAD_SPLIT 의 분할모드가 있을 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할이 적용의 경우, CTU를 쿼드트리 분할 후, 최대 CU는 이진트리 및 3분할트리 중 어느 하나에 의해 재귀적으로 더 분할 될 수 있다. 예를 들어, CTU 크기가 256x256 인 경우, CTU는 4 개의 128x128 CU로 분할되고 각 128x128 CU는 최대 CU 크기가 되고 더 깊이 분할될 수 있다.
이진/3분할트리 분할 구조를 사용함으로써 정방형(정사각형) CU 및 비정방형(비 정사각형)의 CU가 모두 가능할 수 있다.
한편, CTU 크기가 128x128 인 경우, CTU에서의 쿼드트리 분할은 생략될 수 있다.
전술한 실시 예에서 CU의 형태는 블록의 가로 크기와 세로 크기 사이의 비율로 나타낼 수 있다. 예를 들어 블록의 가로 크기와 세로 크기가 동일하면 1 : 1 비율 CU 또는 정방형 CU로 표시 할 수 있으며 가로 크기가 64이고 세로 크기가 16 인 경우 1 : 4 비율 CU 또는 비정방형 CU로 나타낼 수 있다.
블록 분할은 허용된 블록의 분할 형태와 허용되는 최대 및 최소 크기를 기반으로 수행될 수 있다. 즉, 블록의 각 분할 형태에 대한 최소 및 최대 크기 정보에 기초하여 허용되는 블록 분할 모드가 결정될 수 있다.
구체적으로, 현재 CU의 형태에 따라 허용되는 분할 모드는 상위 레벨의 시그널링에 따라 달라질 수 있다. 일 예에 따르면, CU의 각 형태에 대해 최소 및 최대 크기가 아래와 같이 상위 레벨의 파라미터 세트 혹은 헤더에서 시그널링될 수 있다. (여기서, 모든 크기는 log2 스케일이고, minus2는 log2 스케일의 원래 크기에서 2를 뺀 것을 의미할 수 있다.)
log2_cu_11_ratio_max_minus2 : 1 : 1 비율 CU의 최대 허용 크기
log2_cu_11_ratio_min_minus2 : 1 : 1 비율 CU의 최소 허용 크기
log2_cu_12_ratio_max_minus2 : 1 : 2 또는 2 : 1 비율 CU의 최대 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_cu_12_ratio_min_minus2 : 1 : 2 또는 2 : 1 비율 CU의 최소 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_cu_14_ratio_max_minus2 : 1 : 4 또는 4 : 1 비율 CU의 최대 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_cu_14_ratio_min_minus2 : 1 : 4 또는 4 : 1 비율의 CU의 최소 허용 크기 (더 긴 쪽의 경우)
log2_tri_split_max_minus2 : 3분할트리 분할의 최대 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
log2_tri_split_min_minus2 : 3분할트리 분할의 최소 허용 크기 (긴 쪽의 경우)
일 예로, CU 크기가 128x128이고 log2_cu_12_ratio_max_minus2가 4 (1:2 비율 CU의 최대 허용 크기 64)인 경우, 수직 분할 모드 및 수평 분할 모드는 허용되지 않을 수 있다.
또 다른 예로, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 수평 이진트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 수평 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수평 이진트리 분할은 허용될 수 있고, 수평 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다.
또 다른 예로, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 수직 이진트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 수직 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수직 이진트리 분할은 허용될 수 있고, 수직 이진트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다.
상기 CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 64로 한정되는 것은 아니며, CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 M 값과 비교될 수 있다. 또한, 상기 M 값은 변환 혹은 역변환 블록의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 M 값은 변환 혹은 역변환 행렬의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다.
상기 M 값은 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 상기 M 값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있다.
다른 예로, CU 크기가 128x128이고 log2_tri_split_max_minus2가 4 (3분할 트리 분할의 최대 허용 크기 64)인 경우, 3분할트리 분할 모드는 허용되지 않을 수 있다. 즉, CU의 가로 또는 세로의 크기가 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로 크기가 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로 크기가 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 큰 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 가로 크기가 64보다 크고 세로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또 다른 예로, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용되지 않을 수 있다. 또한, CU의 세로 크기가 64보다 크고 가로의 크기가 64와 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 따라서, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할은 허용될 수 있다. 또한, CU의 가로 또는 세로의 크기가 모두 64보다 작거나 같은 경우, 3분할트리 분할과 관련된 정보는 시그널링될 수 있다. 이때, 3분할트리 분할은 수평 3분할트리 분할 및 수직 3분할트리 분할 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 64로 한정되는 것은 아니며, CU의 가로 또는/및 세로의 크기는 N 값과 비교될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 변환 혹은 역변환 블록의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 N 값은 변환 혹은 역변환 행렬의 가로 또는/및 세로의 크기의 최대값과 동일한 값을 가질 수 있다.
상기 N 값은 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 상기 N 값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있다.
도 16은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 허용되는 분할 모드를 설명하기 위한 도면이다.
현재 CU의 크기가 64x64 이고, log2_tri_split_max_minus2가 4(3분할트리 분할이 허용되는 CU의 최대 크기 64)이고, log2_cu_12_ratio_max_minus2가 4(1:2 비율 CU의 최대 허용 크기 64)이고, log2_cu_14_ratio_max_minus2가 3(1:4 비율 CU의 최대 허용 크기 32)인 경우, 16x64 또는 64x16의 CU로 분할되는 수직 3분할트리 모드(TRI_VER_SPLIT) 및 수평 3분할트리 모드(TRI_HOR_SPLIT)는 허용되지 않을 수 있다.
또한, 현재 CU의 크기가 32x64 이고, log2_tri_split_max_minus2가 4(3분할트리 분할이 허용되는 CU의 최대 크기 64)이고, log2_cu_12_ratio_max_minus2가 4(1:2 비율 CU의 최대 허용 크기 64)이고, log2_cu_14_ratio_max_minus2가 3(1:4 비율 CU의 최대 허용 크기 32)인 경우, 16x64 또는 64x16의 CU로 분할되는 수직 이진트리 모드(BI_VER_SPLIT) 및 수직 3분할트리 모드(TRI_VER_SPLIT) 는 허용되지 않을 수 있다.
도 17은 허용되는 분할 모드에 따른 비트 할당의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 17을 참고하면, 허용되는 분할 모드가 1개인 경우, 분할 모드를 나타내기 위해 1비트가 할당될 수 있다. 허용되는 분할 모드가 2개인 경우, 분할 모드를 나타내기 위해 최대 2비트가 할당될 수 있으며, 분할 모드가 3개 또는 4개인 경우, 분할 모드를 나타내기 위해 최대 3비트가 할당될 수 있다.
도 18은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할의 시그널링을 설명하기 위한 도면이다.
도 18을 참고하면, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조를 이용해서 현재 블록이 분할되는 경우, 첫번째 빈(Bin)은 쿼드트리 분할 여부를 나타낼 수 있고, 두번째 빈은 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타낼 수 있고, 세번째 빈은 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있고, 네번째 빈은 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시할 수 있고, 다섯번째 빈 및 여섯번째 빈은 이진트리 분할의 타입을 나타낼 수 있다.
도 18에서 설명한 빈들은 복수 개의 신택스(또는 정보)로 시그널링되거나, 하나의 신택스(또는 정보)로 시그널링될 수 있다. 여기서, 복수 개의 신택스로 시그널링되는 경우, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 및 이진트리 분할 타입을 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나가 시그널링될 수 있다.
한편, 도 18에서 세번째 빈은 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있고, 네번째 빈은 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시할 수 있다고 설명하였다. 그러나, 상기 실시 예에 한정되지 않고, 세번째 빈이 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시할 수 있고, 네번째 빈이 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서는 다음의 블록 분할 구조에 대한 파라미터를 정의하고 상위 레벨의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 상기 상위 레벨의 단위는 예컨대, 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), 코딩 트리 유닛(CTU) 중 하나 이상일 수 있다.
CTUSize: 쿼드트리의 루트(root) 노드의 크기
MinQtSize: 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기
MaxBtSize: 이진트리 루트 노드의 최대 크기
MaxTtSize: 3분할트리 루트 노드의 최대 크기
MaxMttDepth: 이진/3분할트리 최대 깊이
MinBtSize: 이진트리 리프 노드의 최소 크기
MinTtSize: 3분할트리 리프 노드의 최소 크기
최대 변환 크기보다 큰 가로 또는 세로를 가지는 블록은 자동적으로 쿼드트리 분할이 수행될 수 있다. 즉, 블록의 가로 및 세로 중 적어도 하나가 최대 변환 크기보다 큰 경우, 명시적인 시그널링 없이 쿼드트리 분할이 자동적으로 수행될 수 있다.
일 예로, 최대 변환 크기 64보다 큰 가로 또는 세로를 갖는 CU(또는 코딩 블록, CB)는 명시적인 시그널링 없이(즉, 묵시적으로) 쿼드트리 분할에 의해 더 분할되도록 추론될 수 있다.
한편, 다른 실시 예에서 부호화 블록 플래그 (Coded Block Flag, CBF) 값은 화면 간 슬라이스에서 가로 또는 세로가 64보다 큰 CU의 경우 0과 같다고 추론될 수 있다.
화면 간 슬라이스에서, 가로 또는 세로가 64보다 큰 CU의 경우 스킵 모드가 유추되어 항상 적용될 수 있다.
반면, 화면 간 슬라이스이고 가로 또는 세로가 128보다 큰 CU의 경우, 스킵 모드와 부호화 블록 플래그가 0 인 AMVP 모드 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 여기서, AMVP 모드의 부호화 블록 플래그는 시그널링되지 않고 0으로 추론될 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서 중복 분할 패턴이 있을 수 있다. 이 경우, 중복 분할 패턴을 방지하기 위해 특정 분할 구조를 금지할 수 있다.
일 예로, 제1 방향으로 2번 연속 이진트리 분할한 결과와 제1 방향으로 3분할트리 분할 후 중앙 위치 블록에 대해 제1 방향으로 이진트리 분할한 결과는 동일 할 수 있다. 즉, 동일한 방향의 2레벨의 이진트리 분할과 동일한 방향의 3분할트리 분할 후 중앙 위치 블록에 대해 이진트리 분할은 중복 분할 패턴에 해당될 수 있다. 따라서, 중복 분할 패턴 방지를 위해 3분할트리 분할 후 중앙 위치 블록에 대한 이진트리 분할은 허용되지 않을 수 있다.
쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서 트리 노드 블록은 영상의 하단 경계 또는 우측 경계를 넘어서 존재할 수 있다. 영상의 경계 내에 모든 CU가 존재하기 위해 영상의 하단 경계 또는 우측 경계를 넘어서 존재하는 트리 노드 블록은 아래와 같이 분할될 수 있다.
(1) 트리 노드 블록이 영상의 하단 경계 및 우측 경계를 모두 넘은 경우
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할로 분할될 수 있다.
- 그 외에는, 현재 블록은 수평 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
(2) 트리 노드 블록이 영상의 하단 경계를 넘은 경우
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할로 분할될 수 있다.
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 작거나 같은 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할 또는 수평 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
- 그 외에는, 현재 블록은 수평 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
(3) 트리 노드 블록이 영상의 우측 경계를 넘은 경우
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 큰 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할로 분할될 수 있다.
- 현재 블록이 쿼드트리 노드 블록이고 현재 블록의 크기가 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기보다 크고 현재 블록의 크기가 이진트리 루트노드의 최대 크기보다 작거나 같은 경우, 현재 블록은 쿼드트리 분할 또는 수직 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
- 그 외에는, 현재 블록은 수직 이진트리 분할로 분할될 수 있다.
정사각형 분할 (Split To Square, STS)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 정사각형 분할이 있을 수 있다. 정사각형 분할은 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서, 이진/3분할트리 외에 정사각형 분할을 더 포함하는 분할 구조를 의미할 수 있다. 여기서, 정사각형 분할은 블록을 정사각형의 서브 블록으로 분할하는 분할 구조를 의미할 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할에서 블록 가로 크기 대 세로 크기 비율이 1 : 1, 1 : 4 또는 4 : 1 인 경우, 정사각형 분할이 적용될 수 있다. 일 예로, 64x16블록에 정사각형 분할이 적용된 경우, 16x16 크기의 4개의 CU로 분할 될 수 있다.
본 실시 예에서는, 정사각형 분할 정보 시그널링의 이진화 테이블은 도 19와 같다.
전술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조에서의 리프노드를 CU라고 정의할 수 있다. 이 경우, CU는 추가 분할 없이 예측 및 변환의 수행 단위로 사용될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 및 정사각형 분할 중 적어도 하나의 분할 구조에서는 CU, PU 및 TU 모두 같은 형태 및 크기를 가질 수 있다.
또한, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 CU단위로 결정될 수 있다. 즉, 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조에서는 화면 내 예측, 화면 간 예측, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 루프 내 필터링 과정 중 적어도 하나가 정방형(정사각형) 블록 혹은 비정방형(직사각형) 블록 단위로 수행될 수 있다.
CU는 하나의 휘도(Y) 성분 블록 및 2개의 색차(Cb/Cr) 성분 블록들을 포함할 수 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, 2개의 색차 성분 블록들만을 포함할 수 있다. 또한, CU는 하나의 휘도 성분 블록만을 포함하거나, Cr 색차 성분 블록만을 포함하거나, Cb 색차 성분 블록만을 포함할 수 있다
분리된 PU/TU 트리 분할(Separated PU/TU Tree)
본 발명의 일 실시 예에 따른 분할 구조로 분리된 PU/TU 트리 분할이 있을 수 있다. 분리된 PU/TU 트리 분할는 CTU에서 CU에 대한 블록 분할 없이, PU 분할과 TU 분할을 각각 적용하는 분할 구조를 의미할 수 있다. 여기서, PU 분할 및 TU 분할은 전술한 쿼드트리, 이진트리, 3분할트리 및 정사각형 분할 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 그리고, PU 또는 TU에 대한 분할 정보는 PU 또는 TU 별로 시그널링될 수 있다.
예를 들어, PU가 분할될 경우, 쿼드트리 구조로 분할되는지 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대한 제1 플래그가 시그널링될 수 있고, TU가 분할될 경우, 쿼드트리 구조로 분할되는지 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대한 제1 플래그가 시그널링될 수 있다.
도 20은 분리된 PU/TU 트리 분할의 일 실시 예를 나타내는 도면이다.
분리된 PU/TU 트리 분할에 있어서, 하나의 PU는 다수의 TU들을 포함할 수 있고, 하나의 TU는 다수의 PU들을 포함할 수 있다. 즉, PU의 경계가 TU들의 경계를 포함할 수 있고, TU의 경계가 PU들의 경계를 포함할 수 있다.
분리된 PU/TU 트리 구조에서는 CU에 대한 블록 분할이 없어짐으로써, PU의 리프 노드는 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상에 최적으로 설정된 단위로만 사용되고, TU의 리프 노드는 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화에 최적으로 설정된 단위로만 사용될 수 있다. 즉, 화면 내 예측 혹은 화면 간 예측을 사용할지는 PU단위로 결정될 수 있다.
분리된 PU/TU 트리 분할을 위해 CTU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대 깊이 정보, TU의 최대/최소 크기 정보, TU의 최대 깊이 정보 중 적어도 하나는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한 상기 CTU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대/최소 크기 정보, PU의 최대 깊이 정보, TU의 최대/최소 크기 정보, TU의 최대 깊이 정보 중 적어도 하나는 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있다.
예를 들어, CTU 크기가 128x128이면, PU의 최대 크기는 128x128, TU의 최대 크기는 128x128일 수 있다. 또한, PU와 TU의 최소 크기는 4x4일 수 있다. PU의 깊이는 CTU의 크기와 동일한 0에서부터 최소 크기인 4x4까지로 정해질 수 있다. 마찬가지로, TU의 깊이는 CTU의 크기와 동일한 0에서부터 최소 크기인 4x4까지로 정해질 수 있다.
분리된 PU/TU 트리 분할에서의 PU 또는 TU의 분할을 위해, 전술한 CU의 분할 방법이 동일하게 적용될 수도 있다.
블록 분할을 위해 어떤 분할 구조를 이용할지를 나타내는 분할 구조 정보가 시그널링될 수 있다. 분할 구조 정보는 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할 및 분리된 PU/TU 트리 분할 중 어느 하나를 나타낼 수 있다. 여기서, 분할 구조 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU 중 하나 이상의 단위에서 시그널링될 수 있다.
아래의 실시예들 중 적어도 하나 혹은 적어도 2개 이상의 조합된 방법은 상술한 블록 분할 구조들인 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할, 분리된 PU/TU 트리 분할 중 적어도 하나 이상에 사용될 수 있다.
즉, 아래에서 블록 분할 구조는 쿼드트리 후 이진트리 분할, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할, 분리된 PU/TU 트리 분할 중 적어도 하나 이상을 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조는 CU 단위 분할 구조뿐만 아니라, PU 혹은 TU의 분할에도 사용될 수 있다.
화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상의 기본 단위로 사용되는 PU에서 상기 블록 분할 구조를 이용해서 PU를 재귀적으로 분할할 수 있다. 이때, 각 PU는 주변 PU들 중 최인접 PU의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상을 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상 중 적어도 하나에 이용할 수 있다.
변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화의 기본 단위로 사용되는 TU에서 상기 블록 분할 구조를 이용해서 TU를 재귀적으로 분할할 수 있다. 이때, 각 TU는 주변 TU들 중 최인접 TU의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상을 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화 중 적어도 하나에 이용할 수 있다.
또한, TU가 상기 블록 분할 구조를 이용해서 분할된 경우, 변환 수행 시에 분할된 블록에 대해 변환을 수행한 후 생성되는 DC 계수 값을 이용해서 추가 변환을 수행할 수 있다. 마찬가지로, 역변환 수행 시에 분할된 블록들의 DC 계수 값을 이용해서 추가 역변환을 수행한 후 분할된 블록 각각에 대해 역변환을 수행할 수 있다. 여기서, 최인접 PU(또는 TU)는 현재 PU(또는 TU) 와 수직 경계, 수평 경계를 공유하는 PU(또는 TU) 이거나, 꼭지점이 서로 맞닿는 PU(또는 TU) 일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 움직임 정보 (움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면간 예측 지시자 등)은 최소 크기의 CU 단위 별로 저장되어, 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 최소 크기의 CU 단위는 MinQTSize, MinBTSize, MinCUSize에 의해 지시되는 블록 크기일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 양자화 매개변수, 부호화 블록 플래그, 변환 스킵 모드 정보, 1차 변환 수행 여부, 2차 변환 수행 여부, 1차 변환 인덱스, 2차 변환 인덱스, 중첩 변환 수행 여부 등 TU 단위에서 필요한 정보 중 적어도 하나 이상은 트리 구조에 기반하여 최소 블록 크기 이상 CTU 이하 단위에서 시그널링될 수 있다. 여기서, 변환 스킵 모드 정보는 1차 변환 인덱스에 포함되어 시그널링될 수 있다.
중첩 변환은 블록 간의 불연속성을 감쇄하기 위해 변환 수행 시 현재 블록의 잔여 블록 데이터뿐만 아니라 현재 블록에 인접한 주변 블록의 잔여 블록 데이터도 함께 변환하는 것을 의미할 수 있다. 중첩 변환 수행 여부는 블록 크기 및 화면 내 예측 모드/방향 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또한, 중첩 변환은 분리 변환 속성에 의해서 2가지의 1차원 변환에 의해서 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 스캔 순서 또는 부호화/복호화 순서는 블록 크기/형태에 기반하여 결정될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 현재 블록의 형태 (비정방형인지, 정방형인지) 및 크기 중 적어도 하나에 따라 엔트로피 복호화된 분할 정보를 현재 블록의 분할에 이용할 수 있다. 또한, 현재 블록의 분할 시 현재 블록이 분할된 형태와 반대되는 형태로만 분할을 허용할 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 가로 방향으로 분할된 경우, 현재 블록에 대한 추가 분할은 세로 방향으로만 가능할 수 있고, 현재 블록이 세로 방향으로 분할된 경우, 현재 블록에 대한 추가 분할은 가로 방향으로만 가능할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서, 현재 블록이 이진트리 노드인 경우 현재 블록이 추가로 분할될 경우 비정방형 형태의 분할은 수행하지 않고, 정방형 형태의 분할만 수행할 수 있다. 추가 분할에 대해서 제1 플래그 (정방형 형태로 분할 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대해 지시)로 시그널링 할 수 있다. 이때, 정방형 형태의 분할 정보에 대한 시그널링만 필요하므로, 비정방형 형태의 분할 정보에 필요한 시그널링 비트를 절약할 수 있다.
유사하게, 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서, 현재 블록이 이진트리 노드인 경우 현재 블록이 추가로 분할될 경우 정방형 형태의 분할은 수행하지 않고, 비정방형 형태의 분할만 수행할 수 있다. 추가 분할에 대해서 제1 플래그 (비정방형 형태로 분할 혹은 더 이상 분할되지 않는지에 대해 지시)로 시그널링 할 수 있다. 이때, 비정방형 형태의 분할 정보에 대한 시그널링만 필요하므로, 정방형 형태의 분할 정보에 필요한 시그널링 비트를 절약할 수 있다.
도 21은 쿼드트리 깊이 및 이진트리 깊이 별로 쿼드트리 후 이진트리 분할의 블록 분할 구조로 분할된 CTU의 자세한 예를 나타낸다. 도 21은 CTU 내에서 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조로 분할되는 예를 포함하고 있고, 도 22은 CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 쿼드트리 후 이진트리 형태의 블록 분할 구조로 분할되는 예를 포함하고 있다.
여기서, CTU 내에서 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조를 가지는 것은 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에만 한정되는 것은 아니고, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할, 정사각형 분할, 분리된 PU/TU 트리 분할 중 적어도 하나에서 CTU 내 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조를 가질 수 있다.
도 21의 예와 같이, CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있다. 예를 들어, 특정 슬라이스인 경우 (I 슬라이스, 인트라 슬라이스), CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있고, 그렇지 않은 슬라이스인 경우 (P 혹은 B 슬라이스), CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 동일한 블록 분할 구조를 가질 수 있다.
도 21을 참조하면, CTU의 크기가 128x128인 경우, 휘도 신호에 대한 4개의 64x64 크기의 블록들 및 색차 신호에 대한 4개의 32x32 크기의 블록들로 분할한 후 휘도 신호과 색차 신호에 대해 서로 다른 쿼드트리 및 이진트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 휘도 신호 블록 내에 0이 아닌 변환 계수가 적어도 하나 존재하는지 여부를 나타내는 부호화 블록 플래그(coded block flag)가 시그널링될 수 있고, 색차 신호 블록의 부호화 블록 플래그가 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드와 색차 신호에 대한 화면 내 예측 모드는 휘도 신호인지 색차 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 별도로 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 색차 신호에 대한 화면 내 예측 수행 시 대응 위치에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드 및 복원된 주변 색차 신호 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하거나, 적어도 2개 이상을 함께 이용할 수 있다. 이때, 대응 위치에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드는 현재 색차 신호 블록 위치를 기준으로 휘도 신호 블록의 대응 위치를 계산하고, 계산된 위치에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측뿐만 아니라 계산된 위치 주변에 존재하는 휘도 신호에 대한 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋(Adaptive Sample Offset), 적응적 루프내 필터(Adaptive In-loop Filter) 등 필터링 방법 중 적어도 하나는 휘도 신호인지 색차 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 휘도 신호와 색차 신호 중 적어도 하나에 대해 서로 다른 방식으로 필터링할 수 있다.
CTU 내의 휘도 신호와 색차 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 복원된 휘도 신호에 기반하여 색차 신호의 예측을 수행하는 색 성분 간 예측 방법이 수행되지 않도록 하여, 색 성분 간 예측 방법 정보의 시그널링에 필요한 정보를 줄여 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 22의 예와 같이, CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있다.
도 22를 참조하면, CTU의 크기가 128x128인 경우, 휘도 신호에 대한 4개의 64x64 크기의 블록들, Cb 신호에 대한 4개의 32x32 크기의 블록들, Cr 신호에 대한 4개의 32x32 크기의 블록들로 분할한 후 휘도 신호, Cb 신호, Cr 신호에 대해 서로 다른 쿼드트리 및 이진트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다.
예를 들어, 특정 슬라이스인 경우 (I 슬라이스), CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 수 있다. 또한, 이러한 경우 Cb 신호와 Cr 신호는 서로 다른 화면 내 예측 모드를 이용할 수 있고, Cb 신호와 Cr 신호 각각의 화면 내 예측 모드가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. Cb 신호의 화면 내 예측 모드는 Cr 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 엔트로피 부호화/복호화될 수 있고, 반대로 Cr 신호의 화면 내 예측 모드는 Cb 신호의 화면 내 예측 모드를 이용하여 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, Cb 신호 블록의 부호화 블록 플래그가 시그널링될 수 있고, Cr 신호 블록의 부호화 블록 플래그가 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, Cb 신호에 대한 화면 내 예측 모드와 Cr 신호에 대한 화면 내 예측 모드는 Cb 신호인지 Cr 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 별도로 시그널링될 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, Cb/Cr 신호에 대한 화면 내 예측 수행 시 대응 위치에 존재하는 Cr/Cb 신호에 대한 화면 내 예측 모드 및 복원된 주변 Cb/Cr 신호 블록의 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나 이상을 이용하거나, 적어도 2개 이상을 함께 이용할 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋(Adaptive Sample Offset), 적응적 루프내 필터(Adaptive In-loop Filter) 등 필터링 방법 중 적어도 하나는 Cb 신호인지 Cr 신호인지 여부, 블록의 분할 구조, 블록의 크기, 블록의 형태 등 적어도 하나에 따라 Cb 신호와 Cr 신호 중 적어도 하나에 대해 서로 다른 방식으로 필터링할 수 있다.
CTU 내의 색차 신호인 Cb 신호와 Cr 신호가 서로 다른 블록 분할 구조로 분할될 경우, 복원된 Cb/Cr 잔여 신호에 기반하여 Cr/Cb 잔여 신호의 예측을 수행하는 색 성분 간 잔여 신호 예측 방법이 수행되지 않도록 하여, 색 성분 간 잔여 신호 예측 방법 정보의 시그널링에 필요한 정보를 줄여 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이 이하 또는 미만에서는 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않을 수 있다.
여기서, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 비디오 파라미터 세트(VPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 타일 헤더(Tile Header), 슬라이스 헤더(Slice Header), CTU, CU 중 하나 이상의 단위에서 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 상기 상위 레벨 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 휘도 신호 및 색차 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 Cb 신호 및 Cr 신호 별로 엔트로피 부호화/복호화되어 서로 다른 파라미터 값을 가질 수 있다.
또한, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보는 현재 블록의 깊이 혹은 크기와 소정의 문턱값과의 비교에 기초하여 결정될 수 있다. 소정의 문턱값은 블록 구조를 결정하는 기준 깊이 혹은 크기를 의미한다. 이는 최소값 및 최대값 중 적어도 하나의 형태로 표현될 수 있다. 소정의 문턱값은 부호화기/복호화기에 기-약속된 고정된 값일 수도 있고, 현재 블록의 부호화 파라미터에 기반하여 가변적으로 유도될 수도 있고, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다.
이때, 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보에 따라 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않으므로, 분할 구조를 나타내는 플래그 및 인덱스 중 적어도 하나 이상은 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이 이하 또는 미만에서 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진/3분할트리 분할 구조에서 특정 블록 크기 혹은 특정 블록 깊이에 대한 정보에 따라 더 이상의 블록 분할이 수행되지 않는 경우, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 및 이진트리 분할 타입을 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그 및 가로 방향 대칭 분할, 세로 방향 대칭 분할 및 더 이상 분할되지 않음 중 어느 하나를 나타내는 제1 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그(쿼드트리 구조로 분할되는지, 더 이상 분할되지 않는지), 이진트리 구조로 분할 또는 더 이상 분할되지 않는지 제2 플래그, 가로 방향 대칭 분할 및 세로 방향 대칭 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 이진트리 대칭 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 가로 방향 대칭 분할, 세로 방향 대칭 분할 및 더 이상 분할되지 않음 중 어느 하나를 나타내는 제1 인덱스는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 쿼드트리 후 이진트리 분할 구조에서 이진트리 비대칭 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 가로 방향 분할 및 세로 방향 분할 중 어느 하나를 나타내는 제1 플래그, 대칭 구조 분할 및 비대칭 구조 분할 중 어느 하나를 나타내는 제2 플래그, 다양한 비대칭 분할 형태 중 어떤 비대칭 분할 형태로 분할되는지에 대한 제3 플래그 혹은 제1 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 조합된 쿼드트리 및 이진트리 분할 구조를 이용해서 CU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 더 이상 분할되지 않음 중 어느 하나를 나타내는 제1 인덱스, 가로 방향 분할 및 세로 방향 분할 중 어느 하나를 나타내는 제1 플래그, 분할 위치 정보를 나타내는 제2 인덱스 중 적어도 하나는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 분리된 PU/TU 트리 분할 구조를 이용해서 PU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다.
일 예로, 분리된 PU/TU 트리 분할 구조를 이용해서 TU가 분할될 경우, 쿼드트리 분할로 분할되는지 또는 더 이상 분할되지 않는지를 나타내는 제1 플래그는 시그널링되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 변환, 역변환, 양자화, 역양자화 방법 중 적어도 하나를 이용하여 변환 계수(양자화된 레벨 포함)를 부호화/복호화할 수 있다.
변환 혹은 역변환 수행 시 고주파수 성분의 변환 계수 중 일부를 제거하여 저주파수 성분의 변환 계수만 남겨둘 수 있다. 여기서, 고주파수 성분은 변환 계수 블록 내에서 우하단에 위치한 변환 계수들일 수 있고, 저주파수 성분은 변환 계수 블록 내에서 좌상단에 위치한 변환 계수들일 수 있다. 이때, 고주파수 성분의 변환 계수 제거 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
예를 들어, MxN 블록이 있을 경우, M이 64보다 크거나 같을 경우 좌측 32개 열에 존재하는 변환 계수만 유지되고, N이 64보다 크거나 같을 경우 상단 32개 행에 존재하는 변환 계수만 유지될 수 있다.
예를 들어, MxN 블록이 있을 경우, M이 32보다 크거나 같을 경우 좌측 16개 열에 존재하는 변환 계수만 유지되고, N이 64보다 크거나 같을 경우 상단 32개 행에 존재하는 변환 계수만 유지될 수 있다.
예를 들어, MxN 블록이 있을 경우, M이 64보다 크거나 같을 경우 좌측 32개 열에 존재하는 변환 계수만 유지되고, N이 16보다 크거나 같을 경우 상단 8개 행에 존재하는 변환 계수만 유지될 수 있다.
고주파수 성분의 변환 계수 중 일부를 입력 신호의 비트 심도와 같거나 보다 낮은 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 수행하고, 저주파수 성분의 변환 계수 중 일부는 입력 신호의 비트 심도와 같거나 보다 높은 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다. 이때, 고주파수 성분의 변환 계수에 낮은 비트 심도로 양자화/역양자화하는 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
예를 들어, 64x64 블록이 있을 경우, 좌상단 32x32 영역을 저주파수 성분의 변환 계수로 간주하고, 해당 좌상단 32x32 영역에 해당하지 않는 영역에 포함되는 변환 계수에 대해서는 입력 신호의 비트 심도보다 낮은 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 적용하고, 좌상단 32x32 영역에 해당하는 영역에는 입력 신호의 비트 심도와 동일한 비트 심도로 양자화 혹은 역양자화를 적용할 수 있다.
고주파수 성분의 변환 계수 중 일부를 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 큰 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행하고, 저주파수 성분의 변환 계수 중 일부는 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 작은 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다. 이때, 고주파수 성분의 변환 계수에 현재 양자화 매개변수보다 큰 값으로 양자화/역양자화하는 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
예를 들어, 64x64 블록이 있을 경우, 좌상단 32x32 영역을 저주파수 성분의 변환 계수로 간주하고, 해당 좌상단 32x32 영역에 해당하지 않는 영역에 포함되는 변환 계수에 대해서는 현재 블록의 양자화 매개변수에 P값만큼 더한 양자화 매개변수를 이용하여 양자화 혹은 역양자화를 적용하고, 좌상단 32x32 영역에 해당하는 영역에는 현재 블록의 양자화 매개변수로 양자화 혹은 역양자화를 적용할 수 있다. 이때, P는 양의 정수일 수 있다.
잔여 신호 중 일부를 비트 평면(bit plane)에 따라 MSB(Most Significant Bit)와 LSB(Least Significant Bit)를 분리하고, 분리된 MSB 및 LSB 별로 1차 변환, 2차 변환, 양자화, 1차 역변환, 2차 역변환, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.
예를 들어, 잔여 신호가 11비트인 경우 상위 6비트를 MSB로 간주하고, 하위 5비트를 LSB로 간주할 수 있다. 이때, 상기 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
또한, 변환 계수 중 일부를 비트 평면(bit plane)에 따라 MSB(Most Significant Bit)와 LSB(Least Significant Bit)를 분리하여 서로 다른 양자화 매개변수를 이용하여 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다. 이때, MSB에 대해서는 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 작은 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행하고, LSB에 대해서는 현재 블록의 양자화 매개변수와 같거나 보다 큰 값으로 양자화 혹은 역양자화를 수행할 수 있다.
예를 들어, 양자화 혹은 역양자화의 입력 신호가 10비트인 경우 상위 5비트를 MSB로 간주하고, 하위 5비트를 LSB로 간주할 수 있다. 이때, 상기 과정은 블록의 가로 및 세로 크기가 MxN 보다 크거나 같을 경우에 수행될 수 있다. 이때, M과 N은 양의 정수이며, 64일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서는 CU가 비정방형 형태를 가질 수 있으므로, 양자화 및 역양자화에서 사용하는 양자화 행렬이 비정방형 형태를 가질 수 있다.
부호화기에서 2차원 양자화 행렬 내의 계수들에 대해서 1차원 형태의 계수 배열로 정렬하기 위해 양자화 행렬 계수에 스캔을 수행할 수 있다. 또한, 복호화기에서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 비정방형 형태의 2차원 양자화 행렬로 정렬하기 위해 양자화 행렬 계수에 스캔을 수행할 수 있다. 그리고, 2차원 양자화 행렬로 정렬되는 대상이 되는 양자화 행렬은 부호화기 및 복호화기에서 정의한 기본(default) 양자화 행렬일 수 있다.
도 23은 복원된 양자화 행렬 계수 스캔 방법들의 예를 나타낸다.
일 예로, 도 23 (a)와 같이 대각 스캔(diagonal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 대각 스캔의 방향은 좌하단에서 우상단일 수 있으며, 우상단에서 좌하단일 수가 있다. 스캔 방향이 좌하단에서 우상단일 경우 우상단 스캔(up-right scan)이라고 할 수 있으며, 우상단에서 좌하단일 경우 좌하단 스캔(down-left scan)이라고 할 수 있다. 도 23 (a)는 대각 스캔 중 우상단 스캔의 예를 나타낸다.
또 다른 예로, 도 23 (b)과 같이 수직 스캔(vertical scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 수직 스캔은 첫 번째 열에 해당하는 계수들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
또 다른 예로, 도 23 (c)과 같이 수평 스캔(horizontal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 수평 스캔은 첫 번째 행에 해당하는 계수들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
또 다른 예로, 도 23 (d)과 같이 블록 기반 대각 스캔(block-based diagonal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 블록의 크기는 4x4일 수가 있으며, 대각 스캔의 방향은 도 23 (d)와 같이 좌하단에서 우상단일 수 있으며, 우상단에서 좌하단일 수가 있다. 도 23 (d)는 전체 8x4 블록에 대해 블록 기반 대각 스캔 중 블록 기반 우상단 스캔의 예를 나타낸다.
또 다른 예로, 도 23 (e)와 같이 전체 8x4 블록에 대해 블록 기반 수직 스캔(block-based vertical scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 블록의 크기는 4x4일 수가 있으며, 첫 번째 열에 해당하는 블록들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
또 다른 예로, 도 23 (f)와 같이 전체 4x8 블록에 대해 블록 기반 수평 스캔(block-based horizontal scan)을 사용해서 1차원 형태의 복원된 양자화 행렬 계수 배열을 2차원 양자화 행렬로 정렬할 수 있다. 이때, 블록의 크기는 4x4일 수가 있으며, 첫 번째 행에 해당하는 블록들을 우선적으로 스캔하는 방식일 수 있다.
즉, 상기 예와 같이 비정방형 형태의 블록에 사용하는 양자화 행렬이 비정방형 형태를 가질 경우, 해당 양자화 행렬의 스캔 시 비정방형 형태로 스캔을 수행하거나, 해당 양자화 행렬을 특정 정방형 블록 단위인 MxM 크기로 분할하여 특정 정방형 블록 단위 별 스캔 및 특정 정방형 블록 단위 내 스캔을 수행할 수 있다. 여기서, M은 양의 정수일 수 있다.
한편, 2차원 양자화 행렬로 정렬되어 복원된 양자화 행렬 계수들은 역양자화 시 사용될 비정방형 형태의 2차원 양자화 행렬로 복원될 수 있다. 이때, 업샘플링(upsampling), 보간(interpolation), DC 행렬 계수 대체, 혹은 서브샘플링(subsampling) 등을 이용하여 2차원 양자화 행렬을 복원할 수 있으며, 양자화 행렬을 복원하는 실시 예는 아래와 같다.
일 예로, 16x4 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 16x16 크기의 복원된 양자화 행렬을 y 위치 (행 또는 수직 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 16x4 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
다른 예로, 4x16 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 16x16 크기의 복원된 양자화 행렬을 x 위치 (열 또는 수평 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 4x16 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
또 다른 예로, 32x8 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 32x32 크기의 복원된 양자화 행렬을 y 위치 (행 또는 수직 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 32x8 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
또 다른 예로, 8x32 크기의 변환 계수 블록에 사용하는 양자화 행렬은 32x32 크기의 복원된 양자화 행렬을 x 위치 (열 또는 수평 방향)에 대해 서브샘플링을 수행하여 8x32 크기의 양자화 행렬로 복원할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할) 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나를 현재 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용한다는 것은 현재 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나 이상을 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 이용하여 결정하는 것을 의미일 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나를 현재 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 내 예측에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 화면 내 예측 모드, 화면 내 예측 방향, 참조 샘플 필터링 방법, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 내 예측 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 참조 영상 리스트, 움직임 벡터 예측기, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 간 예측 과정 혹은 움직임 보상 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 변환, 역변환, 양자화, 혹은 역양자화에 이용할 수 있다. 여기서, 변환 및 역변환은 1차 변환, 2차 변환, 1차 역변환, 2차 역변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 인덱스, 2차 변환 인덱스, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴, 부호화 블록 플래그, 양자화 매개변수, 양자화 행렬 중 적어도 하나를 현재 블록의 변환, 역변환, 양자화, 혹은 역양자화 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 엔트로피 부호화/복호화 과정에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 유닛 분할 정보, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향, 이진트리 형태의 분할 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 엔트로피 부호화/복호화에 이용할 수 있다. 여기서, 엔트로피 부호화/복호화는 이진화/역이진화 방법 결정, 문맥 모델 결정, 문맥 모델 업데이트, 레귤러 모드 수행, 바이패스 모드 수행 등의 과정을 포함할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나를 현재 블록의 엔트로피 부호화/복호화에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 복원된 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록의 화면 내 루프 필터, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 등 필터링 방법에 이용할 수 있다.
예를 들어, 복원된 주변 블록의 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양, 화면 내 루프 필터 형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양, 디블록킹 필터 형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프내 필터 적용 여부, 적응적 루프내 필터 계수, 적응적 루프내 필터 탭, 적응적 루프내 필터 모양, 적응적 루프내 필터 형태 중 적어도 하나를 현재 블록의 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 등 필터링 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 휘도 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 색차 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른상기 블록 분할 구조에서 휘도 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 색차 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 휘도 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 색차 신호 블록의 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 화면 내 루프 필터, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 중 적어도 하나의 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조에서 Cb/Cr 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 Cr/Cb 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나로 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 블록 분할 구조에서 Cb/Cr 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 Cr/Cb 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나의 유도에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 블록 분할 구조에서 Cb/Cr 신호 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나를 Cr/Cb 신호 블록의 화면 내 예측, 화면 간 예측, 움직임 보상, 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 엔트로피 부호화/복호화, 화면 내 루프 필터, 디블록킹 필터, 적응적 샘플 오프셋, 적응적 루프내 필터 중 적어도 하나의 과정에 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 블록 분할 구조를 이용해서 분할된 블록 별로 아래의 정보 중 적어도 하나 이상이 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 또한, 아래의 엔트로피 부호화/복호화된 정보 중 적어도 하나 이상과 블록 크기 및 형태 중 적어도 하나에 기반하여 아래의 엔트로피 부호화/복호화된 정보가 지시하는 방법이 수행될 수 있다.
- 움직임 정보는 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면간 예측 지시자, 스킵 모드 사용 여부 정보(skip_flag), 머지 모드 사용 여부 정보(merge_flag), 머지 색인 정보(merge_index), 움직임 벡터 해상도(motion vector resolution) 정보, 중첩된 블록 움직임 보상(overlapped block motion compensation) 정보, 지역 조명 보상(local illumination compensation) 정보, 어파인 움직임 보상(affine motion compensation) 정보, 복호화기 움직임 벡터 유도(decoder-side motion vector derivation) 정보, 양방향 광학 흐름(bi-directional optical flow) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
- 움직임 벡터 해상도 정보는 움직임 벡터 및 움직임 벡터 차분값 중 적어도 하나 이상에 대해 특정 해상도를 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 해상도는 정밀도(precision)를 의미할 수 있다. 또한, 특정 해상도는 정수-화소(integer-pel) 단위, 1/2-화소(1/2-pel) 단위, 1/4-화소(1/4-pel) 단위, 1/8-화소(1/8-pel) 단위, 1/16-화소(1/16-pel) 단위, 1/32-화소(1/32-pel) 단위, 1/64-화소(1/64-pel) 단위 중 적어도 하나로 설정될 수 있다.
- 중첩된 블록 움직임 보상 정보는 현재 블록의 움직임 보상 시 현재 블록 블록에 공간적으로 인접한 주변 블록의 움직임 벡터를 추가로 사용하여 현재 블록의 예측 블록의 가중합을 계산하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다.
- 지역 조명 보상 정보는 현재 블록의 예측 블록 생성 시 가중치 값 및 오프셋 값 중 적어도 하나를 적용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 가중치 값 및 오프셋 값은 참조 블록을 기반으로 산출된 값일 수 있다.
- 어파인 움직임 보상 정보는 현재 블록에 대한 움직임 보상 시 어파인 움직임 모델(affine motion model)을 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 여기서, 어파인 움직임 모델은 복수의 파라미터를 이용하여 하나의 블록을 다수의 하위 블록으로 분할하고, 대표 움직임 벡터들을 이용하여 분할된 하위 블록의 움직임 벡터를 산출하는 모델일 수 있다.
- 복호화기 움직임 벡터 유도 정보는 움직임 보상에 필요한 움직임 벡터를 복호화기에서 유도하여 사용하는지 여부를 나타내는 정보일 수 있다. 복호화기 움직임 벡터 유도 정보에 기초하여 움직임 벡터에 관한 정보는 엔트로피 부호화/복호화되지 않을 수 있다. 그리고, 복호화기 움직임 벡터 유도 정보가 복호화기에서 움직임 벡터를 유도하여 사용하는 것을 나타내는 경우, 머지 모드에 관한 정보가 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 복호화기 움직임 벡터 유도 정보는 복호화기에서 머지 모드를 이용 여부를 나타낼 수 있다.
- 양방향 광학 흐름 정보는 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위로 움직임 벡터를 교정하여 움직임 보상을 수행하는지 여부에 나타내는 정보일 수 있다. 양방향 광학 흐름 정보에 기초하여 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위의 움직임 벡터는 엔트로피 부호화/복호화되지 않을 수 있다. 여기서, 움직임 벡터 교정은 블록 단위의 움직임 벡터를 픽셀 단위 혹은 하위 블록 단위로 움직임 벡터 값을 변경하는 것일 수 있다.
한편, 부호화기에서 엔트로피 부호화되고 복호화기에서 엔트로피 복호화되는 플래그 및 인덱스 중 적어도 하나 이상은 아래의 이진화(binarization) 방법 중 적어도 하나 이상을 이용할 수 있다.
절삭된 라이스(Truncated Rice) 이진화 방법
K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
제한된 K차수 지수-골롬(K-th order Exp_Golomb) 이진화 방법
고정 길이(Fixed-length) 이진화 방법
단항(Unary) 이진화 방법
절삭된 단항(Truncated Unary) 이진화 방법
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 복호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 24를 참고하면, 복호화기는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할할 수 있다(S2401).
여기서, 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
한편, 상기 이진트리는, 수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고, 상기 3분할트리는, 수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함할 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트에 포함될 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
그리고, 복호화기는 부호화 유닛 기반으로 복호화할 수 있다(S2402).
한편, 복호화기는 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 복호화할 수 있다. 또한, 복호화기는 부호화 유닛 기반으로 역변환 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하여 복호화할 수 있다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 영상 부호화 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 25를 참고하면, 부호화기는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할할 수 있다(S2501).
여기서, 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조일 수 있다.
한편, 상기 이진트리는, 수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고, 상기 3분할트리는, 수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함할 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 나타낼 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 제한될 수 있다.
한편, 상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트에 포함하여 부호화될 수 있다.
한편, 상기 블록 분할 구조는, 최대 변환 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우, 상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정될 수 있다.
그리고, 부호화기는 부호화 유닛 기반으로 부호화할 수 있다(S2502).
한편, 부호화기는 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 부호화할 수 있다. 또한, 부호화기는 부호화 유닛 기반으로 변환 및 양자화 중 적어도 하나를 수행하여 부호화할 수 있다.
본 발명에 따른 기록 매체는 블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계 및 상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type)이 정의되고, 해당 슬라이스 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화하는 장치에 이용될 수 있다.

Claims (19)

  1. 영상 복호화 방법에 있어서,
    블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계; 및
    상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계를 포함하고,
    상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계는,
    상기 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 복호화하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 부호화 유닛 기반으로 복호화하는 단계는,
    상기 부호화 유닛 기반으로 역변환 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하여 복호화하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이진트리는,
    수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고,
    상기 3분할트리는,
    수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트에 포함되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    최대 변환 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우,
    상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  10. 영상 부호화 방법에 있어서,
    블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계; 및
    상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계는,
    상기 부호화 유닛 기반으로 화면 내 예측 및 화면 간 예측 중 적어도 하나의 예측을 수행하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계는,
    상기 부호화 유닛 기반으로 변환 및 양자화 중 적어도 하나를 수행하여 부호화하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 이진트리는 수직 이진트리 및 수평 이진트리를 포함하고,
    상기 3분할트리는 수직 3분할트리 및 수평 3분할트리를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    쿼드트리 분할 여부를 나타내는 제1 플래그, 이진트리/3분할트리 분할 여부를 나타내는 제2 플래그, 수직 분할 및 수평 분할 중 어느 하나를 나타내는 제3 플래그 및 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 어느 하나를 지시하는 제4 플래그 중 적어도 하나에 기초하여 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 적어도 하나에 기초하여 제한되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 쿼드트리 루트 노드의 크기, 쿼드트리 리프 노드의 최소 크기, 이진트리 루트 노드의 최대 크기, 3분할트리 루트 노드의 최대 크기, 이진/3분할트리의 최대 깊이, 이진트리 리프 노드의 최소 크기 및 3분할트리 리프 노드의 최소 크기 중 중 적어도 하나를 시퀀스 파라미터 세트에 포함하여 부호화되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 블록 분할 구조는,
    최대 변환 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 부호화 트리 유닛이 인트라 슬라이스에 포함되어 있는 경우,
    상기 부호화 트리 유닛의 휘도 신호 및 색차 신호의 블록 분할 구조는 독립적으로 결정되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
  19. 기록 매체에 있어서,
    블록 분할 구조에 따라 부호화 트리 유닛을 적어도 하나의 부호화 유닛으로 분할하는 단계; 및
    상기 부호화 유닛 기반으로 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 블록 분할 구조는 쿼드트리 분할 후 이진트리 및 3분할트리 중 적어도 하나의 분할이 수행되는 블록 분할 구조인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법으로 생성된 비트스트림을 저장하는 기록 매체.
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