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KR102528365B1 - Video Encoding and Decoding using Resolution Enhancement Scheme - Google Patents

Video Encoding and Decoding using Resolution Enhancement Scheme Download PDF

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KR102528365B1
KR102528365B1 KR1020170175586A KR20170175586A KR102528365B1 KR 102528365 B1 KR102528365 B1 KR 102528365B1 KR 1020170175586 A KR1020170175586 A KR 1020170175586A KR 20170175586 A KR20170175586 A KR 20170175586A KR 102528365 B1 KR102528365 B1 KR 102528365B1
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Abstract

본 발명은 영상 압축 효율을 향상시키기 위한 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용한 영상을 부호화 또는 복호화 하는 기술을 제공하며, 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하기 위해 필요한 참조픽처 버퍼 관리 기술 및 관련 정보의 시그널링 기술을 제안한다.The present invention provides a technique for encoding or decoding an image to which a resolution enhancement technique is selectively applied to improve image compression efficiency, and a reference picture buffer management technique and related information signaling technique necessary for selectively applying the resolution enhancement technique. Suggest.

Figure R1020170175586
Figure R1020170175586

Description

해상도 향상 기법을 이용한 영상의 부호화 및 복호화{Video Encoding and Decoding using Resolution Enhancement Scheme}Video Encoding and Decoding using Resolution Enhancement Scheme {Video Encoding and Decoding using Resolution Enhancement Scheme}

본 발명은 영상 부호화 또는 복호화에 관한 것으로, 보다 상세하게는 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것이다.The present invention relates to image encoding or decoding, and more particularly, to encoding and decoding of images selectively applying a resolution enhancement technique.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래 기술을 구성하는 것은 아니다. The contents described in this part merely provide background information on the present embodiment and do not constitute prior art.

영상의 해상도가 높아지면서 영상을 효율적으로 부호화하고자 하는 다양한 노력들이 이루어지고 있다. 해상도 향상 기술은 종래에 컴퓨터 비전 및 영상처리 분야에서 주로 다루어지던 기술이었으나, 최근 영상압축 기술에 이러한 해상도 향상 기술 및 컴퓨터 비전 기술을 도입하려는 시도가 다양하게 이루어지고 있다. 2008년 IEEE ISCAS에 기고된 "Adaptive downsampling / upsampling for better video compression at low bit rate" 논문은 주파수 변환된 DCT 계수들의 분포 특성에 기반하여 4가지 모드(normal, horizontal down-sampling, vertical down-sampling, 1/2 down-samping)를 정의하여 주파수 영역에서의 다운/업 샘플링을 시도하였다. 2014년 IEEE TCSVT에 기고된 "Adaptive downsampling for high-definition video coding" 논문은 영상 프레임의 다운 샘플링 에러를 최소화하기 위해 power spectral density에 기반한 다운/업 샘플링 필터를 설계했다. 2017년 IEEE TCSVT에 기고된 "Convolutional neural network-based block up-sampling for intra frame coding" 논문은 최근 뛰어난 성능을 보이고 있는 합성곱 신경망(CNN, convolutional neural network) 기반의 해상도 향상 기술을 HEVC의 화면 내 예측 과정에 적용하여 AI (all intra) 환경에서 5.5%의 BD rate를 감소시켰다.As the resolution of an image increases, various efforts are being made to efficiently encode an image. The resolution enhancement technology has been mainly dealt with in the field of computer vision and image processing in the past, but various attempts have been made to introduce the resolution enhancement technology and the computer vision technology to the recent image compression technology. The paper "Adaptive downsampling / upsampling for better video compression at low bit rate" contributed to IEEE ISCAS in 2008, based on the distribution characteristics of frequency-converted DCT coefficients, four modes (normal, horizontal down-sampling, vertical down-sampling, 1/2 down-sampling) was defined to attempt down/up sampling in the frequency domain. The paper "Adaptive downsampling for high-definition video coding" contributed to IEEE TCSVT in 2014 designed a down/up sampling filter based on power spectral density to minimize the downsampling error of video frames. The paper "Convolutional neural network-based block up-sampling for intra frame coding" contributed to IEEE TCSVT in 2017 is a convolutional neural network (CNN)-based resolution enhancement technology that has recently shown excellent performance within the screen of HEVC. By applying it to the prediction process, the BD rate was reduced by 5.5% in the AI (all intra) environment.

기존의 해상도 향상을 위해 사용하던 보간(interpolation) 기법은 이미 원본 고해상도 영상의 고주파 성분이 손실된 저해상도 영상의 화소 값들을 사용하여 가중 평균을 취하는 등의 방법을 사용하기 때문에, 원본 영상의 고주파 성분을 복원하는데 한계가 있다. 최근 주목받고 있는 해상도 향상 기법은 이러한 고주파 성분을 예제(example) 기반의 패치 정합 방법, 움직임 정합(registration) 기반의 방법, 또는 딥러닝(deep-learning) 기반의 방법 등이 있다. 이러한 해상도 향상 기법들은 원본 고해상도 영상에 가까운 화질의 영상을 저해상도 영상으로부터 생성할 수 있다.The existing interpolation technique used to improve resolution uses a method such as taking a weighted average using pixel values of a low-resolution image in which the high-frequency component of the original high-resolution image has already been lost. Restoration is limited. Resolution enhancement techniques that have recently attracted attention include a patch matching method based on examples of such high-frequency components, a method based on motion registration, a method based on deep-learning, and the like. These resolution enhancement techniques can generate an image with a quality close to that of an original high-resolution image from a low-resolution image.

딥러닝 기반의 해상도 향상 기법은 일반적으로 CNN을 기반으로 한다. 이러한 CNN 기반의 초해상도 기술은 입력으로 들어온 저해상도 영상을 고해상도 영상으로 비선형 매핑하기 위해서 3차원 필터를 순차적으로 적용하는 과정을 수행한다고 볼 수 있다. 해당 3차원 필터는 training을 통해 이미 학습된 필터 계수들이 사용된다.Deep learning-based resolution enhancement techniques are generally based on CNNs. This CNN-based super-resolution technology can be seen as performing a process of sequentially applying a 3D filter to non-linearly map a low-resolution image input to a high-resolution image. The corresponding 3D filter uses filter coefficients already learned through training.

본 발명은 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하여 영상을 부호화 또는 복호화 함으로써, 영상 압축 효율을 높이는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to increase image compression efficiency by selectively applying a resolution enhancement technique to encode or decode an image.

본 발명의 일 측면에 의하면, 해상도 향상 기법을 이용하여 영상을 복호화하기 위한 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 해상도 모드 정보를 복호화하여, 복호화 대상 블록인 코딩블록(coding block)이 해상도 향상 기법으로 부호화되었는지 여부를 식별하는 단계; 상기 코딩블록을 복원하기 위한 신택스 요소들을 상기 비트스트림으로부터 복호화하고, 상기 복호화된 신택스 요소들을 이용하여 상기 코딩블록을 복원하는 단계; 상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화되지 않은 경우, 상기 복원된 코딩블록을 제1 참조픽처 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 저해상도로 변환하여 저해상도 블록을 생성하고 상기 저해상도 블록을 제2 참조픽처 버퍼에 저장하는 단계; 및 상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화된 경우, 상기 복원된 코딩블록을 상기 제2 참조픽처 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 상기 해상도 향상 기법에 의해 고해상도로 변환하여 고해상도 블록을 생성하고 상기 고해상도 블록을 상기 제1 참조픽처 버퍼에 저장하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법을 제공한다.According to one aspect of the present invention, in a method for decoding an image using a resolution enhancement technique, resolution mode information is decoded from a bitstream to determine whether a coding block, which is a block to be decoded, has been encoded using the resolution enhancement technique. identifying whether or not; decoding syntax elements for reconstructing the coding block from the bitstream and restoring the coding block using the decoded syntax elements; When the coding block is not coded using a resolution enhancement technique, the reconstructed coding block is stored in a first reference picture buffer, the reconstructed coding block is converted to a low resolution to generate a low resolution block, and the low resolution block is used as a second reference. storing in a picture buffer; and when the coding block is encoded by the resolution enhancement technique, storing the reconstructed coding block in the second reference picture buffer, converting the reconstructed coding block to a high resolution by the resolution enhancement technique, and generating a high resolution block; It provides an image decoding method comprising the step of storing the high-resolution block in the first reference picture buffer.

본 발명은 다른 측면에 따르면, 해상도 향상 기법을 이용하여 영상을 복호화하기 위한 장치에 있어서, 고해상도로 복원된 픽처를 저장하기 위한 제1 참조픽처 버퍼; 저해상도로 복원된 픽처를 저장하기 위한 제2 참조픽처 버퍼; 비트스트림으로부터 해상도 모드 정보를 복호화하여 복호화 대상 블록인 코딩블록(coding block)이 해상도 향상 기법으로 부호화되었는지 여부를 식별하고, 상기 코딩블록을 복원하기 위한 신택스 요소들을 복호화하는 복호화기; 및 상기 코딩블록을 복원하기 위한 신택스 요소들을 이용하여 상기 코딩블록을 복원하는 복원기를 포함하되, 상기 복원기는, 상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화되지 않은 경우, 상기 복원된 코딩블록을 상기 제1 참조픽처 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 저해상도로 변환하여 저해상도 블록을 생성하고 상기 저해상도 블록을 제2 참조픽처 버퍼에 저장하며, 상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화된 경우, 상기 복원된 코딩블록을 상기 제2 참조픽처 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 상기 해상도 향상 기법에 의해 고해상도로 변환하여 고해상도 블록을 생성하고 상기 고해상도 블록을 상기 제1 참조픽처 버퍼에 저장하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, an apparatus for decoding an image using a resolution enhancement technique includes: a first reference picture buffer for storing a picture reconstructed in high resolution; a second reference picture buffer for storing a picture reconstructed in a low resolution; a decoder that decodes resolution mode information from a bitstream, identifies whether a coding block, which is a block to be decoded, has been coded using a resolution enhancement technique, and decodes syntax elements for reconstructing the coding block; and a reconstructor for reconstructing the coding block using syntax elements for reconstructing the coding block, wherein the reconstructor converts the reconstructed coding block into the first coding block when the coding block is not encoded using a resolution enhancement technique. Store in a reference picture buffer, generate a low-resolution block by converting the reconstructed coding block to a low resolution, store the low-resolution block in a second reference picture buffer, and when the coding block is coded with a resolution enhancement technique, the reconstructed coding block A coding block is stored in the second reference picture buffer, the reconstructed coding block is converted to a high resolution by the resolution enhancement technique to generate a high resolution block, and the high resolution block is stored in the first reference picture buffer. It provides a video decoding device that does.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 부호화 장치가 참조픽처 버퍼를 관리하는 방법을 나타내는 예시적인 순서도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 대한 예시적인 블록도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 복호화 장치가 참조픽처 버퍼를 관리하는 방법을 나타내는 예시적인 순서도이다.
1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is an exemplary flowchart illustrating a method for managing a reference picture buffer by an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is an exemplary block diagram of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
4 is an exemplary flowchart illustrating a method of managing a reference picture buffer by a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 식별 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. It should be noted that in adding identification codes to components of each drawing, the same components have the same symbols as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 개시는 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하기 위한 영상의 부호화 또는 복호화와 관련된다. 영상 부호화 장치는 고해상도(HR, high resolution) 영상을 입력받아 부호화하고, 고해상도 영상을 다운샘플링(down-sampling)하여 얻은 저해상도(LR, low resolution) 영상을 입력받아 부호화한다. 그리고 부호화된 고해상도와 저해상도 영상 중 부호화 효율이 좋은 영상을 선택하여 영상 복호화 장치로 전달한다. 영상 복호화 장치는 수신한 데이터를 복호화하여 영상을 복원하는데, 수신한 데이터가 고해상도 영상에 해당하는 경우에는 복원된 영상을 그대로 디스플레이하면 되지만 저해상도 영상에 해당하는 경우에는 복원된 영상을 해상도 향상 기법을 이용하여 고해상도로 변환한 이후에 디스플레이하게 된다.The present disclosure relates to encoding or decoding of an image to selectively apply a resolution enhancement technique. The image encoding apparatus receives and encodes a high resolution (HR) image, and receives and encodes a low resolution (LR) image obtained by down-sampling the high resolution image. Then, an image having high encoding efficiency is selected from among the encoded high-resolution and low-resolution images and transmitted to the image decoding device. The video decoding apparatus decodes the received data and restores the video. If the received data corresponds to a high-resolution video, the restored video can be displayed as it is. It is displayed after conversion to high resolution.

이러한 해상도 향상 기술을 선택적으로 적용하기 위해서는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 동일한 참조픽처를 참조하여 영상을 부호화 또는 복호화할 수 있도록 기존과는 다른 참조픽처 관리가 요구된다. 또한, 부호화된 영상이 해상도 향상 기법을 사용하여 부호화된 것인지, 즉, 부호화된 영상이 고해상도인지 아니면 고해상도를 다운샘플링한 저해상도인지를 나타내는 신택스의 적절한 시그널링이 요구된다.In order to selectively apply such a resolution enhancement technique, a different reference picture management is required so that the video encoding apparatus and the video decoding apparatus can encode or decode an image by referring to the same reference picture. In addition, proper signaling of syntax indicating whether the encoded image is encoded using a resolution enhancement technique, that is, whether the encoded image is high resolution or low resolution obtained by downsampling the high resolution, is required.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 영상 부호화 장치는, 제1 부호화 모듈(1100), 제2 부호화 모듈(1200), 평가기(evaluator, 1300), 비트스트림 생성부(1400), 제1 참조픽처 버퍼(1500) 및 제2 참조픽처 버퍼(1600)을 포함한다. 제1 부호화 모듈(1100), 제2 부호화 모듈(1200), 평가기(evaluator, 1300) 및 비트스트림 생성부(1400)는 각 구성요소가 하드웨어 칩으로 구현될 수 있으며, 또는 소프트웨어로 구현되고 하나 이상의 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.An image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first encoding module 1100, a second encoding module 1200, an evaluator 1300, a bitstream generator 1400, a first reference picture buffer ( 1500) and a second reference picture buffer 1600. Each component of the first encoding module 1100, the second encoding module 1200, the evaluator 1300, and the bitstream generator 1400 may be implemented as a hardware chip or implemented as software. The above microprocessor may be implemented to execute software functions corresponding to each component.

제1 부호화 모듈(1100)은 고해상도 원본 영상을 입력받아 부호화를 수행하고, 제2 부호화 모듈(1200)은 저해상도 원본 영상을 입력받아 부호화를 수행한다.The first encoding module 1100 receives a high-resolution original image and performs encoding, and the second encoding module 1200 receives a low-resolution original image and performs encoding.

영상은 복수의 픽처들로 구성되는데, 각 픽처는 하나 이상의 슬라이스(slice)로 분할될 수 있고, 각 슬라이스들은 하나 이상의 코딩 트리 유닛(CTU, coding tree unit)으로 분할될 수 있다. CTU는 트리 구조(tree structure)를 이용하여 반복적으로(recursively) 분할된다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 코딩 유닛(CU, coding unit)이 된다. 트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 이러한 QT 구조 및 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT) 구조를 혼용한 QTBT (QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 즉, CTU를 다수의 CU로 분할하기 위해 QTBT를 사용할 수 있다.An image is composed of a plurality of pictures, each picture may be divided into one or more slices, and each slice may be divided into one or more coding tree units (CTUs). CTU is recursively partitioned using a tree structure. A leaf node in the tree structure becomes a coding unit (CU), which is a basic unit of encoding. As a tree structure, a QuadTree (QT) in which a parent node (or parent node) is divided into four subnodes (or child nodes) of the same size, or a QT structure and a parent node are divided into two subnodes A QTBT (QuadTree plus BinaryTree) structure using a binary tree (BinaryTree, BT) structure may be used. That is, QTBT can be used to divide a CTU into multiple CUs.

QTBT (QuadTree plus BinaryTree) 구조에서, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달 할 때까지 반복 될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지않은 경우, BT 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. BT에서는 복수의 분할 타입이 존재할 수 있다. 예컨대, 일부 예시에서, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. 또한, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태로는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태를 포함할 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태를 포함할 수도 있다.In the QTBT (QuadTree plus BinaryTree) structure, the CTU may first be divided into the QT structure. Quadtree splitting can be repeated until the size of the splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of leaf nodes allowed by QT. If the leaf node of the quad tree is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in BT, it can be further partitioned into a BT structure. In BT, a plurality of partition types may exist. For example, in some examples, there may be two types of horizontally splitting a block of a corresponding node into two equal-sized blocks (ie, symmetric horizontal splitting) and a vertical splitting type (ie, symmetric vertical splitting). In addition, a type in which a block of a corresponding node is divided into two blocks having an asymmetric shape may additionally exist. The asymmetric form may include a form in which the block of the corresponding node is divided into two rectangular blocks having a size ratio of 1:3, or a form in which the block of the corresponding node is divided in a diagonal direction.

CU는 CTU로부터의 QTBT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '코딩블록(coding block)'이라 칭한다. 코딩블록은 부호화 및 복호화를 위한 기본 단위가 된다.A CU can have various sizes depending on the QTBT division from the CTU. Hereinafter, a block corresponding to a CU to be encoded or decoded (ie, a leaf node of QTBT) is referred to as a 'coding block'. A coding block becomes a basic unit for encoding and decoding.

제1 부호화 모듈(1100)로 입력되는 고해상도 영상과 제2 부호화 모듈(1120)로 입력되는 저해상도 영상의 블록 파티셔닝 구조는 고해상도 및 저해상도를 구분하는 부호화 단위에 따라 동일할 수도 동일하지 않을 수도 있다. 가령, 픽처 단위로 고해상도 영상 및 저해상도 영상을 구분한다면, 픽처 내 블록 파티셔닝 구조는 다를 수 있다. 반대로, 코딩블록 단위로 고해상도 영상 및 저해상도 영상을 구분한다면, 코딩블록의 파티셔닝 구조는 동일 해야만 한다.The block partitioning structure of the high-resolution image input to the first encoding module 1100 and the low-resolution image input to the second encoding module 1120 may or may not be the same depending on the coding unit that distinguishes the high resolution and the low resolution. For example, if a high-resolution image and a low-resolution image are classified on a picture-by-picture basis, the block partitioning structure within a picture may be different. Conversely, if a high-resolution image and a low-resolution image are distinguished in units of coding blocks, the partitioning structure of the coding blocks must be the same.

한편, 도 1에는 제1 부호화 모듈(1100)과 제2 부호화 모듈(1120)이 물리적으로 구분된 모듈인 것으로 도시되어 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 부호화 모듈(1100)과 제2 부호화 모듈(1120)이 물리적으로 하나의 모듈로 구성되고, 고해상도 영상과 저해상도 영상을 순차적으로 부호화해도 무방하다.Meanwhile, although the first encoding module 1100 and the second encoding module 1120 are shown as physically separated modules in FIG. 1, the present invention is not limited thereto. For example, the first encoding module 1100 and the second encoding module 1120 may be physically configured as one module, and a high-resolution image and a low-resolution image may be sequentially encoded.

제1 부호화 모듈(1100)은 고해상도 영상을 픽처 단위로 입력받아 입력된 픽처(F)를 부호화한다. 그리고 부호화된 픽처를 복원한 이후에 복원된 픽처(F’)를 생성한다. 이를 위해 제1 부호화 모듈(1100)은 인트라 예측부(1102), 인터 예측부(1104), 감산기(1106), 변환부(1108), 양자화부(1110), 부호화부(1112), 역양자화부(1114), 역변환부(1116), 가산기(1118), 필터부(1120)를 포함한다.The first encoding module 1100 receives a high-resolution image in picture units and encodes the input picture F. And, after reconstructing the encoded picture, a reconstructed picture (F') is generated. To this end, the first encoding module 1100 includes an intra prediction unit 1102, an inter prediction unit 1104, a subtractor 1106, a transform unit 1108, a quantization unit 1110, an encoding unit 1112, and an inverse quantization unit. 1114, an inverse transform unit 1116, an adder 1118, and a filter unit 1120.

픽처 내 코딩블록들은 각각 예측적으로 부호화될 수 있다. 코딩블록의 예측은 (코딩블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (코딩블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 일반적으로 수행될 수 있다. 이를 위해, 제1 부호화 모듈(1100)은 인트라 예측부(1102) 및 인터 예측부(1104)를 포함한다.Coding blocks within a picture may be each predictively coded. Prediction of a coding block is generally done using an intra-prediction technique (using data from a picture containing the coding block) or an inter-prediction technique (using data from a picture coded prior to the picture containing the coding block). can be performed To this end, the first encoding module 1100 includes an intra prediction unit 1102 and an inter prediction unit 1104.

인트라 예측부(1102)는 현재 부호화하고자 하는 코딩블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재 코딩블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재 코딩블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재하며, 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다. 인트라 예측부(1102)는 복수의 인트라 예측 모드 중에서 하나의 인트라 예측 모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측 모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재 코딩블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측 모드에 대한 정보는 부호화부(1112)에 의해 부호화된다.The intra prediction unit 1102 predicts pixels in the current coding block using pixels (reference pixels) located around the current coding block in the current picture including the coding block to be currently encoded. A plurality of intra prediction modes exist according to prediction directions, and neighboring pixels to be used and operation expressions are defined differently according to each prediction mode. The intra prediction unit 1102 selects one intra prediction mode from among a plurality of intra prediction modes, and predicts a current coding block by using neighboring pixels (reference pixels) determined according to the selected intra prediction mode and an arithmetic expression. Information on the selected intra prediction mode is encoded by the encoder 1112.

인터 예측부(1104)는 움직임 보상 과정을 통해 현재 코딩블록에 대한 예측블록을 생성한다. 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재 코딩블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재 코딩블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재 코딩블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(motion vector)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 모션 벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재 코딩블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 부호화부(1112)에 의해 부호화된다.The inter prediction unit 1104 generates a prediction block for a current coding block through a motion compensation process. Prior to the current picture, a block most similar to the current coding block is searched within the encoded and decoded reference picture, and a prediction block for the current coding block is generated using the searched block. Then, a motion vector corresponding to displacement between the current coding block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated. In general, motion estimation is performed on the luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component. Motion information including information on reference pictures used to predict the current coding block and information on motion vectors is encoded by the encoder 1112.

감산기(1106)는 현재 코딩블록으로부터 인트라 예측부(1102) 또는 인터 예측부(1104)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차 블록을 생성한다.The subtractor 1106 subtracts the prediction block generated by the intra prediction unit 1102 or the inter prediction unit 1104 from the current coding block to generate a residual block.

변환부(1108)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차 블록 내의 잔차 신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(1108)는 잔차 블록 내의 잔차 신호들을 현재 코딩블록의 크기를 변환 단위로 사용하여 변환할 수 있으며, 또는 잔차 블록을 더 작은 복수의 서브블록을 분할하고 서브블록 크기의 변환 단위로 잔차 신호들을 변환할 수도 있다. 잔차 블록을 더 작은 서브블록으로 분할하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다. 예컨대, 기정의된 동일한 크기의 서브블록으로 분할할 수도 있으며, 또는 잔차 블록을 루트 노드로 하는 QT(quadtree) 방식의 분할을 사용할 수도 있다. The transform unit 1108 transforms the residual signal in the residual block having pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain. The transform unit 1108 may transform the residual signals in the residual block by using the size of the current coding block as a transform unit, or divide the residual block into a plurality of smaller subblocks and use the residual signal as a transform unit of the subblock size. can also convert them. There may be various methods of dividing a residual block into smaller subblocks. For example, it may be divided into subblocks having the same predefined size, or a QT (quadtree) method partitioning using a residual block as a root node may be used.

양자화부(1110)는 변환부(1108)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 부호화부(1112)로 출력한다.The quantization unit 1110 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 1108 and outputs the quantized transform coefficients to the encoder 1112.

부호화부(1112)는 양자화된 변환 계수들을 CABAC 등의 부호화 방식을 사용하여 부호화하여 비트스트림을 생성한다. 또한, 부호화부(150)는 블록 분할과 관련된 CTU size, MinQTSize, MaxBTSize, MaxBTDepth, MinBTSize, QT 분할 플래그, BT 분할 플래그, 분할 타입 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다.The encoder 1112 encodes the quantized transform coefficients using a coding scheme such as CABAC to generate a bitstream. In addition, the encoder 150 encodes information such as CTU size, MinQTSize, MaxBTSize, MaxBTDepth, MinBTSize, QT splitting flag, BT splitting flag, and splitting type related to block splitting so that the video decoding apparatus can perform the same operation as the video encoding apparatus. Blocks can be split.

부호화부(1112)는 현재 코딩블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보 또는 인터 예측정보를 부호화한다. 현재 코딩블록이 인트라 예측된 경우에는 인트라 예측정보로서 인트라 예측 모드에 대한 신택스 요소(syntax element)를 부호화한다. 현재 코딩블록이 인터 예측된 경우, 부호화부(1112)는 움직임 정보에 대한 신택스 요소를 부호화한다. The encoder 1112 encodes information about a prediction type indicating whether the current coding block is coded by intra prediction or inter prediction, and encodes intra prediction information or inter prediction information according to the prediction type. . When the current coding block is intra predicted, a syntax element for an intra prediction mode is encoded as intra prediction information. When the current coding block is inter-predicted, the encoder 1112 encodes syntax elements for motion information.

역양자화부(1114)는 양자화부(1110)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(1116)는 역양자화부(1114)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.The inverse quantization unit 1114 inversely quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 1110 to generate transform coefficients. The inverse transform unit 1116 transforms transform coefficients output from the inverse quantization unit 1114 from a frequency domain to a spatial domain to restore a residual block.

가산부(1118)는 복원된 잔차블록과 인트라 예측부(1102) 또는 인터 예측부(1104)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재 코딩블록을 복원한다. 복원된 현재 코딩블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.The adder 1118 restores the current coding block by adding the reconstructed residual block and the prediction block generated by the intra predictor 1102 or the inter predictor 1104. The pixels in the reconstructed current coding block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.

필터부(1120)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다.The filter unit 1120 performs deblocking filtering on boundaries between reconstructed blocks in order to remove blocking artifacts caused by block-by-block encoding/decoding.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 영상 부호화 장치는 다운 샘플러(D/S, 1122)를 더 포함한다. 다운 샘플러(1122)는 디블록킹 필터링 후의 복원된 픽처(F’)를 다운 샘플링함으로써 저해상도로 변환된 복원된 픽처(DS(F’))를 생성한다.Meanwhile, the video encoding apparatus according to the embodiment of the present invention further includes a down sampler (D/S, 1122). The downsampler 1122 generates a reconstructed picture DS(F') converted to a low resolution by downsampling the reconstructed picture F' after deblocking filtering.

제2 부호화 모듈(1200)은 고해상도 영상을 다운 샘플링한 저해상도 영상을 픽처 단위로 입력받아 입력된 픽처(f)를 부호화한다. 그리고 부호화된 픽처를 복원한 이후에 복원된 픽처(f’)를 해상도 향상 기법을 이용하여 변환함으로써, 고해상도로 변환된 복원된 픽처(SR(f’))를 생성한다. 이를 위해, 제2 부호화 모듈(1200)은 인트라 예측부(1202), 인터 예측부(1204), 감산기(1206), 변환부(1208), 양자화부(1210), 부호화부(1212), 역양자화부(1214), 역변환부(1216), 가산기(1218), 필터부(1220)를 포함한다. 이들 구성요소들은 각각 제1 부호화 모듈(1100)의 인트라 예측부(1102), 인터 예측부(1104), 감산기(1106), 변환부(1108), 양자화부(1110), 부호화부(1112), 역양자화부(1114), 역변환부(1116), 가산기(1118), 필터부(1120)와 동일한 기능을 수행하므로, 제2 부호화 모듈(1200)의 각 구성요소에 대한 상세는 설명의 중복을 피하기 위해 생략한다.The second encoding module 1200 receives a low-resolution image obtained by downsampling the high-resolution image in units of pictures and encodes the input picture f. After reconstructing the encoded picture, the reconstructed picture (f') is transformed using a resolution enhancement technique to generate a reconstructed picture (SR(f')) converted to high resolution. To this end, the second encoding module 1200 includes an intra prediction unit 1202, an inter prediction unit 1204, a subtractor 1206, a transform unit 1208, a quantization unit 1210, an encoding unit 1212, and an inverse quantization unit. A unit 1214, an inverse transform unit 1216, an adder 1218, and a filter unit 1220 are included. These components include an intra prediction unit 1102, an inter prediction unit 1104, a subtractor 1106, a transform unit 1108, a quantization unit 1110, an encoding unit 1112, Since the inverse quantization unit 1114, the inverse transform unit 1116, the adder 1118, and the filter unit 1120 perform the same function, detailed descriptions of each component of the second encoding module 1200 are avoided. omit for

제2 부호화 모듈(1200)은 초해상도 변환부(S/R, 1222)를 더 포함하는데, 초해상도 변환부(1222)는 필터부(1220)로부터 출력되는 복원된 픽처(f’)를 해상도 향상 기법을 이용하여 변환함으로써, 고해상도로 변환된 복원된 픽처(SR(f’))를 생성한다. 해상도 향상 기법으로는 예제(example) 기반의 패치 정합 방법, 움직임 정합(registration) 기반의 방법, 또는 딥러닝(deep-learning) 기반의 방법 등이 사용될 수 있다.The second encoding module 1200 further includes a super-resolution conversion unit (S/R, 1222), and the super-resolution conversion unit 1222 improves the resolution of the reconstructed picture f' output from the filter unit 1220. By transforming using the technique, a reconstructed picture SR(f') converted to high resolution is generated. As a resolution enhancement technique, an example-based patch matching method, a motion registration-based method, or a deep-learning-based method may be used.

평가기(evaluator, 1300)는, 제1 부호화 모듈(1100)에 의한 부호화 비용과 제2 부호화 모듈(1200)에 의한 부호화 비용을 비교함으로써, 제1 부호화 모듈(1100)에 의해 부호화된 데이터와 제2 부호화 모듈(1200)에 의해 부호화된 데이터 중 하나를 선택하기 위한 해상도 모드 정보를 생성한다. 부호화 비용으로는 율-왜곡(rate-distortion) 비용 등이 사용될 수 있다. 율(rate)은 부호화를 위해 요구되는 데이터의 양을 나타내는 지표이고, 왜곡(distortion)은 원본 데이터의 손실, 즉, 원본 영상과 부호화된 이후에 복원되는 영상 간의 차이를 나타내는 지표이다. The evaluator 1300 compares the encoding cost by the first encoding module 1100 with the encoding cost by the second encoding module 1200, and compares the data encoded by the first encoding module 1100 with the second encoding cost. 2 Resolution mode information for selecting one of data encoded by the encoding module 1200 is generated. As the encoding cost, a rate-distortion cost or the like may be used. Rate is an indicator representing the amount of data required for encoding, and distortion is an indicator representing loss of original data, that is, a difference between an original image and a reconstructed image after encoding.

평가기(1300)는 제1 부호화 모듈이 픽처를 부호화할 때 소요되는 데이터의 양을 부호화부(1112)로부터 수신하고, 고해상도의 원본 픽처(F)와 필터부(1120) 로부터 출력되는 복원된 픽처(F’) 간의 차이를 계산한다. 이를 통해 제1 부호화 모듈(1100)에 의해 부호화되는 경우의 율-왜곡 비용을 계산한다. 또한, 평가기(1300)는 제2 부호화 모듈이 픽처를 부호화할 때 소요되는 데이터의 양을 부호화부(1212)로부터 수신하고, 고해상도의 원본 픽처(F)와 초해상도 변환부(1222)에 의해 출력되는 고해상도로 변환된 복원된 픽처(SR(f’)) 간의 차이를 계산한다. 이를 통해 제2 부호화 모듈(1100)에서 해상도 향상 기법을 사용한 경우의 율-왜곡 비용을 계산한다. 그리고, 그 두 개의 율-왜곡 비용을 비교하여 해상도 모드 정보를 생성한다. 해상도 모드 정보는 참조픽처 버퍼를 관리하기 위한, 그리고 비트스트림 생성부(1400)가 제1 부호화 모듈에 의해 생성된 부호화 데이터와 제2 부호화 모듈에 의해 생성된 부호화 데이터 중 하나를 선택하기 위한 컨트롤 신호로서 작용한다. The evaluator 1300 receives the amount of data required when the first encoding module encodes a picture from the encoding unit 1112, and the high-resolution original picture F and the reconstructed picture output from the filter unit 1120 Calculate the difference between (F'). Through this, a rate-distortion cost in the case of encoding by the first encoding module 1100 is calculated. In addition, the evaluator 1300 receives the amount of data required when the second encoding module encodes a picture from the encoding unit 1212, and uses the high-resolution original picture F and the super-resolution conversion unit 1222 to process the data. Calculate the difference between the reconstructed pictures (SR(f')) converted to high resolution output. Through this, a rate-distortion cost when the resolution enhancement technique is used in the second encoding module 1100 is calculated. Then, resolution mode information is generated by comparing the two rate-distortion costs. The resolution mode information is a control signal for managing the reference picture buffer and for allowing the bitstream generator 1400 to select one of the encoded data generated by the first encoding module and the encoded data generated by the second encoding module. works as

비트스트림 생성부(1400)는, 평가기(1300)에 의해 생성된 해상도 모드 정보에 근거하여, 제1 부호화 모듈의 부호화부(1112)로부터 출력되는 부호화 데이터 및 제2 부호화 모듈의 부호화부(1212)로부터 출력되는 부호화 데이터 중 어느 하나를 선택하고 선택된 부호화 데이터를 비트스트림으로 생성하여 영상 복호화 장치로 전달한다. 비트스트림에는 평가기(1300)에 의해 생성된 해상도 모드 정보가 포함된다.Based on the resolution mode information generated by the evaluator 1300, the bitstream generation unit 1400 includes encoded data output from the encoding unit 1112 of the first encoding module and the encoding unit 1212 of the second encoding module. ), selects any one of the encoded data output from ), generates the selected encoded data as a bitstream, and transmits it to the video decoding device. The bitstream includes resolution mode information generated by the evaluator 1300 .

한편, 이상에서는 평가기(1300)가 픽처 단위로 율-왜곡 비용을 계산하고 해상도 모드 정보를 생성하는 것으로 기재하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 평가기(1300)는 코딩블록, CTU, 또는 슬라이스 단위로 율-왜곡 비용을 계산할 수도 있다. 이 경우, 해상도 모드 정보는 코딩블록, CTU, 또는 슬라이스 단위로 생성된다. 이는 본 발명의 해상도 모드 정보가 코딩블록에 대응하는 CU, CTU, 슬라이스 헤더 및 픽처 파라미터 세트(PPS, picture parameter set) 중 어느 한 레벨의 신택스로 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있음을 의미한다.Meanwhile, it has been described above that the evaluator 1300 calculates the rate-distortion cost in units of pictures and generates resolution mode information, but the present invention is not limited thereto. For example, the estimator 1300 may calculate the rate-distortion cost on a per coding block, CTU, or slice basis. In this case, resolution mode information is generated in units of coding blocks, CTUs, or slices. This means that the resolution mode information of the present invention can be coded with a syntax of any one level of CU, CTU, slice header, and picture parameter set (PPS) corresponding to a coding block and signaled to a video decoding device. .

제1 참조픽처 버퍼(1500) 및 제2 참조픽처 버퍼(1600)는 각각 고해상도의 참조픽처와 저해상도의 참조픽처를 저장한다. 이하에서는, 영상 부호화 장치가 해상도 모드 정보에 따라 참조픽처 버퍼들을 관리하는 방법을 설명한다.The first reference picture buffer 1500 and the second reference picture buffer 1600 store a high-resolution reference picture and a low-resolution reference picture, respectively. Hereinafter, a method for the video encoding apparatus to manage reference picture buffers according to resolution mode information will be described.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상 부호화 장치가 참조픽처 버퍼를 관리하는 방법을 나타내는 예시적인 순서도이다.2 is an exemplary flowchart illustrating a method of managing a reference picture buffer by an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

앞서 언급한 바와 같이, 영상 부호화 장치의 평가기(1300)가 제1 및 제2 부호화 모듈 간의 부호화 비용을 비교하는 단위는 CU, CTU, 슬라이스, 또는 픽처일 수 있다. 이하에서는 이 단위들을 통칭하기 위해 ‘이미지 영역’이라는 표현을 사용한다. 즉, 이미지 영역은 CU, CTU, 슬라이스, 또는 픽처 중 어느 하나일 수 있다.As mentioned above, the unit for which the evaluator 1300 of the video encoding apparatus compares the encoding cost between the first and second encoding modules may be a CU, CTU, slice, or picture. Hereinafter, the expression 'image area' is used to collectively refer to these units. That is, the image area may be any one of CU, CTU, slice, or picture.

영상 부호화 장치는 고해상도 이미지 영역(F)를 제1 부호화 모듈에 의해 부호화하였을 때의 부호화 비용(cost(HR))과, 고해상도 이미지 영역(F)을 다운샘플링한 저해상도 이미지 영역(f)을 제2 부호화 모듈에 의해 부호화하였을 때의 부호화 비용(cost(LR))을 비교한다(S202). 영상 부호화 장치는 비교 결과에 대응하는 해상도 모드 정보를 생성한다.The video encoding apparatus converts the encoding cost (cost(HR)) when the high-resolution image area F is encoded by the first encoding module and the low-resolution image area f obtained by downsampling the high-resolution image area F into the second encoding module. The encoding cost (cost(LR)) at the time of encoding by the encoding module is compared (S202). The video encoding device generates resolution mode information corresponding to the comparison result.

cost(HR)이 cost(LR) 보다 작거나 같으면(예컨대, 해상도 모드 정보 = 0), 영상 부호화 장치는 제1 부호화 모듈의 부호화부(1112)에 의해 부호화된 데이터(고해상도 이미지 영역(F)를 부호화한 데이터)를 비트스트림 생성부(1400)로 출력하도록 제어한다(S204). 이때, 비트스트림 생성부(1400)에 의해 생성된 비트스트림에는 고해상도 이미지 영역(F)이 부호화됨을 나타내는 해상도 모드 정보가 포함된다. 그리고 복원된 고해상도 이미지 영역(F’)을 제1 참조픽처 버퍼(1500)에 저장하고(S206), 복원된 고해상도 이미지 영역(F’)을 다운 샘플링한 이미지 영역(DS(F’))을 제2 참조픽처 버퍼(1600)에 저장한다(S208). 예컨대, 도 1을 참조하면, cost(HR)이 cost(LR) 보다 작거나 같을 때(예컨대, 해상도 모드 정보 = 0), 스위치 1 내지 3(sw1~sw3)은 모두 A 위치로 스위칭된다. 따라서, 제1 부호화 모듈(1100)의 부호화부(1112)에 의해 출력되는 부호화 데이터가 비트스트림 생성부(1400)로 출력된다. 또한, 복원된 고해상도 이미지 영역(F’)이 제1 참조픽처 버퍼(1500)에 저장되고, 복원된 고해상도 이미지 영역(F’)을 다운 샘플링한 이미지 영역(DS(F’))은 제2 참조픽처 버퍼(1600)에 저장된다. If cost(HR) is less than or equal to cost(LR) (eg, resolution mode information = 0), the video encoding device converts the data (high resolution image area F) encoded by the encoder 1112 of the first encoding module to Encoded data) is controlled to be output to the bitstream generator 1400 (S204). At this time, the bitstream generated by the bitstream generator 1400 includes resolution mode information indicating that the high resolution image area F is encoded. Then, the reconstructed high-resolution image area F' is stored in the first reference picture buffer 1500 (S206), and an image area DS(F') obtained by downsampling the reconstructed high-resolution image area F' is provided. 2 It is stored in the reference picture buffer 1600 (S208). For example, referring to FIG. 1 , when cost(HR) is less than or equal to cost(LR) (eg, resolution mode information = 0), switches 1 to 3 (sw1 to sw3) are all switched to position A. Accordingly, the encoded data output by the encoding unit 1112 of the first encoding module 1100 is output to the bitstream generator 1400 . In addition, the reconstructed high-resolution image area F' is stored in the first reference picture buffer 1500, and the image area DS(F') obtained by downsampling the reconstructed high-resolution image area F' is a second reference picture buffer 1500. It is stored in the picture buffer 1600.

반면, cost(HR)이 cost(LR) 보다 크면(예컨대, 해상도 모드 정보 = 1), 영상 부호화 장치는 제2 부호화 모듈의 부호화부(1212)에 의해 부호화된 데이터(고해상도 이미지 영역(F)을 다운샘플링한 저해상도 이미지 영역(f)을 부호화한 데이터)를 비트스트림 생성부(1400)로 출력하도록 제어한다(S210). 이때 비트스트림 생성부(1400)에 의해 생성된 비트스트림에는 저해상도 이미지 영역(f)이 부호화됨을 나타내는, 즉, 해상도 향상 기법이 사용됨을 나타내는, 해상도 모드 정보가 포함된다. 그리고 복원된 저해상도 이미지 영역(f’)을 제2 참조픽처 버퍼(1600)에 저장하고(S212), 복원된 저해상도 이미지 영역(f’)을 해상도 향상 기법을 사용하여 고해상도로 변환한 이미지 영역(SR(f’))을 제1 참조픽처 버퍼(1500)에 저장한다(S214).예컨대, 도 1을 참조하면, cost(HR)이 cost(LR) 보다 크면(예컨대, 해상도 모드 정보 = 1), 스위치 1 내지 3(sw1~sw3)은 모두 B 위치로 스위칭된다. 따라서, 제2 부호화 모듈(1200)의 부호화부(1212)에 의해 출력되는 부호화 데이터가 비트스트림 생성부(1400)로 출력된다. 또한, 복원된 저해상도 이미지 영역(f’)이 제2 참조픽처 버퍼(1600)에 저장되고, 복원된 저해상도 이미지 영역(f’)을 해상도 향상 기법을 통해 고해상도로 변환한 이미지 영역(SR(f’))은 제1 참조픽처 버퍼(1500)에 저장된다.On the other hand, if cost(HR) is greater than cost(LR) (eg, resolution mode information = 1), the video encoding apparatus converts the data (high resolution image area F) encoded by the encoder 1212 of the second encoding module to The down-sampled low-resolution image region (f) is controlled to be output to the bitstream generator 1400 (S210). At this time, the bitstream generated by the bitstream generator 1400 includes resolution mode information indicating that the low resolution image area f is encoded, that is, indicating that a resolution enhancement technique is used. Then, the reconstructed low-resolution image area f' is stored in the second reference picture buffer 1600 (S212), and the reconstructed low-resolution image area f' is converted to a high-resolution image area (SR) using a resolution enhancement technique. (f')) is stored in the first reference picture buffer 1500 (S214). For example, referring to FIG. 1, if cost(HR) is greater than cost(LR) (eg, resolution mode information = 1), Switches 1 to 3 (sw1 to sw3) are all switched to position B. Accordingly, the encoded data output by the encoder 1212 of the second encoding module 1200 is output to the bitstream generator 1400 . In addition, the reconstructed low-resolution image area f' is stored in the second reference picture buffer 1600, and the reconstructed low-resolution image area f' is converted to a high-resolution image area SR(f') through a resolution enhancement technique. )) is stored in the first reference picture buffer 1500.

본 개시는 픽처, 슬라이스, CTU, 또는 CU 단위로 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하여 부호화를 수행한다. 즉, 고해상도의 이미지 영역을 직접 부호화할 수도 있고 또는 고해상도 이미지 영역을 저해상도로 변환한 이후에 저해상도 이미지 영역을 부호화할 수도 있다. 따라서 고해상도 이미지 영역의 예측 부호화를 위해 저해상도 이미지 영역이 참조될 수 있고, 저해상도 이미지 영역의 예측 부호화를 위해 고해상도 이미지 영역이 참조될 수도 있다. 따라서, 고해상도 이미지 영역이 부호화되는지 아니면 저해상도 이미지 영역이 부호화되는지(해상도 향상 기법을 사용하는지)에 따라 전술한 바와 같이 참조픽처 버퍼를 관리하면, 고해상도 이미지 영역과 저해상도 이미지 영역 간의 상호 참조가 가능해지므로 더 효율적으로 영상을 부호화할 수 있게 된다.In the present disclosure, encoding is performed by selectively applying a resolution enhancement technique in units of pictures, slices, CTUs, or CUs. That is, a high resolution image area may be directly encoded or a low resolution image area may be encoded after converting the high resolution image area into a low resolution image area. Therefore, the low-resolution image area may be referred to for predictive encoding of the high-resolution image area, and the high-resolution image area may be referred to for predictive encoding of the low-resolution image area. Therefore, if the reference picture buffer is managed as described above depending on whether the high-resolution image area is coded or the low-resolution image area is coded (whether the resolution enhancement technique is used), cross-reference between the high-resolution image area and the low-resolution image area becomes possible, so that more It is possible to encode an image efficiently.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상 복호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.3 is an exemplary block diagram of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 영상 복호화 장치는 복호화부(3100), 복원기(reconstructor, 3200), 제1 참조픽처 버퍼(3300) 및 제2 참조픽처 버퍼(3400)을 포함한다. 복호화부(3100) 및 복원기(3200)의 각 구성요소들은 하드웨어 칩으로 구현될 수 있으며, 또는 소프트웨어로 구현되고 하나 이상의 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.An image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a decoder 3100, a reconstructor 3200, a first reference picture buffer 3300, and a second reference picture buffer 3400. Each component of the decoder 3100 and the restorer 3200 may be implemented as a hardware chip or as software, and may be implemented so that one or more microprocessors execute software functions corresponding to each component. .

복호화부(3100)는 영상 부호화 장치로부터 수신한 비트스트림으로부터 이미지 영역 단위로 해상도 모드 정보를 복호화한다. 전술한 바와 같이, 이미지 영역은 CU, CTU, 슬라이스, 픽처 중 어느 하나일 수 있다.The decoder 3100 decodes resolution mode information in units of image areas from the bitstream received from the video encoding apparatus. As described above, an image area may be any one of CU, CTU, slice, and picture.

또한, 복호화부(3100)는 영상 부호화 장치로부터 수신한 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출하여 복호화하고자 하는 현재 코딩블록을 결정하고, 현재 코딩블록을 복원하기 위해 필요한 예측 정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.In addition, the decoder 3100 decodes the bitstream received from the video encoding apparatus, extracts information related to block division, determines a current coding block to be decoded, and predicts information and a residual signal necessary for restoring the current coding block. extract information about

복호화부(3100)는 SPS (Sequence Parameter Set) 또는 PPS (Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고 CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할 정보를 추출함으로써 CTU를 트리 구조를 이용하여 분할한다. 예컨대, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT의 분할과 관련된 제2 플래그(BT_split_flag) 및 분할 타입 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 BT 구조로 분할한다.The decoder 3100 determines the size of the CTU by extracting information about the CTU size from a Sequence Parameter Set (SPS) or a Picture Parameter Set (PPS), and divides the picture into CTUs of the determined size. In addition, the CTU is divided using the tree structure by determining the CTU as the top layer of the tree structure, that is, the root node, and extracting division information for the CTU. For example, when splitting a CTU using a QTBT structure, first, a first flag (QT_split_flag) related to splitting of QT is extracted and each node is split into four nodes of a lower layer. Then, for a node corresponding to a leaf node of QT, a second flag (BT_split_flag) related to BT splitting and split type information are extracted to split the corresponding leaf node into a BT structure.

한편, 복호화부(3100)는 트리 구조의 분할을 통해 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 복호화부(3100)는 현재블록의 인트라 예측 모드에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 복호화부(3100)는 움직임 정보에 대한 신택스 요소를 추출한다.Meanwhile, when the decoder 3100 determines a current block to be decoded through partitioning of a tree structure, it extracts information about a prediction type indicating whether the current block is intra-predicted or inter-predicted. When the prediction type information indicates intra prediction, the decoder 3100 extracts a syntax element for an intra prediction mode of the current block. When the prediction type information indicates inter prediction, the decoder 3100 extracts syntax elements for motion information.

또한, 복호화부(3100)는 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.Also, the decoder 3100 extracts information on quantized transform coefficients of the current block as information on the residual signal.

복원기(3200)는 부호화된 코딩블록들을 복원한다. 이를 위해, 복원기(3200)는 역양자화부(3202), 역변환부(3204), 인트라 예측부(3206), 인터 예측부(3208), 가산기(3210), 및 필터부(3212)를 포함한다.The reconstructor 3200 reconstructs the encoded coding blocks. To this end, the reconstructor 3200 includes an inverse quantization unit 3202, an inverse transform unit 3204, an intra prediction unit 3206, an inter prediction unit 3208, an adder 3210, and a filter unit 3212. .

역양자화부(3202)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고 역변환부(3204)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재 코딩블록에 대한 잔차블록을 생성한다.The inverse quantization unit 3202 inversely quantizes the quantized transform coefficients, and the inverse transform unit 3204 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore residual signals to generate a residual block for the current coding block. .

인트라 예측부(3206)는 현재 코딩블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화된다. 인트라 예측부(3206)는 복호화부(3100)로부터 추출된 인트라 예측 모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측 모드 중 현재 코딩블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 인트라 예측 모드에 따라 현재 코딩블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다. The intra prediction unit 3206 is activated when the prediction type of the current coding block is intra prediction. The intra prediction unit 3206 determines the intra prediction mode of the current coding block among a plurality of intra prediction modes from the syntax element for the intra prediction mode extracted from the decoder 3100, and determines the intra prediction mode of the current coding block according to the intra prediction mode. A current block is predicted using reference pixels.

인터 예측부(3208)는 복호화부(3100)로부터 추출된 움직임 정보 대한 신택스 요소를 이용하여 현재 코딩블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처와 움직임벡터를 결정한다. 그리고 결정된 참조픽처와 움직임벡터를 이용하여 현재 코딩블록을 예측한다.The inter-prediction unit 3208 determines a reference picture and a motion vector for inter-prediction of the current coding block using syntax elements for motion information extracted from the decoder 3100. Then, a current coding block is predicted using the determined reference picture and motion vector.

가산기(3210)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재 코딩블록을 복원한다. 복원된 현재 코딩블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.The adder 3210 restores the current coding block by adding the residual block output from the inverse transform unit and the prediction block output from the inter prediction unit or intra prediction unit. Pixels in the reconstructed current coding block are used as reference pixels when intra-predicting a block to be decoded later.

필터부(3212)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)를 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다.The filter unit 3212 performs deblocking filtering on boundaries between reconstructed blocks in order to remove blocking artifacts generated by block-by-block decoding.

한편, 복원기(3200)는 다운 샘플러(D/S. 3214) 및 초해상도 변환부(3216)을 더 포함한다. 다운 샘플러(3214)와 초해상도 변환부(3216)는 비트스트림으로부터 추출된 해상도 모드 정보에 따라 선택적으로 활성화된다. Meanwhile, the reconstructor 3200 further includes a down sampler (D/S. 3214) and a super-resolution converter 3216. The down sampler 3214 and the super-resolution converter 3216 are selectively activated according to the resolution mode information extracted from the bitstream.

다운 샘플러(3214)는, 해상도 모드 정보가 고해상도 부호화를 지시할 때 활성화되며, 복원된 픽처를 다운샘플링하여 저해상도 픽처로 변환한다. 복원기(3200)는 다운샘플링 이전의 복원된 픽처를 제1 참조픽처 버퍼(3300)에 저장하고 다운샘플링 이후의 저해상도 픽처를 제2 참조픽처 버퍼(3400)에 저장한다.The downsampler 3214 is activated when the resolution mode information indicates high-resolution encoding, and converts the reconstructed picture into a low-resolution picture by downsampling. The reconstructor 3200 stores the reconstructed picture before downsampling in the first reference picture buffer 3300 and stores the low resolution picture after downsampling in the second reference picture buffer 3400 .

초해상도 변환부(3216)는 해상도 모드 정보가 저해상도 부호화를 지시할 때, 즉, 해상도 향상 기법이 사용됨을 지시할 때 활성화되며, 복원된 픽처를 해상도 향상 기법을 이용하여 변환하여 고해상도 픽처를 생성한다. 복원기(3200)는 해상도 향상 기법을 적용하기 전의 복원된 픽처를 제2 참조픽처 버퍼(3400)에 저장하고, 해상도 향상 기법을 적용한 후의 고해상도 픽처를 제1 참조픽처 버퍼(3300)에 저장한다.The super-resolution converter 3216 is activated when the resolution mode information indicates low-resolution coding, that is, when the resolution enhancement technique is used, and converts the reconstructed picture using the resolution enhancement technique to generate a high-resolution picture. . The reconstructor 3200 stores the reconstructed picture before applying the resolution enhancement technique in the second reference picture buffer 3400, and stores the high-resolution picture after applying the resolution enhancement technique in the first reference picture buffer 3300.

제1 참조픽처 버퍼(3300)에 저장된 고해상도의 참조픽처와 및 제2 참조픽처 버퍼(3400)에 저장된 저해상도의 참조픽처는 이후에 복호화할 블록들을 예측하기 위해 사용된다. 예컨대, 복호화할 코딩블록이 고해상도로 부호화된 경우, 복원기(3200)는 제1 참조픽처 버퍼(3300)로부터 해당 코딩블록의 예측을 위해 사용되는 참조영역을 획득한다. 반면, 이후에 복호화할 코딩블록이 저해상도로 부호화된 경우(즉, 해상도 향상 기법을 사용한 경우), 복원기(3200)는 제2 참조픽처 버퍼(3400)로부터 해당 코딩블록의 예측을 위해 사용되는 참조영역을 획득한다.The high-resolution reference picture stored in the first reference picture buffer 3300 and the low-resolution reference picture stored in the second reference picture buffer 3400 are used to predict blocks to be decoded later. For example, when a coding block to be decoded is coded in high resolution, the reconstructor 3200 obtains a reference region used for prediction of the corresponding coding block from the first reference picture buffer 3300. On the other hand, when a coding block to be decoded later is coded at a low resolution (ie, when a resolution enhancement technique is used), the reconstructor 3200 uses the second reference picture buffer 3400 as a reference used for prediction of the coding block. get an area

예컨대, 해상도 모드 정보가 고해상도 부호화를 지시하는 경우, 복원기(3200)는 스위치 4(sw4)를 A 위치로 스위칭하여 제1 참조픽처 버퍼(3300)에 저장된 참조픽처들을 이용하여 현재 코딩블록을 예측할 수 있도록 한다. 또한, 복원기(3200)는 스위치 1 내지 3 (sw1~sw3)을 모두 A 위치로 스위칭하여 필터부로부터 출력되는 복원된 코딩블록들을 포함하는 복원된 현재 픽처를 다운 샘플러(3214)를 통해 저해상도 픽처로 변환하고, 다운 샘플링 이전의 복원된현재 픽처는 제1 참조픽처 버퍼(3300)에, 그리고 다운 샘플링 이후의 저해상도 픽처는 제2 참조픽처 버퍼(3400)에 저장한다.For example, when the resolution mode information indicates high-resolution encoding, the reconstructor 3200 switches switch 4 (sw4) to position A to predict the current coding block using reference pictures stored in the first reference picture buffer 3300. make it possible In addition, the reconstructor 3200 switches all switches 1 to 3 (sw1 to sw3) to positions A to convert a reconstructed current picture including reconstructed coding blocks output from the filter unit into a low-resolution picture through the downsampler 3214. , and the reconstructed current picture before downsampling is stored in the first reference picture buffer 3300, and the low resolution picture after downsampling is stored in the second reference picture buffer 3400.

반면, 해상도 모드 정보가 저해상도 부호화를 지시하는 경우(해상도 해상 기법이 적용된 경우), 복원기(3200)는 스위치 4(sw4)를 B 위치로 스위칭하여 제2 참조픽처 버퍼(3400)에 저장된 참조픽처들을 이용하여 현재 코딩블록을 예측할 수 있도록 한다. 또한, 복원기(3200)는 스위치 1 내지 3 (sw1~sw3)을 모두 B 위치로 스위칭하여 필터부로부터 출력되는 복원된 코딩블록들을 포함하는 복원된 현재 픽처를 초해상도 변환부(3216)를 통해 고해상도 픽처로 변환하고, 변환 이전의 복원된 현재 픽처는 제2 참조픽처 버퍼(3400)에, 그리고 변환 이후의 고해상도 픽처는 제1 참조픽처 버퍼(3300)에 저장한다. On the other hand, when the resolution mode information indicates low-resolution coding (when the resolution resolution technique is applied), the reconstructor 3200 switches switch 4 (sw4) to the B position to retrieve the reference picture stored in the second reference picture buffer 3400. It is possible to predict the current coding block using . In addition, the reconstructor 3200 switches all of the switches 1 to 3 (sw1 to sw3) to the B positions to convert the reconstructed current picture including the reconstructed coding blocks output from the filter unit through the super-resolution converter 3216. After converting to a high-resolution picture, the reconstructed current picture before conversion is stored in the second reference picture buffer 3400, and the high-resolution picture after conversion is stored in the first reference picture buffer 3300.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 영상 복호화 장치가 참조픽처 버퍼를 관리하는 방법을 나타내는 예시적인 순서도이다.4 is an exemplary flowchart illustrating a method of managing a reference picture buffer by a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

영상 복화화 장치는 비트스트림으로부터 해상도 모드 정보를 복호화하고(S402), 현재 코딩블록을 복원하기 위해 필요한 신택스 요소들을 복호화한 후 복호화된 신택스 요소들을 이용하여 현재 코딩블록을 복원한다(S404).The video decoding apparatus decodes resolution mode information from the bitstream (S402), decodes syntax elements necessary for restoring the current coding block, and then restores the current coding block using the decoded syntax elements (S404).

영상 복호화 장치는 해상도 모드 정보가 고해상도 부호화를 지시하는지 아니면 저해상도 부호화를 지시하는지 여부, 즉, 해상도 향상 기법이 적용되는지 여부를 판단한다(S406). The video decoding apparatus determines whether the resolution mode information indicates high-resolution coding or low-resolution coding, that is, whether a resolution enhancement technique is applied (S406).

해상도 모드 정보가 고해상도 부호화를 지시하는 경우, 영상 복호화 장치는 복원된 코딩블록을 제1 참조픽처 버퍼(3300)에 저장한다(S408). 그리고, 복원된 코딩블록을 다운 샘플링을 통해 저해상도로 변환하고(S410), 저해상도로 변환된 블록을 제2 참조픽처 버퍼에 저장한다(S412).When the resolution mode information indicates high-resolution encoding, the video decoding apparatus stores the reconstructed coding block in the first reference picture buffer 3300 (S408). Then, the reconstructed coding block is converted to a low resolution through downsampling (S410), and the block converted to a low resolution is stored in a second reference picture buffer (S412).

해상도 모드 정보가 저해상도 부호화를 지시하는 경우(해상도 향상 기법이 적용되는 경우), 영상 복호화 장치는 복원된 코딩블록을 제2 참조픽처 버퍼(3400)에 저장한다(S414). 그리고, 복원된 코딩블록을 해상도 향상 기법을 이용하여 고해상도로 변환하고(S416), 고해상도로 변환된 블록을 제1 참조픽처 버퍼(3300)에 저장한다(S418).When the resolution mode information indicates low-resolution coding (when a resolution enhancement technique is applied), the video decoding apparatus stores the reconstructed coding block in the second reference picture buffer 3400 (S414). Then, the reconstructed coding block is converted to high resolution using a resolution enhancement technique (S416), and the block converted to high resolution is stored in the first reference picture buffer 3300 (S418).

이상에서는 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하기 위해, 고해상도 참조픽처와 저해상도 참조픽처를 각각 저장하는 두 개의 버퍼를 설계하고 참조픽처 버퍼를 관리하는 기술에 대해 설명하였다. 그러나, 다른 방식으로 참조픽처 버퍼를 관리하는 것도 가능하다. 예컨대, 고해상도 참조픽처를 저장하는 하나의 참조픽처 버퍼를 이용하는 것도 가능하다. 이 때, 그 하나의 참조픽처 버퍼에는 다음과 같이 고해상도 참조픽처들이 구성될 수 있다. 고해상도 부호화가 적용되는 경우 복원된 블록을 그대로 참조픽처 버퍼에 저장하고, 저해상도 부호화가 적용되는 경우 복원된 블록을 해상도 향상 기술을 이용하여 고해상도로 변환하고 고해상도로 변환된 블록을 참조픽처 버퍼에 저장한다. 그리고, 부호화 또는 복호화하고자 하는 블록이 고해상도로 부호화된 경우, 참조픽처 버퍼에 저장된 참조픽처를 그대로 출력함으로써 고해상도의 참조픽처를 이용하여 해당 블록을 예측할 수 있도록 한다. 만약 부호화 또는 복호화 대상 블록이 저해상도로 부호화된 경우, 참조픽처 버퍼에 저장된 참조픽처를 다운샘플링하여 출력함으로써 저해상도의 참조픽처를 이용하여 해당 블록을 예측할 수 있도록 한다.In the above, in order to selectively apply the resolution enhancement technique, a technique for designing two buffers for storing a high-resolution reference picture and a low-resolution reference picture, respectively, and managing the reference picture buffer has been described. However, it is also possible to manage the reference picture buffer in other ways. For example, it is also possible to use one reference picture buffer for storing high-resolution reference pictures. In this case, high-resolution reference pictures may be configured in one reference picture buffer as follows. When high-resolution coding is applied, the reconstructed block is stored in the reference picture buffer as it is, and when low-resolution coding is applied, the reconstructed block is converted to high resolution using resolution enhancement technology, and the block converted to high resolution is stored in the reference picture buffer. . In addition, when a block to be encoded or decoded is encoded in high resolution, the reference picture stored in the reference picture buffer is output as it is, so that the corresponding block can be predicted using the high resolution reference picture. If a block to be encoded or decoded is coded in a low resolution, a reference picture stored in a reference picture buffer is downsampled and output so that the corresponding block can be predicted using the low resolution reference picture.

이하에서는, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 전술한 바와 같은 방식으로 참조픽처 버퍼를 관리할 수 있도록 하기 위해, 해상도 모드 정보를 시그널링하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of signaling resolution mode information so that the video encoding apparatus and the video decoding apparatus can manage the reference picture buffer in the above-described manner will be described.

A. 해상도 모드 정보의 시그널링A. Signaling of resolution mode information

해상도 모드 정보는 항상 시그널링될 수도 있지만, 상위 레벨에서 해상도 모드 정보가 시그널링되는지 여부를 지시하는 플래그가 먼저 부호화될 수도 있다. 해당 플래그가 0인 경우 해상도 모드 정보는 시그널링되지 않는다. 이 경우, 그 상위 레벨에 속하는 모든 블록들은 통상적인 부호화/복호화와 마찬가지로 고해상도 부호화를 수행한다. 즉, 해상도 향상 기법이 적용되지 않는다. 만약, 해당 플래그가 1이면, 그 상위 레벨의 하위 레벨에서 해상도 모드 정보가 시그널링된다. 예컨대, 표 1은 해당 플래그를 SPS(sequence parameter set)의 신택스(sps _super_resolution_coding_enabled_flag)로서 부호화하는 예시이다.Resolution mode information may always be signaled, but a flag indicating whether resolution mode information is signaled at a higher level may be encoded first. When the corresponding flag is 0, resolution mode information is not signaled. In this case, all blocks belonging to the higher level perform high-resolution encoding like normal encoding/decoding. That is, the resolution enhancement technique is not applied. If the corresponding flag is 1, resolution mode information is signaled at a lower level of the higher level. For example, Table 1 is an example of encoding a corresponding flag as a sequence parameter set (SPS) syntax ( sps _super_resolution_coding_enabled_flag ).

Figure 112017126798634-pat00001
Figure 112017126798634-pat00001

실시예 A-1 Example A-1

해상도 모드 정보는 픽처, 슬라이스, CTU, 또는 CU 단위로 시그널링될 수 있다. 즉, 픽처 레벨에서 시그널링되는 경우는 PPS(picture parameter set)의 신택스로서, 슬라이스 레벨에서 시그널링되는 경우 슬라이스 헤더의 신택스로서, CTU 레벨에서 시그널링되는 경우는 CTU의 신택스로서, CU 레벨에서 시그널링되는 경우는 CU의 신택스로서 부호화된다. 아래 표 2 내지 5는 각 경우의 신택스 구조를 나타낸다.Resolution mode information may be signaled in units of pictures, slices, CTUs, or CUs. That is, when signaled at the picture level, this is the syntax of a picture parameter set (PPS), when signaled at the slice level, this is the syntax of a slice header, when signaled at the CTU level, this is CTU syntax, and when signaled at the CU level, it is syntax of a slice header. It is encoded as the syntax of CU. Tables 2 to 5 below show syntax structures in each case.

Figure 112017126798634-pat00002
Figure 112017126798634-pat00002

Figure 112017126798634-pat00003
Figure 112017126798634-pat00003

Figure 112017126798634-pat00004
Figure 112017126798634-pat00004

Figure 112017126798634-pat00005
Figure 112017126798634-pat00005

표 2 내지 5에서 해상도 모드 정보는 low_resolution_coding_ mode 로 표기되었으며, low_resolution_coding_mode의 값이 0이면 고해상도 부호화를, low_resolution_coding_mode의 값이 1이면 저해상도 부호화(즉, 해상도 향상 기법 적용)을 의미한다.In Tables 2 to 5, the resolution mode information is marked as low_resolution_coding_mode . If the value of low_resolution_coding_mode is 0, it means high-resolution coding, and if the value of low_resolution_coding_mode is 1, it means low-resolution coding (that is, applying a resolution enhancement technique).

해상도 모드 정보가 특정 레벨에서 시그널링된다 함은 그 특정 레벨에 속하는 모든 블록들이 동일한 해상도 모드로 부호화되었다는 것을 의미한다. 예컨대, 해상도 모드 정보가 슬라이스 헤더에 포함되고 고해상도 부호화를 지시하는 경우, 해당 슬라이스 내의 모든 블록들은 고해상도로 부호화된다. 해상도 모드 정보가 CU 레벨의 신택스로 포함되는 경우에는, 해상도 모드는 코딩블록마다 개별적으로 결정된다.That resolution mode information is signaled at a specific level means that all blocks belonging to the specific level are coded in the same resolution mode. For example, when the resolution mode information is included in the slice header and indicates high resolution encoding, all blocks in the corresponding slice are encoded in high resolution. When the resolution mode information is included in the CU level syntax, the resolution mode is individually determined for each coding block.

한편, 해상도 모드 정보가 시그널링되는 레벨은 적응적으로 결정될 수도 있다. 이 경우, 해상도 모드 정보가 시그널링되는 레벨을 지시하는 레벨 정보가 추가적으로 부호화된다. 영상 복호화 장치는 레벨 정보가 지시하는 레벨에서 해상도 모드 정보를 복호화한다. 예컨대 레벨 정보는, 아래 표 6 또는 7과 같이, SPS 또는 PPS에서 시그널링될 수 있다. Meanwhile, a level at which resolution mode information is signaled may be adaptively determined. In this case, level information indicating a level at which resolution mode information is signaled is additionally encoded. The video decoding apparatus decodes the resolution mode information at a level indicated by the level information. For example, level information may be signaled in SPS or PPS, as shown in Table 6 or 7 below.

Figure 112017126798634-pat00006
Figure 112017126798634-pat00006

Figure 112017126798634-pat00007
Figure 112017126798634-pat00007

표 6 및 7에서 레벨 정보는 super_resolution_unit_type로 표기되었다. super_resolution_unit_type은 표 8와 같은 값들을 가질 수 있다.In Tables 6 and 7, level information is indicated as super_resolution_unit_type . super_resolution_unit_type can have the values shown in Table 8.

Figure 112017126798634-pat00008
Figure 112017126798634-pat00008

예컨대, super_resolution_unit_type가 0이면 해상도 모드 정보는 표 9와 같이 PPS의 신택스로서 시그널링되고, super_resolution_unit_type가 1이면 표 10과 같이 슬라이스 헤더의 신택스로서 시그널링된다.For example, if super_resolution_unit_type is 0, resolution mode information is signaled as PPS syntax as shown in Table 9, and if super_resolution_unit_type is 1, it is signaled as slice header syntax as shown in Table 10.

Figure 112017126798634-pat00009
Figure 112017126798634-pat00009

Figure 112017126798634-pat00010
Figure 112017126798634-pat00010

실시예Example A-2 A-2

CU의 크기(코딩블록의 크기)가 작을 경우, 해상도 향상 기법을 사용하더라도 압축 효율 상의 큰 이득을 얻지 못할 가능성 높다. 따라서 본 실시예에서는 임계 크기보다 작은 크기를 가지는 CU에 대해서는 해상도 향상 기법을 적용하지 않는다. 즉, 본 실시예에서 해상도 모드 정보는 CU 레벨에서 CU의 크기(코딩블록의 크기)에 따라 선택적으로 부호화한다. 즉, CU의 크기가 임계크기보다 작으면 해상도 모드 정보는 부호화되지 않고, 임계크기 이상이면 해상도 모드 정보가 부호화된다. 표 11은 본 실시예에 따른 신택스 구조를 나타낸다.When the CU size (coding block size) is small, there is a high possibility that a large gain in compression efficiency cannot be obtained even if a resolution enhancement technique is used. Therefore, in this embodiment, the resolution enhancement technique is not applied to a CU having a size smaller than the critical size. That is, in this embodiment, the resolution mode information is selectively encoded according to the size of the CU (size of the coding block) at the CU level. That is, if the size of the CU is smaller than the critical size, the resolution mode information is not encoded, and if the CU size is larger than the critical size, the resolution mode information is encoded. Table 11 shows a syntax structure according to this embodiment.

Figure 112017126798634-pat00011
Figure 112017126798634-pat00011

한편, 임계크기는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 서로 공유하는 고정된 값일 수도 있지만, CU의 상위 레벨에서 시그널링될 수도 있다. 즉, 영상 부호화 장치는 상위 레벨에 적용되는 임계 크기를 결정하고 결정된 임계 크기에 대한 정보를 상위 레벨 내의 신택스로서 영상 복호화 장치로 전달한다. 영상 복호화 장치는 임계 크기를 지시하는 정보를 복호화하여 임계 크기를 결정한 이후에 상위 레벨에 속하는 코딩블록들 중 임계 크기 이상인 코딩블록에 대해서만 해상도 모드 정보를 복호화한다. 표 12는 임계크기에 대한 정보가 PPS의 신택스로서 부호화되는 예시이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 임계 크기에 대한 정보는 CU의 상위 레벨, 예컨대, CTU 또는 슬라이스 헤더의 신택스로서 포함될 수도 있다.Meanwhile, the threshold size may be a fixed value shared by the video encoding apparatus and the video decoding apparatus, or may be signaled at a higher level of the CU. That is, the video encoding apparatus determines a threshold size applied to a higher level and transmits information on the determined threshold size to the video decoding apparatus as syntax in the upper level. After determining the threshold size by decoding information indicating the threshold size, the video decoding apparatus decodes resolution mode information only for coding blocks having a size greater than or equal to the threshold among coding blocks belonging to a higher level. Table 12 is an example in which information on the threshold size is encoded as PPS syntax, but the present invention is not limited thereto, and information on the threshold size may be included as syntax of a higher level of a CU, for example, a CTU or a slice header.

Figure 112017126798634-pat00012
Figure 112017126798634-pat00012

실시예 A-3Example A-3

일반적으로 인트라 예측을 사용하여 부호화되는 이미지 영역, 예컨대, 랜덤 액세스 픽처인 IRAP(intra random access point) 픽처, I (intra) 슬라이스 또는 인트라 코딩블록은 전체 비트스트림에서 차지하는 데이터량이 많다. 따라서, 본 실시예는 인트라 예측을 사용하여 부호화되는 이미지 영역에 대해서만 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하고, 인트라 예측을 사용하지 않는 이미지 영역에 대해서는 해상도 향상 기법을 적용하지 않고 고해상도 부호화만을 수행한다.In general, an image region coded using intra prediction, for example, an intra random access point (IRAP) picture, an I (intra) slice, or an intra coding block, which is a random access picture, occupies a large amount of data in the entire bitstream. Accordingly, the present embodiment selectively applies the resolution enhancement technique only to an image region coded using intra prediction, and performs only high-resolution encoding without applying the resolution enhancement technique to an image region not using intra prediction.

예컨대, IRAP(intra random access point) 픽처에 대해서 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하는 경우에는, NAL 유닛 헤더의 nal _unit_type이 IRAP(intra random access point) 픽처를 나타낼 때, 해상도 모드 정보가 PPS 또는 슬라이스 헤더의 신택스로서 포함될 수 있다. 해상도 모드 정보를 어느 레벨의 신택스로 포함시킬 것인지는, 실시예 A-1에서 설명한 바와 같이, 레벨 정보를 통해 지시될 수 있다. 혹은, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 서로 공유하는 고정된 정보일 수도 있다.For example, when a resolution enhancement technique is selectively applied to an intra random access point (IRAP) picture, when nal_unit_type of the NAL unit header indicates an intra random access point (IRAP) picture, the resolution mode information is PPS or slice header Can be included as a syntax of. As described in the embodiment A-1, which level of syntax to include the resolution mode information may be indicated through level information. Alternatively, it may be fixed information shared by the video encoding apparatus and the video decoding apparatus.

I (intra) 슬라이스에 대해서 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하는 경우에는, 슬라이스 헤더에 포함된 slice_type 신택스가 I 슬라이스를 지시할 때, 슬라이스 헤더 또는 CTU나 CU 레벨의 신택스로서 포함될 수 있다. 해상도 모드 정보를 어느 레벨의 신택스로 포함시킬 것인지는, 실시예 A-1에서 설명한 바와 같이, 레벨 정보를 통해 지시될 수 있다. 혹은, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 서로 공유하는 고정된 정보일 수도 있다. 표 13은 slice_type이 I 슬라이스를 지시할 때, 해상도 모드 정보를 CU 레벨의 신택스로서 시그널링하는 경우의 예시이다. When the resolution enhancement technique is selectively applied to I (intra) slices, when the slice_type syntax included in the slice header indicates I slices, it may be included as a slice header or CTU or CU level syntax. As described in the embodiment A-1, which level of syntax to include the resolution mode information may be indicated through level information. Alternatively, it may be fixed information shared by the video encoding apparatus and the video decoding apparatus. Table 13 is an example of a case where resolution mode information is signaled as CU level syntax when slice_type indicates I slice.

Figure 112017126798634-pat00013
Figure 112017126798634-pat00013

인트라 코딩블록에 대해서 해상도 향상 기법을 선택적으로 적용하는 경우에는, CU 레벨의 신택스 중 하나인 pred _mode_flag(코딩블록이 인터 예측되는지 또는 인트라 예측되는지 여부를 나타내는 예측 타입에 대한 정보)가 인트라 예측을 지시할 때, 해상도 모드 정보가 부호화된다. 표 14는 코딩블록이 인트라 예측을 사용하는 인트라 블록일 때, 해상도 모드 정보를 CU 레벨의 신택스로서 부호화하는 예시이다.When the resolution enhancement technique is selectively applied to intra coding blocks, pred _mode_flag (information on a prediction type indicating whether a coding block is inter-predicted or intra-predicted), which is one of the CU-level syntaxes, indicates intra prediction When doing so, the resolution mode information is encoded. Table 14 is an example of encoding resolution mode information as CU level syntax when a coding block is an intra block using intra prediction.

Figure 112017126798634-pat00014
Figure 112017126798634-pat00014

실시예 A-4Example A-4

인접한 영상 사이에는 높은 연관성이 있으므로, 인접한 영상들로 구성된 하나의 픽처 그룹은 동일한 특성을 가질 가능성이 높다. 따라서 본 실시예에서는 픽처 그룹 내 첫번째 픽처에서 결정된 low_resolution_coding_mode 값을 해당 그룹 내 나머지 픽처들이 참조하도록 한다.Since there is a high correlation between adjacent images, a picture group composed of adjacent images is highly likely to have the same characteristics. Therefore, in this embodiment, the low_resolution_coding_mode value determined in the first picture in the picture group is referred to by the remaining pictures in the group.

하나의 예시로서 I 슬라이스로만 이루어진 I(intra) 픽처를 기준으로 다음 번 I 픽처 직전까지의 픽처를 하나의 그룹으로 생성할 수 있다. 여기서, I 픽처는 IRAP(intra random access point) 픽처일 수 있다. 이 경우, NAL 유닛 헤더의 nal _unit_type이 IRAP(intra random access point) 픽처를 나타낼 때, 해상도 모드 정보가 PPS의 신택스로서 포함될 수 있다.As an example, based on an I (intra) picture consisting of only I slices, pictures up to immediately before the next I picture may be generated as one group. Here, the I picture may be an intra random access point (IRAP) picture. In this case, when nal _unit_type of the NAL unit header indicates an intra random access point (IRAP) picture, resolution mode information may be included as syntax of the PPS.

도 1의 영상 부호화 장치의 초해상도 변환부(1222) 및 도 3의 영상 복호화 장치의 초해상도 변환부(3216)는 어느 하나의 해상도 향상 기법을 사용할 수도 있으나, 고주파 성분을 예제(example) 기반의 패치 정합 방법, 움직임 정합(registration) 기반의 방법, 또는 딥러닝(deep-learning) 기반의 방법 등 복수의 해상도 향상 기법을 사용하는 것도 가능하다. 이 경우, 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 동일한 해상도 향상 기법을 사용할 수 있도록 복수의 해상도 향상 기법 중 어느 해상도 향상 기법이 적용되었는지를 나타내는 선택 정보를 시그널링하는 것이 요구된다. The super-resolution converter 1222 of the image encoding device of FIG. 1 and the super-resolution converter 3216 of the image decoding device of FIG. 3 may use any one resolution enhancement technique, but the high-frequency component is converted to an example based It is also possible to use a plurality of resolution enhancement techniques, such as a patch registration method, a motion registration-based method, or a deep-learning-based method. In this case, it is required to signal selection information indicating which resolution enhancement technique is applied among a plurality of resolution enhancement techniques so that the video encoding apparatus and the video decoding apparatus can use the same resolution enhancement technique.

B. 해상도 향상 기법을 지시하는 정보의 시그널링B. Signaling of information indicating resolution enhancement techniques

영상 부호화 장치는 복수의 해상도 향상 기법 중 어느 것이 사용되는지를 지시하는 신택스를 부호화하고, 영상 복호화 장치는 해당 신택스가 지시하는 해상도 향상 기법을 사용하여 저해상도로 부호화된 이미지 영역을 고해상도로 변환한다. 이하에서는 해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스를 부호화화하는 다양한 방법을 설명한다. The video encoding apparatus encodes a syntax indicating which one of a plurality of resolution enhancement techniques is used, and the video decoding apparatus converts an image region encoded in a low resolution into a high resolution one by using a resolution enhancement technique indicated by the corresponding syntax. Hereinafter, various methods of encoding syntax for indicating a resolution enhancement technique will be described.

실시예 B-1Example B-1

해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스를 부호화하기 전에 그 신택스가 부호화되는지 여부를 지시하는 플래그가 추가로 부호화할 수도 있다. 해당 플래그가 0이면, 해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스는 부호화되지 않는다. 이 경우 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치는 디폴트의 정해진 해상도 향상 기법을 사용하게 된다. 반면, 해당 플래그가 1이면 해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스가 부호화된다. Indicating whether the syntax for indicating the resolution enhancement technique is coded before encoding the syntax A flag may be additionally coded. If the corresponding flag is 0, syntax for indicating a resolution enhancement technique is not encoded. In this case, the video encoding apparatus and the video decoding apparatus use a default resolution enhancement technique. On the other hand, if the corresponding flag is 1, syntax for indicating a resolution enhancement technique is encoded.

표 15는 이 신택스들을 SPS에서 부호화하는 경우의 예시이다. Table 15 is an example of encoding these syntaxes in SPS.

Figure 112017126798634-pat00015
Figure 112017126798634-pat00015

표 15에서 sps _super_resolution_list_enabled_flag가 0이면 해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스인 sps _super_resolution_list_id가 부호화되지 않는다. sps_super_resolution_list_enabled_flag가 1이면 sps _super_resolution_list_id가 부호화되며 동일한 SPS를 참조하는 모든 블록들에 대해서 sps_super_resolution_list_id가 지시하는 해상도 향상 기법이 적용된다.in table 15 If sps _super_resolution_list_enabled_flag is 0, sps _super_resolution_list_id , a syntax for indicating resolution enhancement techniques, is not encoded. If sps_super_resolution_list_enabled_flag is 1, sps _super_resolution_list_id is encoded and the resolution enhancement technique indicated by sps_super_resolution_list_id is applied to all blocks that refer to the same SPS.

한편, 이 신택스들은 표 16과 같이 PPS 레벨에서 부호화될 수도 있다. 표 16에서 pps_super_resolution_list_enabled_flag가 1이면 해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스인 pps_super_resolution_list_id가 부호화되고, 해당 픽처 내의 모든 블록들에 대해 pps_super_resolution_list_id가 지시하는 해상도 향상 기법이 적용된다.Meanwhile, these syntaxes may be encoded at the PPS level as shown in Table 16. In Table 16, if pps_super_resolution_list_enabled_flag is 1, pps_super_resolution_list_id , which is a syntax for indicating a resolution enhancement technique, is encoded, and the resolution enhancement technique indicated by pps_super_resolution_list_id is applied to all blocks in the corresponding picture.

Figure 112017126798634-pat00016
Figure 112017126798634-pat00016

위 표 15 및 16에서는 두 개의 신택스(해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스와 그 신택스가 부호화되는지 여부를 나타내는 플래그)가 동일한 레벨에서 시그널링되는 것으로 설명하였으나, 본 실시예에서 두 신택스는 서로 다른 레벨에서 시그널링될 수도 있다. 즉, 플래그는 상위 레벨에서 부호화하고 해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스는 하위 레벨에서 부호화하는 것도 가능하다. 일례로, 플래그는 SPS 레벨에서 부호화하고, 해상도 향상 기법을 지시하기 위한 신택스는 PPS 레벨에서 부호화할 수도 있다.In Tables 15 and 16 above, it has been described that two syntaxes (a syntax for indicating resolution enhancement and a flag indicating whether the syntax is encoded) are signaled at the same level, but in this embodiment, the two syntaxes are at different levels. may be signaled. That is, it is also possible to encode the flag at a higher level and encode a syntax for indicating a resolution enhancement technique at a lower level. For example, a flag may be coded at the SPS level, and a syntax for indicating a resolution enhancement technique may be coded at the PPS level.

실시예 B-2Example B-2

딥러닝(deep-learning) 기반의 해상도 향상 기법의 경우에는, 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 필터 계수에 대한 정보를 추가적으로 시그널링하는 것이 요구될 수 있다. 본 실시예는 딥러닝(deep-learning) 기반의 해상도 향상 기법이 적용되는 경우에 필터 계수를 추가로 시그널링하는 것과 관련된다.In the case of a resolution enhancement technique based on deep-learning, it may be required to additionally signal filter coefficient information from an image encoding device to an image decoding device. This embodiment relates to additional signaling of filter coefficients when a resolution enhancement technique based on deep-learning is applied.

하나의 예시로서, 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법이 적용되는지 여부를 지시하는 플래그를 부호화하고, 그 플래그가 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법이 적용됨을 지시하면 필터 계수들을 부호화할 수 있다. As an example, a flag indicating whether the deep learning-based resolution enhancement technique is applied may be encoded, and if the flag indicates that the deep learning-based resolution enhancement technique is applied, filter coefficients may be encoded.

표 17은 SPS 레벨에서 관련 신택스들을 부호화하는 예시이다.Table 17 is an example of encoding related syntaxes at the SPS level.

Figure 112017126798634-pat00017
Figure 112017126798634-pat00017

표 17을 참조하면, 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법이 적용되는지 여부를 지시하는 sps _super_resolution_list_data_present_flag를 부호화하고, sps_super_resolution_list_data_present_flag가 1이면(딥러닝 기반의 해상도 향상 기법이 적용됨을 지시하면), super_resolution_list_data()를 통해 필터 계수들을 부호화한다. sps _super_resolution_list_data_present_flag가 0이면(딥러닝 기반의 해상도 향상 기법이 아님을 지시하면), 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법을 제외한 나머지 해상도 향상 기법들 중 하나는 지시하기 위한 sps_super_resolution_list_id를 부호화한다.Referring to Table 17, it indicates whether the deep learning-based resolution enhancement technique is applied. Encode sps_super_resolution_list_data_present_flag , and if sps_super_resolution_list_data_present_flag is 1 ( indicating that deep learning-based resolution enhancement technique is applied), filter coefficients are encoded through super_resolution_list_data(). If sps_super_resolution_list_data_present_flag is 0 (indicating that it is not a deep learning-based resolution enhancement technique), one of the resolution enhancement techniques other than the deep learning-based resolution enhancement technique encodes sps_super_resolution_list_id to indicate.

다른 예시로서, 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법이 적용되는지 여부를 지시하는 플래그를 별도로 부호화하지 않고 sps _super_resolution_list_id 값이 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법을 지시하면 필터 계수들을 부호화할 수도 있다. 예컨대, 총 4개의 해상도 향상 기법이 존재하고 sps_super_resolution_list_id = 3이 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법을 지시한다고 하면, 표 18과 같이 필터 계수를 부호화할 수 있다.As another example, the value of sps _super_resolution_list_id is obtained without separately encoding a flag indicating whether the deep learning-based resolution enhancement technique is applied. If a deep learning-based resolution enhancement technique is indicated, filter coefficients may be encoded. For example, if there are a total of four resolution enhancement techniques and sps_super_resolution_list_id = 3 indicates a deep learning-based resolution enhancement technique, filter coefficients can be encoded as shown in Table 18.

Figure 112017126798634-pat00018
Figure 112017126798634-pat00018

표 18을 참조하면, sps _super_resolution_list_id 이 2보다 큰 경우(즉, 3인 경우), 딥러닝 기반의 해상도 향상 기법을 적용하기 위한 필터 계수들이 super_resolution_list_data()를 통해 부호화된다.Referring to Table 18, when sps _super_resolution_list_id is greater than 2 (ie, 3), filter coefficients for applying the deep learning-based resolution enhancement technique are encoded through super_resolution_list_data().

한편, 표 17과 18에서 관련 신택스들을 SPS 레벨에서 부호화하는 것으로 설명하였으나, 아래의 표 19및 20에서와 같이 PPS 레벨에서 부호화할 수도 있다.Meanwhile, in Tables 17 and 18, it has been described that related syntaxes are coded at the SPS level, but as shown in Tables 19 and 20 below, they may be coded at the PPS level.

Figure 112017126798634-pat00019
Figure 112017126798634-pat00019

Figure 112017126798634-pat00020
Figure 112017126798634-pat00020

또 다른 예시로서, 실시예 A-1의 표 6 내지 8에서 설명한 바와 같이 해상도 모드 정보가 시그널링되는 레벨이 적응적으로 결정되는 경우, 해상도 모드 정보가 시그널링되는 레벨에 따라 필터 계수를 달리 부호화할 수도 있다. 예컨대, 표 8의 super_resolution_unit_type가 0이면 픽처 단위로 적용되는 필터 계수에 대한 정보가 부호화되고 super_resolution_unit_type가 1이면 슬라이스 단위로 적용되는 필터 계수에 대한 정보가 부호화된다. 표 21은 이와 관련된 신택스들을 SPS 레벨에서 부호화한 예시이나 PPS 레벨에서 부호화하는 것도 가능하다.As another example, as described in Tables 6 to 8 of Embodiment A-1, when the level at which the resolution mode information is signaled is adaptively determined, the filter coefficient may be differently encoded according to the level at which the resolution mode information is signaled. there is. For example, if super_resolution_unit_type of Table 8 is 0, information about filter coefficients applied in picture units is coded, and if super_resolution_unit_type is 1, information about filter coefficients applied in slice units is coded. Table 21 is an example of encoding related syntaxes at the SPS level, but encoding at the PPS level is also possible.

Figure 112017126798634-pat00021
Figure 112017126798634-pat00021

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.

Claims (8)

해상도 향상 기법을 이용하여 영상을 복호화하기 위한 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 해상도 모드 정보를 복호화하여, 복호화 대상 블록인 코딩블록(coding block)이 해상도 향상 기법으로 부호화되었는지 여부를 식별하는 단계;
상기 코딩블록을 복원하기 위한 신택스 요소들을 상기 비트스트림으로부터 복호화하고, 상기 복호화된 신택스 요소들을 이용하여 상기 코딩블록을 복원하는 단계;
상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화되지 않은 경우, 상기 복원된 코딩블록을 제1 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 저해상도로 변환하여 저해상도 블록을 생성하고 상기 저해상도 블록을 제2 버퍼에 저장하는 단계; 및
상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화된 경우, 상기 복원된 코딩블록을 상기 제2 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 상기 해상도 향상 기법에 의해 고해상도로 변환하여 고해상도 블록을 생성하고 상기 고해상도 블록을 상기 제1 버퍼에 저장하는 단계를 포함하고,
상기 해상도 모드 정보를 복호화하는 것은,
상기 비트스트림으로부터 복수의 레벨들 중 상기 해상도 모드 정보가 포함되는 레벨을 지시하는 레벨 정보를 복호화하는 단계; 및
상기 레벨 정보에 의해 지시되는 레벨로부터 상기 해상도 정보를 복호화하는 단계를 포함하되,
상기 복수의 레벨들은 픽처 레벨, 슬라이스 레벨, 코딩 트리 유닛(CTU, coding tree unit) 레벨, 코딩 유닛(coding unit) 레벨 중 적어도 두 개 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
A method for decoding an image using a resolution enhancement technique,
Decoding resolution mode information from a bitstream and identifying whether a coding block, which is a decoding target block, has been coded using a resolution enhancement technique;
decoding syntax elements for reconstructing the coding block from the bitstream and restoring the coding block using the decoded syntax elements;
When the coding block is not encoded using the resolution enhancement technique, the reconstructed coding block is stored in a first buffer, the reconstructed coding block is converted to a low resolution to generate a low resolution block, and the low resolution block is stored in a second buffer. doing; and
When the coding block is encoded by the resolution enhancement technique, the reconstructed coding block is stored in the second buffer, and the reconstructed coding block is converted to a high resolution by the resolution enhancement technique to generate a high resolution block. Including the step of storing in the first buffer,
Decoding the resolution mode information,
decoding level information indicating a level including the resolution mode information among a plurality of levels from the bitstream; and
Decoding the resolution information from a level indicated by the level information,
The plurality of levels include at least two or more of a picture level, a slice level, a coding tree unit (CTU) level, and a coding unit level.
제1항에 있어서,
상기 코딩블록을 복원하는 단계는,
상기 코딩블록이 상기 해상도 향상 기법으로 부호화되지 않은 경우, 상기 제1 버퍼로부터 상기 코딩블록을 예측하기 위해 사용되는 참조영역을 획득하는 단계; 및
상기 코딩블록이 상기 해상도 향상 기법으로 부호화된 경우, 상기 제2 버퍼로부터 상기 코딩블록을 예측하기 위해 사용되는 참조영역을 획득하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
According to claim 1,
The step of restoring the coding block,
obtaining a reference region used to predict the coding block from the first buffer when the coding block is not coded using the resolution enhancement technique; and
Acquiring a reference region used to predict the coding block from the second buffer when the coding block is coded with the resolution enhancement technique
Image decoding method comprising a.
삭제delete 삭제delete 해상도 향상 기법을 이용하여 영상을 복호화하기 위한 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 해상도 모드 정보를 복호화하여, 복호화 대상 블록인 코딩블록(coding block)이 해상도 향상 기법으로 부호화되었는지 여부를 식별하는 단계;
상기 코딩블록을 복원하기 위한 신택스 요소들을 상기 비트스트림으로부터 복호화하고, 상기 복호화된 신택스 요소들을 이용하여 상기 코딩블록을 복원하는 단계;
상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화되지 않은 경우, 상기 복원된 코딩블록을 제1 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 저해상도로 변환하여 저해상도 블록을 생성하고 상기 저해상도 블록을 제2 버퍼에 저장하는 단계; 및
상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화된 경우, 상기 복원된 코딩블록을 상기 제2 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 상기 해상도 향상 기법에 의해 고해상도로 변환하여 고해상도 블록을 생성하고 상기 고해상도 블록을 상기 제1 버퍼에 저장하는 단계를 포함하고,
상기 해상도 모드 정보는,
상기 코딩 유닛의 신택스 요소이고,
상기 코딩블록의 크기가 임계크기보다 클 때 상기 비트스트림으로부터 복호화되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
A method for decoding an image using a resolution enhancement technique,
Decoding resolution mode information from a bitstream to identify whether a coding block, which is a decoding target block, has been coded using a resolution enhancement technique;
decoding syntax elements for reconstructing the coding block from the bitstream and restoring the coding block using the decoded syntax elements;
When the coding block is not encoded using the resolution enhancement technique, the reconstructed coding block is stored in a first buffer, the reconstructed coding block is converted to a low resolution to generate a low resolution block, and the low resolution block is stored in a second buffer. doing; and
When the coding block is encoded by the resolution enhancement technique, the reconstructed coding block is stored in the second buffer, and the reconstructed coding block is converted to a high resolution by the resolution enhancement technique to generate a high resolution block. Including the step of storing in the first buffer,
The resolution mode information,
A syntax element of the coding unit,
The video decoding method characterized in that the bitstream is decoded when the size of the coding block is greater than the threshold size.
제5항에 있어서,
상기 비트스트림으로부터 상기 임계크기를 지시하는 정보를 복호화하고, 상기 임계크기를 지시하는 정보에 의해 상기 임계크기를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
According to claim 5,
The video decoding method further comprising decoding information indicating the threshold size from the bitstream and determining the threshold size based on the information indicating the threshold size.
해상도 향상 기법을 이용하여 영상을 복호화하기 위한 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 해상도 모드 정보를 복호화하여, 복호화 대상 블록인 코딩블록(coding block)이 해상도 향상 기법으로 부호화되었는지 여부를 식별하는 단계;
상기 비트스트림으로부터 복수의 해상도 향상 기법 중 하나를 지시하기 위한 선택 정보를 복호화하는 단계;
상기 코딩블록을 복원하기 위한 신택스 요소들을 상기 비트스트림으로부터 복호화하고, 상기 복호화된 신택스 요소들을 이용하여 상기 코딩블록을 복원하는 단계;
상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화되지 않은 경우, 상기 복원된 코딩블록을 제1 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 저해상도로 변환하여 저해상도 블록을 생성하고 상기 저해상도 블록을 제2 버퍼에 저장하는 단계; 및
상기 코딩블록이 해상도 향상 기법으로 부호화된 경우, 상기 복원된 코딩블록을 상기 제2 버퍼에 저장하고, 상기 복원된 코딩블록을 상기 선택 정보에 의해 지시되는 해상도 향상 기법에 의해 고해상도로 변환하여 고해상도 블록을 생성하고 상기 고해상도 블록을 상기 제1 버퍼에 저장하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
A method for decoding an image using a resolution enhancement technique,
Decoding resolution mode information from a bitstream to identify whether a coding block, which is a decoding target block, has been coded using a resolution enhancement technique;
decoding selection information for indicating one of a plurality of resolution enhancement techniques from the bitstream;
decoding syntax elements for reconstructing the coding block from the bitstream and restoring the coding block using the decoded syntax elements;
When the coding block is not encoded using the resolution enhancement technique, the reconstructed coding block is stored in a first buffer, the reconstructed coding block is converted to a low resolution to generate a low resolution block, and the low resolution block is stored in a second buffer. doing; and
When the coding block is encoded using the resolution enhancement technique, the reconstructed coding block is stored in the second buffer, and the reconstructed coding block is converted into a high resolution block by the resolution enhancement technique indicated by the selection information. Generating and storing the high-resolution block in the first buffer.
Image decoding method comprising a.
삭제delete
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