Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

WO2019103543A1 - 비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 - Google Patents

비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2019103543A1
WO2019103543A1 PCT/KR2018/014560 KR2018014560W WO2019103543A1 WO 2019103543 A1 WO2019103543 A1 WO 2019103543A1 KR 2018014560 W KR2018014560 W KR 2018014560W WO 2019103543 A1 WO2019103543 A1 WO 2019103543A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mode
prediction
mpm
mode group
context table
Prior art date
Application number
PCT/KR2018/014560
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
유선미
허진
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Publication of WO2019103543A1 publication Critical patent/WO2019103543A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/105—Selection of the reference unit for prediction within a chosen coding or prediction mode, e.g. adaptive choice of position and number of pixels used for prediction
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
    • H04N19/11—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of spatial predictive coding modes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/117—Filters, e.g. for pre-processing or post-processing
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/119—Adaptive subdivision aspects, e.g. subdivision of a picture into rectangular or non-rectangular coding blocks
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/13—Adaptive entropy coding, e.g. adaptive variable length coding [AVLC] or context adaptive binary arithmetic coding [CABAC]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/70—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for entropy encoding and decoding video signals. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for designing a context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) context model of a syntax element.
  • CABAC Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • Entropy coding is a process of generating raw byte sequence payload (RBSP) by losslessly compressing syntax elements determined through an encoding process. Entropy coding assigns a short bit to a syntax that occurs frequently using statistics of a syntax, and assigns a long bit to a syntax that does not, thereby expressing the syntax elements as concise data.
  • RBSP raw byte sequence payload
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • CABAC uses a probability model that is adaptively updated based on a context of a syntax and a previously generated symbol in a process of performing binary arithmetic coding.
  • CABAC also has a high computational complexity and has a sequential structure, which makes parallel processing difficult.
  • a method of performing entropy decoding on a video signal comprising the steps of: entropy decoding an MPM flag indicating whether a current block is encoded using an MPM (Most Probable Mode); Generating an MPM candidate list using an intra prediction mode of a block neighboring the current block when the current block is encoded using an MPM; Selecting a context table of an MPM index indicating an intra prediction mode of the current block based on a candidate intra prediction mode included in the MPM candidate list; And context-decoding the MPM index based on the context table, wherein the context table of the MPM index includes contexts mapped to a prediction mode group including the intra-prediction mode of the candidate among the predetermined prediction mode groups, Can be selected as a table.
  • the selecting of the context table of the MPM index may include selecting a context table of the bin of the MPM index mapped to the candidate sequence of the MPM candidate list.
  • the selecting of the context table of the MPM index may include selecting a context table of the first bin of the MPM index using the intra prediction mode of the first candidate of the MPM candidate list, Selecting a context table of a second bean of the MPM index using the intra prediction mode of the second candidate of the list and using the intra prediction mode of the third candidate of the MPM candidate list to determine the context of the third bean of the MPM index And selecting the table.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group and a second mode group
  • the first mode group includes a planar mode, a DC mode, a horizontal mode and a vertical mode
  • the mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group, a second mode group and a third mode group
  • the first mode group includes non-directional modes
  • the third mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group and the second mode group.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group, a second mode group and a third mode group, the first mode group includes non-directional modes, and the second mode group includes a horizontal mode, wherein the first mode group includes six prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, and six prediction modes adjacent to the prediction direction of the vertical mode, and the third mode group includes the first mode group and the second mode And may include prediction modes other than the prediction modes included in the group.
  • an apparatus for performing entropy decoding on a video signal comprising: an MPM flag decoding unit entropy decoding an MPM flag indicating whether a current block is encoded using an MPM (Most Probable Mode); An MPM candidate list generation unit for generating an MPM candidate list using an intra prediction mode of a block neighboring the current block when the current block is encoded using the MPM; A context table selection unit for selecting a context table of an MPM index indicating an intra prediction mode of the current block based on a candidate intra prediction mode included in the MPM candidate list; And an MPM index decoding unit for entropy decoding the MPM index based on the context table, wherein the context table of the MPM index is mapped to a prediction mode group including the intra prediction mode of the candidate among the predetermined prediction mode groups, Lt; / RTI >
  • the context table selection unit may select a context table of a bin of the MPM index mapped to a candidate sequence of the MPM candidate list.
  • the context table selection unit selects the context table of the first bin of the MPM index using the intra prediction mode of the first candidate of the MPM candidate list, and selects the context table of the second candidate of the MPM candidate list
  • the context table of the second bean of the MPM index may be selected using the intra prediction mode and the context table of the third bean of the MPM index may be selected using the intra prediction mode of the third candidate of the MPM candidate list.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group and a second mode group
  • the first mode group includes a planar mode, a DC mode, a horizontal mode and a vertical mode
  • the mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group, a second mode group and a third mode group
  • the first mode group includes non-directional modes
  • the third mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group and the second mode group.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group, a second mode group and a third mode group, the first mode group includes non-directional modes, and the second mode group includes a horizontal mode, wherein the first mode group includes six prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, and six prediction modes adjacent to the prediction direction of the vertical mode, and the third mode group includes the first mode group and the second mode And may include prediction modes other than the prediction modes included in the group.
  • context models that effectively reflect the statistics on the symbol occurrence probability can be obtained by separately grouping the prediction modes that are relatively frequently selected in the context determination for the MPM (Most Probable Mode) index And thus, the entropy encoding / decoding performance can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a block division structure of a QT (QuadTree, hereinafter referred to as 'QT') to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a BT (Binary Tree, hereinafter referred to as 'BT') block division structure to which the present invention can be applied.
  • BT Binary Tree
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a block division structure of a TT (Ternary Tree) block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an AT (Asymmetric Tree) block partitioning structure to which the present invention can be applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 illustrates a prediction direction according to an intra prediction mode.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a prediction direction according to an intra prediction mode, to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of interpolating a reference sample to generate a prediction sample, to which the present invention is applied.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a method of constructing an MPM (Most Probable Mode) using a prediction mode of a neighboring block, to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a schematic block diagram of an entropy encoding unit to which CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) is applied according to an embodiment of the present invention.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • FIG. 13 is a schematic block diagram of an entropy decoding unit to which CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) is applied according to an embodiment of the present invention.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • FIG. 14 shows an encoding flow chart performed according to CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a decoding process performed according to CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) according to an embodiment of the present invention.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • 16 is a block diagram illustrating a method for selecting a context model based on neighboring blocks according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 17 is a flowchart illustrating a method of selecting a context model using a left block and an upper block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 18 is a view for explaining an arithmetic coding method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating a context modeling method of an MPM index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 20 is a diagram illustrating an entropy decoding apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • 21 is a diagram for explaining a method of selecting a context model using a left block and an upper block as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 22 is a diagram for explaining a method of selecting a context model using a left block and an upper block, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 23 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • FIG. 24 shows a structure of a content streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • 'processing unit' means a unit in which processing of encoding / decoding such as prediction, conversion and / or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a " processing block " or a " block "
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to a coding tree unit (CTU), a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
  • CTU coding tree unit
  • CU coding unit
  • PU prediction unit
  • TU transform unit
  • the processing unit can be interpreted as a unit for a luminance (luma) component or as a unit for a chroma component.
  • the processing unit may include a Coding Tree Block (CTB), a Coding Block (CB), a Prediction Block (PU), or a Transform Block (TB) ).
  • CTB Coding Tree Block
  • CB Coding Block
  • PU Prediction Block
  • TB Transform Block
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to a square block, but may be configured as a polygonal shape having three or more vertexes.
  • a pixel, a pixel, or the like is collectively referred to as a sample.
  • using a sample may mean using a pixel value, a pixel value, or the like.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • an encoder 100 includes an image divider 110, a subtractor 115, a transformer 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 150, A decoding unit 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predicting unit 180, and an entropy encoding unit 190.
  • the prediction unit 180 may include an inter prediction unit 181 and an intra prediction unit 182.
  • the image divider 110 divides an input video signal (or a picture, a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the subtractor 115 subtracts a prediction signal (or a prediction block) output from the prediction unit 180 (i.e., the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) from the input video signal, And generates a residual signal (or difference block).
  • the generated difference signal (or difference block) is transmitted to the conversion unit 120.
  • the transforming unit 120 transforms a difference signal (or a difference block) by a transform technique (for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.) to generate a transform coefficient.
  • a transform technique for example, DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), GBT (Graph-Based Transform), KLT (Karhunen- Etc.
  • the transform unit 120 may generate transform coefficients by performing transform using a transform technique determined according to a prediction mode applied to a difference block and a size of a difference block.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 190.
  • the entropy encoding unit 190 entropy-codes the quantized signals and outputs them as a bitstream.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal can be reconstructed by applying inverse quantization and inverse transformation through the inverse quantization unit 140 and the inverse transform unit 150 in the loop.
  • a reconstructed signal can be generated by adding the reconstructed difference signal to a prediction signal output from the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the restored signal and outputs the restored signal to the playback apparatus or the decoded picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer 170 may be used as a reference picture in the inter-prediction unit 181. [ As described above, not only the picture quality but also the coding efficiency can be improved by using the filtered picture as a reference picture in the inter picture prediction mode.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter-prediction unit 181.
  • the inter-prediction unit 181 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the reference picture used for prediction is a transformed signal obtained through quantization and inverse quantization in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist have.
  • the inter-prediction unit 181 can interpolate signals between pixels by sub-pixel by applying a low-pass filter in order to solve the performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • a subpixel means a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • an integer pixel means an actual pixel existing in a reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter and the like can be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the accuracy of the prediction.
  • the inter-prediction unit 181 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to an integer pixel, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block Prediction can be performed.
  • the intra predictor 182 predicts a current block by referring to samples in the vicinity of a block to be currently encoded.
  • the intraprediction unit 182 may perform the following procedure to perform intra prediction. First, a reference sample necessary for generating a prediction signal can be prepared. Then, a prediction signal can be generated using the prepared reference sample. Thereafter, the prediction mode is encoded. At this time, reference samples can be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference samples have undergone prediction and reconstruction processes, quantization errors may exist. Therefore, a reference sample filtering process can be performed for each prediction mode used for intraprediction to reduce such errors.
  • a prediction signal (or a prediction block) generated through the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a difference signal (or a difference block) / RTI >
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which still image or moving picture signal encoding is performed according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, a decoded picture buffer (DPB) A buffer unit 250, and a prediction unit 260.
  • the prediction unit 260 may include an inter prediction unit 261 and an intra prediction unit 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through a reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (i.e., a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy-decoded through the entropy decoding unit 210.
  • a signal i.e., a bit stream
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy-decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transform unit 230 obtains a residual signal (or a difference block) by inverse transforming the transform coefficient by applying an inverse transform technique.
  • the adder 235 adds the obtained difference signal (or difference block) to the prediction signal output from the prediction unit 260 (i.e., the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262) ) To generate a reconstructed signal (or reconstruction block).
  • the filtering unit 240 applies filtering to a reconstructed signal (or a reconstructed block) and outputs it to a reproducing apparatus or transmits the reconstructed signal to a decoding picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoding picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter prediction unit 261.
  • the embodiments described in the filtering unit 160, the inter-prediction unit 181 and the intra-prediction unit 182 of the encoder 100 respectively include the filtering unit 240 of the decoder, the inter-prediction unit 261, The same can be applied to the intra prediction unit 262.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a block division structure of a QT (QuadTree, hereinafter referred to as 'QT') to which the present invention can be applied.
  • One block in video coding can be segmented based on QT (QuadTree).
  • QT QualityTree
  • one sub-block divided by QT can be further recursively partitioned using QT.
  • a leaf block that is not QT-divided can be divided by at least one of BT (Binary Tree), TT (Ternary Tree), or AT (Asymmetric Tree).
  • BT can have two types of segmentation: horizontal BT (2NxN, 2NxN) and vertical BT (Nx2N, Nx2N).
  • TT can have two types of segmentation: horizontal TT (2Nx1 / 2N, 2NxN, 2Nx1 / 2N) and vertical TT (1 / 2Nx2N, Nx2N, 1 / 2Nx2N).
  • AT is a horizontal-up AT (2Nx1 / 2N, 2Nx3 / 2N), a horizontal-down AT (2Nx3 / 2N, 2Nx1 / 2N), a vertical-left AT (1 / 2Nx2N, 3 / 2Nx2N) / 2Nx2N, 1 / 2Nx2N).
  • Each BT, TT, and AT can be recursively further partitioned using BT, TT, and AT.
  • FIG. 3 shows an example of QT division.
  • the block A can be divided into four sub-blocks (A0, A1, A2, A3) by QT.
  • the sub-block A1 can be further divided into four sub-blocks (B0, B1, B2, B3) by QT.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a BT (Binary Tree, hereinafter referred to as 'BT') block division structure to which the present invention can be applied.
  • BT Binary Tree
  • FIG. 4 shows an example of BT division.
  • Block B3 which is no longer partitioned by QT, can be divided into vertical BT (C0, C1) or horizontal BT (D0, D1).
  • each sub-block can be further recursively partitioned, such as in the form of horizontal BT (E0, E1) or vertical BT (F0, F1).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a block division structure of a TT (Ternary Tree) block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 shows an example of TT division.
  • Block B3 which is no longer partitioned by QT, may be divided into vertical TT (C0, C1, C2) or horizontal TT (D0, D1, D2).
  • each sub-block can be further recursively divided into a horizontal TT (E0, E1, E2) or a vertical TT (F0, F1, F2).
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an AT (Asymmetric Tree) block partitioning structure to which the present invention can be applied.
  • Block B3 which is no longer partitioned by QT, may be partitioned into vertical AT (C0, C1) or horizontal AT (D0, D1).
  • each subblock can be further recursively partitioned, such as in the form of horizontal AT (E0, E1) or vertical TT (F0, F1).
  • BT, TT, and AT segmentation can be used together.
  • a subblock divided by BT can be divided by TT or AT.
  • subblocks divided by TT can be divided by BT or AT.
  • a subblock divided by AT can be divided by BT or TT.
  • each subblock may be partitioned into a vertical BT, or after a vertical BT partition, each subblock may be partitioned into a horizontal BT.
  • the two kinds of division methods have the same shape in the final division although the division order is different.
  • searching is performed from left to right and from top to bottom, and searching for a block means a procedure for determining whether or not each divided sub-block is further divided into blocks, or when a block is not further divided, Refers to a coding order of a block, or a search order when referring to information of another neighboring block in a sub-block.
  • And may use the decoded portion of the current picture or other pictures that contain the current processing unit to recover the current processing unit in which decoding is performed.
  • a picture (slice) that uses only the current picture, that is, a picture (slice) that uses only the current picture, that is, a picture (slice) that performs only intra-picture prediction is referred to as an intra picture or an I picture
  • a picture (slice) using a predictive picture or a P picture (slice), a maximum of two motion vectors and a reference index may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction refers to a prediction method that derives the current processing block from a data element (e.g., a sample value, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, it means a method of predicting the pixel value of the current processing block by referring to the reconstructed areas in the current picture.
  • a data element e.g., a sample value, etc.
  • Inter prediction refers to a prediction method of deriving a current processing block based on a data element (e.g., a sample value or a motion vector) of a picture other than the current picture. That is, this means a method of predicting pixel values of a current processing block by referring to reconstructed areas in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • a data element e.g., a sample value or a motion vector
  • intra prediction (or intra prediction) will be described in more detail.
  • Intra prediction or intra prediction
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an intra prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder derives an intra prediction mode of the current processing block (S701).
  • intra prediction it is possible to have a prediction direction with respect to the position of a reference sample used for prediction according to the prediction mode.
  • An intra prediction mode having a prediction direction is referred to as an intra prediction mode (Intra_Angular prediction mode).
  • intra prediction mode Intra_Angular prediction mode
  • intra-planar (INTRA_PLANAR) prediction mode there are an intra-planar (INTRA_PLANAR) prediction mode and an intra-DC (INTRA_DC) prediction mode as intra-prediction modes having no prediction direction.
  • Table 1 illustrates the intra-prediction mode and related names
  • FIG. 8 illustrates the prediction direction according to the intra-prediction mode.
  • intra prediction prediction is performed on the current processing block based on the derived prediction mode. Since the reference sample used in the prediction differs from the concrete prediction method used in the prediction mode according to the prediction mode, when the current block is encoded in the intra prediction mode, the decoder derives the prediction mode of the current block in order to perform prediction.
  • the decoder checks whether neighboring samples of the current processing block can be used for prediction, and constructs reference samples to be used for prediction (S702).
  • neighbor samples of the current processing block include a sample adjacent to the left boundary of the current processing block of size nS x nS and a total of 2 x nS samples neighboring the bottom-left, A sample adjacent to the top boundary and a total of 2 x n S samples neighboring the top-right side and one sample neighboring the top-left of the current processing block.
  • the decoder may substitute samples that are not available with the available samples to construct reference samples for use in prediction.
  • the decoder may perform filtering of the reference samples based on the intra prediction mode (S703).
  • Whether or not the filtering of the reference sample is performed can be determined based on the size of the current processing block.
  • the filtering method of the reference sample may be determined by a filtering flag transmitted from the encoder.
  • the decoder generates a prediction block for the current processing block based on the intra prediction mode and the reference samples (S704). That is, the decoder determines the intra prediction mode derived in the intra prediction mode deriving step S701, the prediction for the current processing block based on the reference samples obtained through the reference sample building step S702 and the reference sample filtering step S703, (I.e., generates a prediction sample).
  • the left boundary sample of the prediction block i.e., the sample in the prediction block adjacent to the left boundary
  • samples in the prediction block adjacent to the upper boundary that is, samples in the prediction block adjacent to the upper boundary
  • filtering may be applied to the left boundary sample or the upper boundary sample, similar to the INTRA_DC mode, for the vertical direction mode and the horizontal direction mode of the intra directional prediction modes.
  • the value of a predicted sample can be derived based on a reference sample located in a prediction direction.
  • the boundary sample which is not located in the prediction direction may be adjacent to the reference sample which is not used for prediction. That is, the distance from the reference sample that is not used for prediction may be much closer than the distance from the reference sample used for prediction.
  • the decoder may adaptively apply filtering to the left boundary samples or the upper boundary samples according to whether the intra-prediction direction is vertical or horizontal. That is, when the intra prediction direction is vertical, filtering is applied to the left boundary samples, and filtering is applied to the upper boundary samples when the intra prediction direction is the horizontal direction.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a prediction direction according to an intra prediction mode, to which the present invention is applied.
  • the six non-directional DC modes, the remaining 65 directional prediction modes except for the planar mode can have prediction directions as shown in FIG. 9, and the encoder / It is possible to perform intra prediction by copying a reference sample determined according to the direction.
  • the prediction mode numbers from 2 to 66 can be sequentially allocated from the lower left prediction direction to the upper right prediction direction, respectively.
  • the method proposed by the present invention mainly describes intraprediction using 65 prediction modes recently discussed, but can also be applied to intra prediction using 35 conventional prediction modes in the same manner.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a method of interpolating a reference sample to generate a prediction sample, to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder can generate a prediction sample by copying a reference sample determined according to the prediction direction of the intra prediction mode. If the reference sample determined according to the prediction direction is not an integer pixel position, the encoder / decoder can interpolate adjacent integer pixel reference samples to compute a reference sample of the fractional pixel location and copy it to generate a prediction sample have.
  • the encoder / decoder can compute an interpolated reference sample using the reference samples of the corresponding two integer pixel positions and the reference sample-to-sample distance ratio obtained through the angle of the prediction mode, as shown in FIG. 10 .
  • the encoder / decoder can then generate a predicted sample by copying the computed interpolated reference sample.
  • a tan value for the angle? Of the prediction mode may be defined to calculate the position of the sub-pixel (i.e., the fractional pixel). Also, in order to improve the complexity of the operation, it can be defined by scaling in integer units, and tan? Can be determined for each of 67 prediction modes by using Table 2 below.
  • tan -1 ? For some prediction modes can be determined using Table 3 below.
  • the encoder / decoder may apply an interpolation filter on the integer pixel reference samples.
  • the interpolation filter can be selectively determined according to the size of the current processing block.
  • the encoder / decoder performs interpolation on reference samples at integer pixel locations, and when the width or height of the current processing block is less than or equal to 8, a cubic filter is used as the interpolation filter . If the width or height of the current processing block is greater than 8, the encoder / decoder may use a Gaussian filter as the interpolation filter.
  • the directional prediction mode may be classified into a vertical direction prediction mode when the prediction mode is larger than or equal to the prediction mode 34, and a horizontal direction prediction mode when the prediction mode is 34 times smaller. If the mode is the vertical direction prediction mode, the encoder / decoder selects the interpolation filter based on the width of the current processing block. If the mode is the horizontal direction prediction mode, the interpolation filter can be selected based on the height of the current processing block.
  • the DC mode indicates a prediction method of constructing a prediction block using an average value of reference samples located around the current block.
  • An effective prediction can be expected when the pixels in the current processing block are homogeneous.
  • the value of the reference sample is not uniform, a discontinuity may occur between the prediction block and the reference sample.
  • a planar prediction method has been devised.
  • the planar prediction method constructs a prediction block by performing horizontal linear prediction and vertical linear prediction using surrounding reference samples and then averaging them.
  • the encoder / decoder may perform post-processing filtering to alleviate the discontinuity between the reference sample and the prediction block boundary for blocks predicted in the horizontal direction, the vertical direction, and the DC mode. Thereafter, the decoder can restore the block encoded by intraprediction by summing the prediction block and the inverse-transformed residual signal into the pixel region.
  • the prediction mode information is transmitted to the decoder, where MPM (Most Probable Mode) can be used for encoding of the efficient prediction mode.
  • MPM Most Probable Mode
  • the MPM starts with the assumption that the intra prediction mode of the current processing block will be the same as or similar to the prediction mode of the previously intra predicted block in the surroundings. Will be described with reference to the following drawings.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining a method of constructing an MPM (Most Probable Mode) using a prediction mode of a neighboring block, to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder may use a prediction mode of a neighboring block to construct an MPM candidate list.
  • the maximum number of MPM candidates constituting the MPM candidate list is 6.
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of MPM candidates applied to the proposed method may be 3, 4, or 5, or may be 7 or more.
  • the encoder / decoder may construct six MPM candidate lists (which may be referred to as MPM lists, MPM candidates, MPM candidate groups, etc. in the present invention) using the prediction mode of the neighboring blocks as well.
  • the encoder / decoder can construct an MPM candidate list in the order of Left (L), Above (A), Planar, DC, Below left (BL), Above right (AR) and Above left (AL).
  • the prediction mode defined as the default modes is set to the MPM list As shown in FIG.
  • the default mode represents a predicting mode (or a prediction mode group) which is preferentially considered, and may include statistically selected prediction modes.
  • the default mode may be configured to include a total of six prediction modes: 50, 18, 2, 34, 60, and 65 prediction modes.
  • the current prediction mode is a prediction mode existing in the MPM candidate list
  • the index information indicating the prediction mode to be applied to the current intra prediction is transmitted in the MPM list. Therefore, (In this case, a total of 7 bits is required), the number of bits according to the prediction mode signaling can be saved.
  • the index of the MPM may be binarized in a truncated unary manner.
  • encoding / decoding can be performed by separating into three context tables of horizontal direction, vertical direction and non-directional mode according to the direction of the MPM mode have.
  • the prediction mode exists in the MPM candidate list, one of the modes excluding the six MPM candidates will be applied to the current block, so that the prediction mode information can be accurately transmitted by only signaling for a total of 61 prediction modes.
  • the decoder When the current block to be decoded is coded in the intra mode, the decoder decodes the residual signal from the video signal transmitted from the encoder. At this time, the decoder performs entropy decoding on the signal that is symbol-based on the probability, and then performs inverse quantization and inverse transform to restore the residual signal of the pixel domain. Meanwhile, the intra-prediction unit 262 of the decoder generates a prediction block using the prediction mode transmitted from the encoder and the neighboring reference samples already reconstructed. Thereafter, the predicted signal and the decoded residual signal are summed to reconstruct the intra predicted block.
  • FIG. 12 is a schematic block diagram of an entropy encoding unit to which CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) is applied according to an embodiment of the present invention.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy encoding unit 1200 to which the present invention is applied includes a binarization unit 1210, a context modeling unit 1220, a binary arithmetic encoding unit 1230 and a memory 1260, and the binary arithmetic encoding unit 1230 A regular binary encoding unit 1240 and a bypass binary encoding unit 1250.
  • the regular binary encoding unit 1240 and the bypass binary encoding unit 1250 may be referred to as a regular coding engine and a bypass coding engine, respectively.
  • the binarization unit 1210 may receive a sequence of data symbols and perform binarization to output a binary symbol string composed of binary values of 0 or 1.
  • the binarization unit 1210 may map syntax elements to binary symbols. Different binarization processes, such as unary (U), truncated unary (TU), k-th Exp-Golomb (EGk), and fixed length processes, Lt; / RTI > The binarization process can be selected based on the type of syntax element.
  • the outputted binary symbol string is transmitted to the context modeling unit 1220.
  • the context modeling unit 1220 selects probability information necessary for coding the current block from the memory, and transmits the probability information to the binary arithmetic encoding unit 1230.
  • the context memory may be selected based on the syntax element to be coded and the probability information required for current syntax element coding may be selected via the empty index binIdx.
  • context refers to information on the probability of occurrence of a symbol
  • context modeling refers to a process of estimating the probability of a bin necessary for binary arithmetic coding with bin as a binarization result.
  • the context modeling unit 1220 can provide an accurate probability estimate required to achieve high coding efficiency. Thus, different context models may be used for different binary symbols and the probability of this context model may be updated based on the values of the previously coded binary symbols. At this time, the values of the previously coded binary symbols are stored in the memory 1260, and the context modeling unit 1220 can use the values of the previously coded binary symbols.
  • Binary symbols with similar distributions may share the same context model.
  • the context model for each of these binary symbols includes, for probability estimation, at least one of the syntax information of the bean, the bin index (binIdx) indicating the position of the bean in the bin string, and the probability of the bean included in the neighboring block of the bean containing block Can be used.
  • the binary arithmetic encoding unit 1230 may perform binary arithmetic encoding based on the context model.
  • the binary arithmetic encoding unit 1230 includes a regular binary encoding unit 1240 and a bypass binary encoding unit 1250.
  • the binary arithmetic encoding unit 1230 performs entropy encoding on the output string And outputs the compressed data bits.
  • the regular binary encoding unit 1240 performs arithmetic coding based on a recursive interval division.
  • an interval (or range) having an initial value of 0 to 1 is divided into two sub-intervals based on the probability of the binary symbol.
  • the encoded bits provide an offset to select one of the two subdivisions representing the value of the decoded binary symbol when converted to a binary fractional number.
  • the interval may be updated to equalize the selected lower interval, and the interval dividing process itself is repeated.
  • the intervals and offsets have limited bit precision, so renormalization may be required to prevent overflow whenever the interval falls below a certain value. The renormalization may occur after each binary symbol is decoded.
  • the bypass binary encoding unit 1250 performs encoding without a context model and performs coding by fixing the probability of a currently coded bin to 0.5. This can be used when it is difficult to determine the probability of a syntax or when coding at a high speed.
  • FIG. 13 is a schematic block diagram of an entropy decoding unit to which CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) is applied according to an embodiment of the present invention.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the entropy decoding unit 1300 to which the present invention is applied includes a context modeling unit 1310, a binary arithmetic decoding unit 1320, a memory 1350, and an inverse binarization unit 1360.
  • the binary arithmetic decoding unit 1320 Includes a regular binary decoding unit 1330 and a bypass binary decoding unit 1340.
  • the entropy decoding unit 1300 can receive a bitstream and identify a bypass flag from the bitstream.
  • the bypass flag indicates whether the bypass mode is bypass mode, the bypass mode does not use the context model, and the probability of the currently coded bin is 0.5 Which means that the coding is performed by fixing.
  • the regular binary decoding unit 1330 When the bypass mode is not in accordance with the bypass flag, the regular binary decoding unit 1330 performs binary arithmetic decoding according to a regular mode .
  • the context modeling unit 1310 selects probability information necessary for decoding the current bitstream from the memory 1350, and transmits the random information to the regular binary decoding unit 1330.
  • the binary arithmetic decoding unit 1320 may perform binary arithmetic decoding based on the context model.
  • the bypass binary decoding unit 1340 performs binary arithmetic decoding according to a bypass mode, .
  • the inverse binarization unit 1360 receives the binary binarized bins decoded by the binary arithmetic decoding unit 1320 and converts the binary binarized bins into an integer syntax element value.
  • FIG. 14 shows an encoding flow chart performed according to CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the encoder may perform binarization on the syntax element (S1410).
  • the encoder may determine whether to perform binary arithmetic coding according to the normal mode or to perform binary arithmetic coding according to the bypass mode (S1420). For example, the encoder can determine whether the mode is a normal mode or a bypass mode based on a bypass flag. For example, if the bypass flag is 1, the encoder indicates a bypass mode, A value of 0 indicates normal mode.
  • the encoder may select a probability model (S1430) and perform binary arithmetic encoding based on the probability model (S1440).
  • the encoder may update the probability model (S1450), and may select a suitable probability model again based on the updated probability model in operation S1430.
  • the encoder may perform binary arithmetic encoding based on probability 0.5 (S1460).
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a decoding process performed according to CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) according to an embodiment of the present invention.
  • CABAC Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding
  • the decoder can receive the bit stream (S1510).
  • the decoder extracts a bypass flag from the bitstream to check whether it is in the normal mode or the bypass mode (S1520).
  • the bypass flag may be determined in advance according to the type of the syntax.
  • the decoder can select a probability model (S1530) and perform binary arithmetic decoding based on the probability model (S1540).
  • the decoder may update the probability model (S1550), and may then select an appropriate probability model based on the updated probability model in step S1530.
  • the decoder can perform binary arithmetic decoding based on the probability 0.5 (S1560).
  • the decoder may perform inverse binarization on the decoded bin string (S1570). For example, it is possible to receive a decoded binary-type bin and convert it to an integer type syntax element value.
  • 16 is a block diagram illustrating a method for selecting a context model based on neighboring blocks according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • CABAC's context model can be considered variously depending on statistical characteristics. For example, when using one context model, one context model can be used without considering special conditions. However, when three context models are used, the context model can be designed based on conditions, that is, based on the syntax element of the neighboring block.
  • the current block is denoted by C
  • the left block adjacent to the current block is denoted by L
  • the upper block is denoted by A.
  • the context model for the syntax of the current block C can be determined using at least one of the left block L and the upper block A which are neighboring blocks.
  • the following Equation 1 shows a method of selecting a context model using the left block and the upper block.
  • availableL and availableA indicate whether the left block and the upper block exist, respectively, and condL and condA indicate the values of corresponding syntaxes for the left block and the upper block, respectively.
  • three context models may be used according to the syntax values of neighboring blocks.
  • the context model may be determined according to a syntax value of a neighboring block regardless of a size of a current block or a size of a neighboring block.
  • 17 is a flowchart illustrating a method of selecting a context model using a left block and an upper block according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a method for selecting a context model according to the present invention can be applied to both an encoder and a decoder, and will be described with reference to a decoder for convenience of explanation.
  • the decoder can derive a left block and an upper block adjacent to the current block (S1710). That is, it can be confirmed whether the left block and the upper block adjacent to the current block are available.
  • the decoder may derive a syntax value from at least one of the left block and the upper block (S1720).
  • the decoder can determine the context model by deriving the context index value based on the syntax value of at least one of the left block and the upper block (S1730).
  • the decoder may perform binary arithmetic decoding based on the context model (S1740).
  • Entropy coding in video coding is a process of compressing a syntax element determined from an encoding process losslessly and expressing it as concise data. Lossless compression of information can be expected by expressing the syntax with a small information short bit string for a syntax often appearing using the statistics of the syntax and expressing it with a large information (long bit string) for a syntax that does not.
  • Entropy coding is largely divided into variable length coding and arithmetic coding.
  • Variable-length coding can be expected to compress information by allocating a small amount of bits for temporal information, and allocating a large amount of bits for non-temporal information, as described above.
  • the variable length coding has to allocate at least one bit for symbols having a high probability. Therefore, in recent video coding, an arithmetic coding method is mainly used as a method of expressing a plurality of symbols with a single real number value.
  • FIG. 18 is a view for explaining an arithmetic coding method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the initial value of the range is [0,1], and 0 and 1 are divided into several intervals according to the probability of occurrence of each symbol. Then, the allocated interval is selected according to the probability of the current symbol to be encoded. In the next step, the selected interval becomes the next coding interval. Therefore, the initial probability information about each symbol can be completely restored by knowing both the encoder and the decoder.
  • binary arithmetic coding is for binary symbols having only two values of zero or one. Therefore, there is only probability p (0) or p (1) for each symbol, and interval can be defined only by two according to probability.
  • the echoer obtains a probability interval for a bit stream of 0010 with respect to a binary model in which a probability of occurrence of 0 is 0.6, calculates a probability interval of a binary stream of 001 (0.25) for the smallest number (0.25) To the decoder. Then, the decoder can restore the bit stream 0010 with the same probability model and in the opposite manner as performed by the encoder.
  • CABAC context-adaptive binary arithmetic coding
  • CABAC can include symbolic binarization, context modeling, and binary arithmetic coding as key elements (or core processes).
  • the syntax element is represented by a bin (or symbol) of 0 and 1 through a binarization unit (FIGS. 12 and 1210), and each bin is represented by a regular binary encoding unit (Or a normal arithmetic encoding section) or a bypass binary encoding section (FIG. 12, 1250) (or a bypass arithmetic encoding section).
  • the probability is input to the context modeling unit (FIG. 12, 1220) (or the probability predicting unit and the assigning unit) to allocate the probability of the corresponding bean, and then the normal arithmetic coding unit performs encoding .
  • the currently encoded bean can be encoded with an updated probability according to the occurrence probability of previously input bins.
  • a process of updating the probability model with respect to the currently input bin may be included.
  • the most probable symbol (MPS) can be 0 or 1 and the least probable symbol (LPS) can be specified as the opposite.
  • the probability of MPS is n
  • the probability of LPS can be estimated as 1-n.
  • the beans input into the bypass arithmetic coding unit are encoded with probabilities of 0 and 1, respectively, 0.5, and the context element update for the probability is not performed.
  • the encoded bits can then be combined and transmitted to the decoder.
  • CABAC decoding is performed first, and decoding can be performed by performing the above-described contents performed in the encoder in the reverse order.
  • CABAC entropy coding can continuously perform probability update using information of a bin that has been previously encoded in order to predict the closest value to the changing probability of 0 or 1.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating a context modeling method of an MPM index according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the MPM candidate list includes a predetermined order (e.g., Left (L), Above (A), Planar, DC, Below left (BL), Above right left (AL)) using the prediction mode of the neighboring block.
  • a predetermined order e.g., Left (L), Above (A), Planar, DC, Below left (BL), Above right left (AL)
  • This is a predetermined order from the assumption that the already-restored mode around the current block will be similar to that of the spatial redundancy, which is the starting point of intraprediction.
  • the binarization of the MPM index can be performed by a truncated unary binarization method as shown in Table 4 below. In this method, it is possible to allocate a small number of bins to the index having a high probability of being selected, and to compress the information by allocating a large number of bins as the index number increases.
  • the context table (or probability table) of symbols (or beans) can be determined using the type of the binarized syntax and the information of the already encoded neighboring blocks.
  • the encoder / decoder can select from two or more context tables based on the syntax element, the decoding of the corresponding syntax element of the neighboring block, the size of the block, mode information, and the like.
  • a method of performing entropy coding on an MPM index by selecting a context table based on a candidate mode of an MPM list is proposed.
  • FIG. 19 a method of entropy coding an MPM index according to an embodiment of the present invention will be described mainly with reference to a decoder, but it can be equally applied to an encoder and a decoder.
  • the decoder entropy-decodes the MPM flag indicating whether or not the current block is encoded using MPM (Most Probable Mode) (S1901).
  • the decoder If the current block is encoded using the MPM, the decoder generates (or configures) the MPM candidate list using the intra prediction mode of the block neighboring the current block (S1902).
  • the decoder constructs the MPM in the same manner as the encoder, and then parses the MPM index to determine whether the candidate mode of the index in the MPM candidate list is finally selected as the prediction mode applied to the intra prediction of the current block do.
  • the decoder selects a context table of the MPM index indicating the intra prediction mode of the current block based on the candidate intra prediction mode included in the MPM candidate list (S1903).
  • the decoder may select the context table of the bin of the MPM index that is mapped to the candidate order of the MPM candidate list.
  • the decoder entropy decodes the MPM index based on the context table selected in step S1903 (S1904).
  • the context table of the MPM index may be selected as a context table mapped to a prediction mode group including the intra prediction mode of the candidate among the predetermined prediction mode groups.
  • the decoder selects a context table based on the prediction mode of the MPM 0th candidate to check whether the 0th candidate of the MPM 0 is the final intra prediction mode (i.e., the prediction mode applied to the intra prediction of the current block) It can be decoded. If the MPM index is binarized as shown in Table 4 and the parsed symbol is 0, the final intra prediction mode for the current block is the MPM 0 candidate. If the symbol is 1, the decoder can select and decode the context table based on the prediction mode of the MPM 1st candidate. Thereafter, whether the above-described process is repeated or not can be determined depending on whether the parsed symbol is 0 or 1.
  • the decoder selects the context table of the first bean of the MPM index using the intra-prediction mode of the first candidate of the MPM candidate list, and outputs the context table of the MPM index to the MPM
  • the context table of the second bean of the index can be selected and the context table of the third bean of the MPM index can be selected using the intra prediction mode of the third candidate of the MPM candidate list.
  • the decoder may select and decode the context table by applying the method described above to all bins of the MPM index.
  • the decoder performs normal arithmetic coding by applying the above-described method only on a part of the bins of the MPM index (e.g., the first three bins of the MPM index) ) May be bypass-encoded.
  • the encoder / decoder can select (or determine) a context using a prediction mode of the MPM candidate using various methods described below.
  • the encoder / decoder may define a context table for each intra prediction mode. For example, when the intra prediction mode is 67, a total of 67 context tables can be defined.
  • the encoder / decoder may group the intra-prediction mode into a directional mode and a non-directional mode and select from two context tables. For example, the encoder / decoder uses (or sets) the same context table for the planar mode and the DC mode, which are the non-directional modes, and uses the same context table for the remaining prediction modes, You can choose from two context tables.
  • the encoder / decoder may group the intra-prediction mode into a directional mode and a non-directional mode, group the directional modes into a horizontal directional prediction mode group and a vertical directional prediction mode group, have. If 67 intra prediction modes are used as described above with reference to FIG. 9, the horizontal direction prediction mode group may include prediction modes 2 to 34, and the vertical direction prediction mode group may include Directional prediction modes.
  • the encoder / decoder uses the same context table for the planar mode and the DC mode, which are the non-directional modes, and classifies them into the horizontal prediction mode for the prediction modes 2 to 34 in the directional mode, Table is used, and the remaining modes are classified into the vertical prediction mode and the same context table is used, so that a total of three context tables can be selected.
  • the encoder / decoder can select the context table by grouping into modes other than frequently-selected modes among the intra-prediction modes. For example, if the planar, DC mode, directional mode 18 (horizontal mode), and 50 (vertical mode), which are non-directional modes, are mainly selected among the intraprediction modes, DC, 18, and 60 modes, and using the same context table for the other modes that are not used, among a total of two context tables.
  • predetermined prediction mode groups in step S1904 may include a first mode group and a second mode group, wherein the first mode group includes a planar mode, a DC mode, a horizontal mode, and a vertical mode And the second mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group.
  • the encoder / decoder is not limited to only the horizontal mode and the vertical mode among the directional modes included in the first mode group, but may include prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, Prediction modes.
  • the encoder / decoder can group the peripheral modes of 18 N, 50 N into the first mode group.
  • N may be set to various different integer values, preferably 2, 3, 4, 5.
  • the encoder / decoder may group 10 " N, 26 " N of peripheral modes into the first mode group.
  • N may be set to various integer values, preferably 1, 2, 3.
  • the encoder / decoder may group the modes into and out of the frequently-selected modes of the intra-prediction mode and group them into the non-directional mode and the directional mode to select the context table.
  • one table is allocated (or mapped) for planar and DC modes, which are non-directional modes, among the intra prediction modes, and a table is allocated (or mapped) for directional modes 18 (horizontal mode) and 50 It is possible to select among three context tables in total by allocating another table and allocating the remaining tables to the remaining modes.
  • predetermined prediction mode groups in step S1904 include a first mode group, a second mode group, and a third mode group, the first mode group includes non-directional modes, And a vertical mode, and the third mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group and the second mode group.
  • the encoder / decoder is not limited to only the horizontal mode and the vertical mode among the directional modes included in the second mode group, but may include prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, Prediction modes.
  • the encoder / decoder can group the peripheral modes of 18 N, 50 N into the first mode group.
  • N may be set to various different integer values, preferably 2, 3, 4, 5.
  • the encoder / decoder may group 10 " N, 26 " N of peripheral modes into the first mode group.
  • N may be set to various integer values, preferably 1, 2, 3.
  • predetermined prediction mode groups in step S1904 include a first mode group, a second mode group, and a third mode group
  • the first mode group includes non-directional modes, , A vertical mode, six prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, and six prediction modes adjacent to the prediction direction of the vertical mode
  • the third mode group includes the first mode group and the second mode group And may include prediction modes other than the prediction modes included in the mode group.
  • 20 is a diagram illustrating an entropy decoding apparatus according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the entropy decoding unit is shown as one block in FIG. 20 for the sake of convenience, the entropy decoding unit may be implemented in an encoder and / or a decoder.
  • the entropy decoding unit implements the functions, processes and / or methods proposed in FIGS. 7 to 19 above.
  • the entropy decoding unit may include an MPM flag decoding unit 2001, an MPM candidate list generating unit 2002, a context table selecting unit 2003, and an MPM index decoding unit 2004.
  • the MPM flag decoding unit 2001 entropy-decodes the MPM flag indicating whether the current block is encoded using the MPM (Most Probable Mode).
  • the MPM candidate list generation unit 2002 When the current block is coded using the MPM, the MPM candidate list generation unit 2002 generates (or configures) the MPM candidate list using the intra prediction mode of the block neighboring the current block.
  • the decoder constructs the MPM in the same manner as the encoder, and then parses the MPM index to determine whether the candidate mode of the index in the MPM candidate list is finally selected as the prediction mode applied to the intra prediction of the current block do.
  • the context table selection unit 2003 selects a context table of an MPM index indicating an intra prediction mode of a current block based on a candidate intra prediction mode included in the MPM candidate list.
  • the decoder may select the context table of the bin of the MPM index that is mapped to the candidate order of the MPM candidate list.
  • the MPM index decoding unit 2004 entropy-decodes the MPM index based on the selected context table.
  • the context table of the MPM index may be selected as a context table mapped to a prediction mode group including the intra prediction mode of the candidate among the predetermined prediction mode groups.
  • the decoder selects a context table based on the prediction mode of the MPM 0th candidate to check whether the 0th candidate of the MPM 0 is the final intra prediction mode (i.e., the prediction mode applied to the intra prediction of the current block) It can be decoded. If the MPM index is binarized as shown in Table 4 and the parsed symbol is 0, the final intra prediction mode for the current block is the MPM 0 candidate. If the symbol is 1, the decoder can select and decode the context table based on the prediction mode of the MPM 1st candidate. Thereafter, whether the above-described process is repeated or not can be determined depending on whether the parsed symbol is 0 or 1.
  • the decoder selects the context table of the first bean of the MPM index using the intra-prediction mode of the first candidate of the MPM candidate list, and outputs the context table of the MPM index to the MPM
  • the context table of the second bean of the index can be selected and the context table of the third bean of the MPM index can be selected using the intra prediction mode of the third candidate of the MPM candidate list.
  • the decoder may select and decode the context table by applying the method described above to all bins of the MPM index.
  • the decoder performs normal arithmetic coding by applying the above-described method only on a part of the bins of the MPM index (e.g., the first three bins of the MPM index) ) May be bypass-encoded.
  • the encoder / decoder can select (or determine) a context using a prediction mode of the MPM candidate using various methods described below.
  • the encoder / decoder may define a context table for each intra prediction mode. For example, when the intra prediction mode is 67, a total of 67 context tables can be defined.
  • the encoder / decoder may group the intra-prediction mode into a directional mode and a non-directional mode and select from two context tables. For example, the encoder / decoder uses (or sets) the same context table for the planar mode and the DC mode, which are the non-directional modes, and uses the same context table for the remaining prediction modes, You can choose from two context tables.
  • the encoder / decoder may group the intra-prediction mode into a directional mode and a non-directional mode, group the directional modes into a horizontal directional prediction mode group and a vertical directional prediction mode group, have. If 67 intra prediction modes are used as described above with reference to FIG. 9, the horizontal direction prediction mode group may include prediction modes 2 to 34, and the vertical direction prediction mode group may include Directional prediction modes.
  • the encoder / decoder uses the same context table for the planar mode and the DC mode, which are the non-directional modes, and classifies them into the horizontal prediction mode for the prediction modes 2 to 34 in the directional mode, Table is used, and the remaining modes are classified into the vertical prediction mode and the same context table is used, so that a total of three context tables can be selected.
  • the encoder / decoder can select the context table by grouping into modes other than frequently-selected modes among the intra-prediction modes. For example, if the planar, DC mode, directional mode 18 (horizontal mode), and 50 (vertical mode), which are non-directional modes, are mainly selected among the intraprediction modes, DC, 18, and 60 modes, and using the same context table for the other modes that are not used, among a total of two context tables.
  • the predetermined prediction mode groups may include a first mode group and a second mode group, wherein the first mode group includes a planar mode, a DC mode, a horizontal mode, and a vertical mode , And the second mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group.
  • the encoder / decoder is not limited to only the horizontal mode and the vertical mode among the directional modes included in the first mode group, but may include prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, Prediction modes.
  • the encoder / decoder can group the peripheral modes of 18 N, 50 N into the first mode group.
  • N may be set to various different integer values, preferably 2, 3, 4, 5.
  • the encoder / decoder may group 10 " N, 26 " N of peripheral modes into the first mode group.
  • N may be set to various integer values, preferably 1, 2, 3.
  • the encoder / decoder may group the modes into and out of the frequently-selected modes of the intra-prediction mode and group them into the non-directional mode and the directional mode to select the context table.
  • one table is allocated (or mapped) for planar and DC modes, which are non-directional modes, among the intra prediction modes, and a table is allocated (or mapped) for directional modes 18 (horizontal mode) and 50 It is possible to select among three context tables in total by allocating another table and allocating the remaining tables to the remaining modes.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group, a second mode group, and a third mode group, the first mode group includes non-directional modes, the second mode group includes a horizontal mode, And the third mode group may include prediction modes other than the prediction modes included in the first mode group and the second mode group.
  • the encoder / decoder is not limited to only the horizontal mode and the vertical mode among the directional modes included in the second mode group, but may include prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, Prediction modes.
  • the encoder / decoder can group the peripheral modes of 18 N, 50 N into the first mode group.
  • N may be set to various different integer values, preferably 2, 3, 4, 5.
  • the encoder / decoder may group 10 " N, 26 " N of peripheral modes into the first mode group.
  • N may be set to various integer values, preferably 1, 2, 3.
  • the predetermined prediction mode groups include a first mode group, a second mode group and a third mode group, the first mode group includes non-directional modes, the second mode group includes a horizontal mode, Wherein the first mode group includes six prediction modes adjacent to the prediction direction of the horizontal mode, and six prediction modes adjacent to the prediction direction of the vertical mode, and the third mode group includes the first mode group and the second mode And may include prediction modes other than the prediction modes included in the group.
  • 21 is a diagram for explaining a method of selecting a context model using a left block and an upper block as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the context table (or probability table) of symbols (or beans) can be determined using the type of the binarized syntax and the information of the already encoded neighboring blocks. For example, the encoder / decoder can select from two or more context tables based on the syntax element, the decoding of the corresponding syntax element of the neighboring block, the size of the block, mode information, and the like.
  • the encoder / decoder can derive the syntax information of L (left block) and A (upper block) positions and utilize it when selecting the current context table.
  • the information for negative decoding of the syntax element may be more varied than otherwise. Even in such a case, if the context model is determined using only the information at the limited position as shown in FIG. 21, the entropy coding efficiency may be degraded. Will be described with reference to the following drawings.
  • 22 is a diagram for explaining a method of selecting a context model using a left block and an upper block, according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / Information related to the prediction mode can be derived only from the in-block.
  • the context table is composed of three tables, i.e., a horizontal prediction mode, a vertical prediction mode, and a non-directional mode
  • the prediction mode of the L position is a horizontal prediction mode
  • the context table for the horizontal prediction mode is selected instead of the vertical prediction context table corresponding to the actual current block mode .
  • most of the other divided blocks on the left side are predicted in the vertical prediction mode as shown in FIG. 22, more accurate information can be utilized if all the available information in the vicinity is collected.
  • all the coding information of all the minimum coding units divided in the vicinity of the current block is referred to without referring to the information related to the syntax element at the limited position in Fig. 21, .
  • the present invention is not limited to the syntax element related to the prediction mode described above and can be applied to the decoding of any syntax that performs context table selection.
  • the encoder / decoder may include a context table for a syntax element represented by a flag (Flag) such as whether or not any mode is applied (for example, an MPM flag indicating whether the MPM mode is applied)
  • a flag such as whether or not any mode is applied
  • information is collected from a minimum unit block unit located in a neighboring block, and the sum of the number of blocks decoded by enabling or disabling the decoding of the corresponding syntax, the corresponding syntax, and the like are compared with a preset threshold value,
  • the context table for the syntax element can be selected.
  • the encoder / decoder can select a context table for the current processing syntax element by dividing the coding into a case in which any one of the minimum unit blocks located in a neighboring block is enabled and encoded, or not.
  • the encoder / decoder can check whether the neighboring blocks (i.e., left and / or upper blocks) are available. The encoder / decoder can also check whether the neighboring block is divided into smaller blocks based on the current block.
  • the encoder / decoder may determine the context table based on the majority of the corresponding syntax element in the peripheral minimum block unit. For example, in Fig. 22, it can be confirmed that the majority of the intra prediction modes of the left blocks are the vertical direction mode, and in the entropy coding of the syntax element related to the current intra prediction mode, the encoder / Allocated, mapped) context table.
  • FIG. 23 shows a video coding system to which the present invention is applied.
  • the video coding system may include a source device and a receiving device.
  • the source device may deliver the encoded video / image information or data in the form of a file or stream to a receiving device via a digital storage medium or network.
  • the source device may include a video source, an encoding apparatus, and a transmitter.
  • the receiving device may include a receiver, a decoding apparatus, and a renderer.
  • the encoding apparatus may be referred to as a video / image encoding apparatus, and the decoding apparatus may be referred to as a video / image decoding apparatus.
  • the transmitter may be included in the encoding device.
  • the receiver may be included in the decoding apparatus.
  • the renderer may include a display unit, and the display unit may be composed of a separate device or an external component.
  • a video source can acquire video / image through capturing, compositing, or generating a video / image.
  • the video source may include a video / video capture device and / or a video / video generation device.
  • the video / video capture device may include, for example, one or more cameras, video / video archives including previously captured video / images, and the like.
  • the video / image generation device may include, for example, a computer, tablet, smart phone, and the like (electronically) to generate video / images.
  • a virtual video / image may be generated through a computer or the like. In this case, the video / image capturing process may be replaced in the process of generating related data.
  • the encoding device may encode the input video / image.
  • the encoding apparatus can perform a series of procedures such as prediction, conversion, and quantization for compression and coding efficiency.
  • the encoded data (encoded video / image information) can be output in the form of a bitstream.
  • the transmitting unit may transmit the encoded video / image information or data output in the form of a bit stream to a receiving unit of the receiving device through a digital storage medium or a network in the form of a file or a stream.
  • the digital storage medium may include various storage media such as USB, SD, CD, DVD, Blu-ray, HDD, SSD and the like.
  • the transmission unit may include an element for generating a media file through a predetermined file format, and may include an element for transmission over a broadcast / communication network.
  • the receiving unit may extract the bitstream and transmit it to the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus may perform a series of procedures such as inverse quantization, inverse transformation, and prediction corresponding to the operation of the encoding apparatus to decode the video / image.
  • the renderer may render the decoded video / image.
  • the rendered video / image can be displayed through the display unit.
  • FIG. 24 shows a structure of a contents streaming system as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the content streaming system to which the present invention is applied may include an encoding server, a streaming server, a web server, a media repository, a user device, and a multimedia input device.
  • the encoding server compresses content input from multimedia input devices such as a smart phone, a camera, and a camcorder into digital data to generate a bit stream and transmit the bit stream to the streaming server.
  • multimedia input devices such as a smart phone, a camera, a camcorder, or the like directly generates a bitstream
  • the encoding server may be omitted.
  • the bitstream may be generated by an encoding method or a bitstream generating method to which the present invention is applied, and the streaming server may temporarily store the bitstream in the process of transmitting or receiving the bitstream.
  • the streaming server transmits multimedia data to a user device based on a user request through the web server, and the web server serves as a medium for informing the user of what services are available.
  • the web server delivers it to the streaming server, and the streaming server transmits the multimedia data to the user.
  • the content streaming system may include a separate control server. In this case, the control server controls commands / responses among the devices in the content streaming system.
  • the streaming server may receive content from a media repository and / or an encoding server. For example, when receiving the content from the encoding server, the content can be received in real time. In this case, in order to provide a smooth streaming service, the streaming server can store the bit stream for a predetermined time.
  • Examples of the user device include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • slate PC Such as tablet PCs, ultrabooks, wearable devices (e.g., smartwatches, smart glass, HMDs (head mounted displays)), digital TVs, desktops Computers, and digital signage.
  • Each of the servers in the content streaming system can be operated as a distributed server. In this case, data received at each server can be distributed.
  • the embodiments described in the present invention can be implemented and executed on a processor, a microprocessor, a controller, or a chip.
  • the functional units depicted in the figures may be implemented and implemented on a computer, processor, microprocessor, controller, or chip.
  • the decoder and encoder to which the present invention is applied can be applied to multimedia communication devices such as a multimedia broadcasting transmitting and receiving device, a mobile communication terminal, a home cinema video device, a digital cinema video device, a surveillance camera, a video chatting device, (3D) video devices, video telephony video devices, and medical video devices, and the like, which may be included in, for example, a storage medium, a camcorder, a video on demand (VoD) service provision device, an OTT video (Over the top video) And may be used to process video signals or data signals.
  • the OTT video (Over the top video) device may include a game console, a Blu-ray player, an Internet access TV, a home theater system, a smart phone, a tablet PC, a DVR (Digital Video Recorder)
  • the processing method to which the present invention is applied may be produced in the form of a computer-executed program, and may be stored in a computer-readable recording medium.
  • the multimedia data having the data structure according to the present invention can also be stored in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium includes all kinds of storage devices and distributed storage devices in which computer-readable data is stored.
  • the computer-readable recording medium may be, for example, a Blu-ray Disc (BD), a Universal Serial Bus (USB), a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a RAM, a CD- Data storage devices.
  • the computer-readable recording medium includes media implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).
  • the bit stream generated by the encoding method can be stored in a computer-readable recording medium or transmitted over a wired or wireless communication network.
  • an embodiment of the present invention may be embodied as a computer program product by program code, and the program code may be executed in a computer according to an embodiment of the present invention.
  • the program code may be stored on a carrier readable by a computer.
  • Embodiments in accordance with the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs) field programmable gate arrays, processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, a function, or the like which performs the functions or operations described above.
  • the software code can be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory is located inside or outside the processor and can exchange data with the processor by various means already known.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명에서는 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 방법에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 엔트로피 디코딩하는 단계; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 후보자 리스트를 생성하는 단계; 상기 MPM 후보자 리스트에 포함된 후보자의 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스(index)의 컨텍스트 테이블(context table)을 선택하는 단계; 및 상기 컨텍스트 테이블에 기초하여 상기 MPM 인덱스를 엔트로피 디코딩하는 단계를 포함하되, 상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블은 미리 정해진 예측 모드 그룹들 중에서, 상기 후보자의 인트라 예측 모드를 포함하는 예측 모드 그룹에 매핑되는 컨텍스트 테이블로 선택될 수 있다.

Description

비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 신택스 요소(syntax element)의 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) 컨텍스트 모델(context model)을 디자인하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
엔트로피 코딩은 부호화 과정을 통해 결정된 신택스 엘리먼트들을 무손실 압축하여 RBSP(Raw Byte Sequence Payload)를 생성하는 과정이다. 엔트로피 코딩은 신택스의 통계를 이용하여 자주 발생하는 신택스에 대해서는 짧은 비트를 할당하고, 그렇지 않은 신택스에는 긴 비트를 할당하여 신택스 엘리먼트들을 간결한 데이터로 표현한다.
그 중, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)은 이진 산술 코딩을 수행하는 과정에서 신택스의 컨텍스트와 이전에 발생한 심볼에 기초하여 적응적으로 업데이트된 확률 모델을 사용한다. 그러나, 이러한 CABAC도 연산량이 많아 복잡도가 높고 순차적 구조를 가지고 있어 병렬 수행이 어려운 문제점이 있다.
따라서, 비디오 압축 기술에 있어서 신택스 엘리먼트를 보다 효율적으로 압축하고 전송할 필요가 있으며, 이를 위해 엔트로피 코딩의 성능을 향상시킬 필요가 있다.
본 발명의 목적은, CABAC 수행시 컨텍스트 모델(context model)의 예측 성능을 높이기 위한 방법을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명의 목적은 신택스 요소의 엔트로피 인코딩, 디코딩을 수행함에 있어서, 다수의 컨텍스트 모델 중 가장 적합한 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 MPM(Most probable mode) 인덱스(index)를 파싱할 때, MPM 후보 모드를 활용하여 적합한 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 주변 블록으로부터 현재 부복호화 대상이 되는 신택스 요소에 대한 정보를 참조하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법에 대하여 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 방법에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 엔트로피 디코딩하는 단계; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 후보자 리스트를 생성하는 단계; 상기 MPM 후보자 리스트에 포함된 후보자의 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스(index)의 컨텍스트 테이블(context table)을 선택하는 단계; 및 상기 컨텍스트 테이블에 기초하여 상기 MPM 인덱스를 엔트로피 디코딩하는 단계를 포함하되, 상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블은 미리 정해진 예측 모드 그룹들 중에서, 상기 후보자의 인트라 예측 모드를 포함하는 예측 모드 그룹에 매핑되는 컨텍스트 테이블로 선택될 수 있다.
바람직하게, 상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계는, 상기 MPM 후보자 리스트의 후보자 순서에 매핑되는 상기 MPM 인덱스의 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계는, 상기 MPM 후보자 리스트의 첫 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 첫 번째 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 두 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 두 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 세 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 세 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹 및 제2 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드, 수직 모드, 상기 수평 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들 및 상기 수직 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들을 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 장치에 있어서, 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 엔트로피 디코딩하는 MPM 플래그 디코딩부; 상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 후보자 리스트를 생성하는 MPM 후보자 리스트 생성부; 상기 MPM 후보자 리스트에 포함된 후보자의 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스(index)의 컨텍스트 테이블(context table)을 선택하는 컨텍스트 테이블 선택부; 및 상기 컨텍스트 테이블에 기초하여 상기 MPM 인덱스를 엔트로피 디코딩하는 MPM 인덱스 디코딩부를 포함하되, 상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블은 미리 정해진 예측 모드 그룹들 중에서, 상기 후보자의 인트라 예측 모드를 포함하는 예측 모드 그룹에 매핑되는 컨텍스트 테이블로 선택될 수 있다.
바람직하게, 상기 컨텍스트 테이블 선택부는, 상기 MPM 후보자 리스트의 후보자 순서에 매핑되는 상기 MPM 인덱스의 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
바람직하게, 상기 컨텍스트 테이블 선택부는, 상기 MPM 후보자 리스트의 첫 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 첫 번째 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 두 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 두 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 세 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 세 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹 및 제2 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드, 수직 모드, 상기 수평 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들 및 상기 수직 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들을 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, MPM(Most probable mode) 인덱스(index)에 대한 컨텍스트 결정에 있어서 상대적으로 빈번하게 선택되는 예측 모드들을 별도로 그룹핑함으로써, 심볼 발생 확률에 대한 통계를 효과적으로 반영한 컨텍스트 모델링이 가능할 수 있고, 이를 통해 엔트로피 부호화/복호화 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, QT(QuadTree, 이하 ‘QT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, BT(Binary Tree, 이하 ‘BT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, TT(Ternary Tree, 이하 ‘TT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, AT(Asymmetric Tree, 이하 ‘AT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 8은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
도 9는 본 발명이 적용되는 있는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플을 생성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 MPM(Most probable mode)을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)이 적용되는 엔트로피 인코딩부의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)이 적용되는 엔트로피 디코딩부의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)에 따라 수행되는 인코딩 흐름도를 나타낸다.
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)에 따라 수행되는 디코딩 흐름도를 나타낸다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록에 기초하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 설명하기 위한 블록 관계도를 나타낸다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 좌측 블록과 상측 블록을 이용하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 산술 코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MPM 인덱스의 컨텍스트 모델링(Context modeling) 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 엔트로피 디코딩 장치를 예시하는 도면이다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 좌측 블록과 상측 블록을 이용하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 나타내는 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 좌측 블록과 상측 블록을 이용하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 나타내는 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
도 24은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
인터 예측부(181)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다. 여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(181)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(181)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다. 인트라 예측부(182)는, 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, QT(QuadTree, 이하 ‘QT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
비디오 코딩에서 하나의 블록은 QT(QuadTree) 기반으로 분할될 수 있다. 또한, QT에 의해서 분할된 하나의 서브 블록 (sub block)은 QT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다. 더 이상 QT 분할되지 않는 리프 블록 (leaf block)은 BT(Binary Tree), TT(Ternary Tree) 또는 AT(Asymmetric Tree) 중 적어도 하나의 방식에 의해서 분할될 수 있다. BT는 horizontal BT (2NxN, 2NxN)과 vertical BT (Nx2N, Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. TT는 horizontal TT (2Nx1/2N, 2NxN, 2Nx1/2N)와 vertical TT (1/2Nx2N, Nx2N, 1/2Nx2N)의 두 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. AT는 horizontal-up AT (2Nx1/2N, 2Nx3/2N), horizontal-down AT (2Nx3/2N, 2Nx1/2N), vertical-left AT (1/2Nx2N, 3/2Nx2N), vertical-right AT (3/2Nx2N, 1/2Nx2N) 의 네 가지 형태의 분할을 가질 수 있다. 각각의 BT, TT, AT는 BT, TT, AT를 사용하여 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
상기 도 3은 QT 분할의 예를 보여준다. 블록 A는 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (A0, A1, A2, A3)으로 분할될 수 있다. 서브 블록 A1은 다시 QT에 의해서 4개의 서브 블록 (B0, B1, B2, B3)로 분할될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, BT(Binary Tree, 이하 ‘BT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 4는 BT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical BT (C0, C1) 또는 horizontal BT (D0, D1)으로 분할될 수 있다. 블록 C0와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal BT (E0, E1) 또는 vertical BT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, TT(Ternary Tree, 이하 ‘TT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 5는 TT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical TT (C0, C1, C2) 또는 horizontal TT (D0, D1, D2)으로 분할될 수 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal TT (E0, E1, E2) 또는 vertical TT (F0, F1, F2)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할될 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, AT(Asymmetric Tree, 이하 ‘AT’라 함) 블록 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 6은 AT 분할의 예를 보여준다. QT에 의해서 더 이상 분할되지 않는 블록 B3은 vertical AT (C0, C1) 또는 horizontal AT (D0, D1)으로 분할 될 수 있다. 블록 C1와 같이 각각의 서브 블록은 horizontal AT (E0, E1) 또는 vertical TT (F0, F1)의 형태와 같이 재귀적으로 더 분할 될 수 있다.
한편, BT, TT, AT 분할은 함께 사용하여 분할이 가능하다. 예를 들어, BT에 의해 분할된 서브 블록은 TT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. 또한, TT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 AT에 의한 분할이 가능하다. AT에 의해 분할된 서브 블록은 BT 또는 TT에 의한 분할이 가능하다. 예를 들어, horizontal BT 분할 이후, 각각의 서브 블록이 vertical BT로 분할될 수 있고, 또는 vertical BT 분할 이후, 각각의 서브 블록이 horizontal BT로 분할될 수도 있다. 상기 두 종류의 분할 방법은 분할 순서는 다르지만 최종적으로 분할되는 모양은 동일하다.
또한, 블록이 분할되면 블록을 탐색하는 순서를 다양하게 정의할 수 있다. 일반적으로, 좌측에서 우측으로, 상단에서 하단으로 탐색을 수행하며, 블록을 탐색한다는 것은 각 분할된 서브 블록의 추가적인 블록 분할 여부를 결정하는 순서를 의미하거나, 블록이 더 이상 분할되지 않을 경우 각 서브 블록의 부호화 순서를 의미하거나, 또는 서브 블록에서 다른 이웃 블록의 정보를 참조할 때의 탐색 순서를 의미할 수 있다.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를　예측　픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인트라 예측(또는 화면 내 예측)에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인트라 예측(Intra prediction)(또는 화면 내 예측)
도 7는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인트라 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 7를 참조하면, 디코더는 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드를 도출(derivation)한다(S701).
인트라 예측에서는 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘플의 위치에 대한 예측 방향을 가질 수 있다. 예측 방향을 가지는 인트라 예측 모드를 인트라 방향성 예측 모드(Intra_Angular prediction mode)라고 지칭한다. 반면, 예측 방향을 가지지 않는 인트라 예측 모드로서, 인트라 플래너(INTRA_PLANAR) 예측 모드, 인트라 DC(INTRA_DC) 예측 모드가 있다.
표 1은 인트라 예측 모드와 관련 명칭에 대하여 예시하고, 도 8은 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시한다.
Figure PCTKR2018014560-appb-T000001
인트라 예측에서는 도출되는 예측 모드에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측을 수행한다. 예측 모드에 따라 예측에 사용되는 참조 샘풀과 구체적인 예측 방법이 달라지므로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩된 경우, 디코더는 예측을 수행하기 위해 현재 블록의 예측 모드를 도출한다.
디코더는 현재 처리 블록의 주변 샘플들(neighboring samples)이 예측에 사용될 수 있는지 확인하고, 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성한다(S702).
인트라 예측에서 현재 처리 블록의 주변 샘플들은 nS×nS 크기의 현재 처리 블록의 좌측(left) 경계에 인접한 샘플 및 좌하측(bottom-left)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들, 현재 처리 블록의 상측(top) 경계에 인접한 샘플 및 우상측(top-right)에 이웃하는 총 2×nS 개의 샘플들 및 현재 처리 블록의 좌상측(top-left)에 이웃하는 1개의 샘플을 의미한다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 샘플들 중 일부는 아직 디코딩되지 않았거나, 이용 가능하지 않을 수 있다. 이 경우, 디코더는 이용 가능한 샘플들로 이용 가능하지 않은 샘플들을 대체(substitution)하여 예측에 사용할 참조 샘플들을 구성할 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드에 기반하여 참조 샘플의 필터링을 수행할 수 있(S703).
참조 샘플의 필터링 수행 여부는 현재 처리 블록의 크기에 기반하여 결정될 수 있다. 또한, 참조 샘플의 필터링 방법은 인코더로부터 전달되는 필터링 플래그에 의해 결정될 수 있다.
디코더는 인트라 예측 모드와 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(S704). 즉, 디코더는 인트라 예측 모드 도출 단계(S701)에서 도출된 인트라 예측 모드와 참조 샘플 구성 단계(S702)와 참조 샘플 필터링 단계(S703)를 통해 획득한 참조 샘플들에 기반하여 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성(즉, 예측 샘플 생성)한다.
현재 처리 블록이 INTRA_DC 모드로 인코딩된 경우 처리 블록 간의 경계의 불연속성(discontinuity)를 최소화하기 위해, S704 단계에서 예측 블록의 좌측(left) 경계 샘플(즉, 좌측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)과 상측(top) 경계 샘플(즉, 상측 경계에 인접한 예측 블록 내 샘플)을 필터링할 수 있다.
또한, S704 단계에서 인트라 방향성 예측 모드들 중 수직 방향 모드(vertical mode) 및 수평 방향 모드(horizontal mode)에 대해서도 INTRA_DC 모드와 유사하게 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플에 필터링을 적용할 수 있다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록이 수직 방향 모드(vertical mode) 또는 수평 방향 모드(horizontal mode)로 인코딩된 경우, 예측 방향에 위치하는 참조 샘플에 기반하여 예측 샘플의 값을 도출할 수 있다. 이때, 예측 블록의 좌측 경계 샘플 또는 상측 경계 샘플 중 예측 방향에 위치하지 않는 경계 샘플이 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과 인접할 수 있다. 즉, 예측에 사용되는 참조 샘플과의 거리보다 예측에 사용되지 않는 참조 샘플과의 거리가 훨씬 가까울 수 있다.
따라서, 디코더는 인트라 예측 방향이 수직 방향인지 수평 방향인지에 따라 적응적으로 좌측 경계 샘플들 또는 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다. 즉, 인트라 예측 방향이 수직 방향인 경우, 좌측 경계 샘플들에 필터링을 적용하고, 인트라 예측 방향이 수평 방향인 경우, 상측 경계 샘플들에 필터링을 적용할 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 있는 실시예로서, 인트라 예측 모드에 따른 예측 방향을 예시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 기존의 영상 압축 기술에서는 인트라 예측을 위하여 33가지의 방향성 예측 모드와 두 가지의 비방향성 예측 모드(즉, DC 모드, 플래너(Planar) 모드), 총 35가지 예측 모드가 이용되었으나, 최근에는 기존의 인트라 예측 방법 대비 더 많은 67가지 인트라 예측 모드를 이용하여 화면 내 예측을 수행하는 방법이 논의되고 있다.
67개의 인트라 예측 모드들 중에서, 2개의 비방향성 모드인 DC 모드, 플래너 모드를 제외한 나머지 65개의 방향성 예측 모드들은 도 9에 도시된 바와 같은 예측 방향을 가질 수 있고, 인코더/디코더는 예측 모드의 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플을 복사함으로써 인트라 예측을 수행할 수 있다. 이때, 좌하단 예측 방향부터 우상단 예측 방향까지 각각 순차적으로 2번부터 66번까지의 예측 모드 번호가 할당될 수 있다.
본 발명에서 제안하는 방법은 최근 논의되는 65가지 예측 모드를 이용하는 인트라 예측을 위주로 설명하나, 종래의 35가지 예측 모드를 이용하는 인트라 예측에도 동일한 방법으로 적용될 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플을 생성하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 10은 참조하면, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드의 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플을 복사함으로써 예측 샘플을 생성할 수 있다. 만약, 예측 방향에 따라 결정되는 참조 샘플이 정수 화소 위치가 아닌 경우, 인코더/디코더는 인접한 정수 화소 참조 샘플들을 보간하여 분수 화소 위치의 참조 샘플을 계산할 수 있고, 이를 복사하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.
구체적으로, 인코더/디코더는 도 10에 도시된 바와 같이 대응되는 2개의 정수 화소 위치의 참조 샘플들 및 예측 모드의 각도를 통해 획득된 참조 샘플간 거리비를 이용하여 보간된 참조 샘플을 계산할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 계산된 보간된 참조 샘플을 복사하여 예측 샘플을 생성할 수 있다.
이때, 부화소(즉, 분수 화소)의 위치를 계산하기 위하여 예측 모드의 각도 θ에 대한 tan 값이 정의될 수 있다. 또한, 연산의 복잡도 개선을 위하여 정수 단위로 스케일하여 정의될 수 있으며, 67개의 예측 모드별로 tanθ는 아래의 표 2를 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018014560-appb-T000002
또한, 일부 예측 모드들에 대한 별로 tan-1θ는 아래의 표 3을 이용하여 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018014560-appb-T000003
부화소 위치의 참조 샘플 값을 유도하기 위하여, 인코더/디코더는 정수 화소 참조 샘플들에 대하여 보간 필터를 적용할 수 있다. 그리고, 보간 필터는 현재 처리 블록의 크기에 따라 선택적으로 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 정수 화소 위치의 참조 샘플들에 대하여 보간을 수행함에 있어서, 현재 처리 블록의 너비 또는 높이가 8 보다 작거나 같은 경우, 보간 필터로 큐빅 필터(Cubic filter)를 이용할 수 있다. 만약, 현재 처리 블록의 너비 또는 높이가 8 보다 큰 경우, 인코더/디코더는 보간 필터로 가우시안(Gaussian filter)를 이용할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 방향성 예측 모드는 34번 예측 모드를 기준으로 이보다 크거나 같은 경우 수직 방향 예측 모드, 34번 작은 경우 수평 방향 예측 모드로 구분될 수 있다. 만약, 수직 방향 예측 모드인 경우, 인코더/디코더는 현재 처리 블록의 너비를 기준으로 보간 필터를 선택하고, 수평 방향 예측 모드일 경우, 현재 처리 블록의 높이를 기준으로 보간 필터를 선택할 수 있다.
비방향성 모드 중 DC 모드는 현재 블록 주변에 위치한 참조 샘플들의 평균값을 이용하여 예측 블록을 구성하는 예측 방법을 나타낸다. 현재 처리 블록 내 픽셀들이 균일한(homogeneous) 경우 효과적인 예측을 기대할 수 있다. 한편 참조 샘플의 값이 균일하지 않은 경우에는, 예측 블록과 참조 샘플 사이에 불연속성이 발생할 수 있다. 유사한 상황에서 방향성 예측 모드로 예측하는 경우에도 의도하지 않은 가시적인 윤곽 형성(visible contouring)이 발생할 수 있는데, 이를 보완하기 위하여 플래너(Planar) 예측 방법이 고안되었다.
플래너(Planar) 예측 방법은 주변 참조 샘플을 이용하여 수평 선형 예측(horizontal linear prediction)과 수직 선형 예측(vertical linear prediction)을 수행한 후, 이를 평균함으로써 예측 블록을 구성한다.
또한, 인코더/디코더는 수평 방향(horizontal direction), 수직 방향(vertical direction) 및 DC 모드로 예측된 블록에 대해서는 참조 샘플과 예측 블록 경계의 불연속성을 완화하기 위하여 후처리 필터링을 수행할 수 있다. 이후, 디코더는 예측 블록과 픽셀 영역으로 역변환된 잔차 신호를 합하여 인트라 예측으로 부호화된 블록을 복원할 수 있다.
인코더로부터 예측 모드 정보는 디코더로 전송되는데, 이때 효율적인 예측 모드의 부호화를 위하여 MPM(Most probable mode)이 이용될 수 있다. MPM은 현재 처리 블록의 인트라 예측 모드는 주변에 이전에 인트라 예측된 블록의 예측 모드와 동일 또는 유사할 것이라는 가정에서 출발한다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 MPM(Most probable mode)을 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 인코더/디코더는 MPM 후보 리스트를 구성하기 위하여 주변 블록의 예측 모드를 이용할 수 있다. 본 실시예에서, MPM 후보 리스트를 구성하는 MPM 후보의 최대 개수가 6개인 경우를 가정하여 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제안하는 방법에 적용되는 MPM 후보의 개수는 3개, 4개 또는 5개일 수도 있고, 7개 이상일 수도 있다.
구체적으로, 인코더/디코더는 같이 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 6개의 MPM 후보 리스트(본 발명에서, MPM 리스트, MPM 후보, MPM 후보 그룹 등으로 지칭될 수도 있음)를 구성할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 Left (L), above(A), Planar, DC, Below left (BL), above right (AR), above left(AL) 순서로 MPM 후보 리스트를 구성할 수 있다.
만약, MPM 후보 리스트 내 이미 존재하는 중복 모드를 제거하는 프루닝(Pruning) 작업 이후, 6개 미만의 예측 모드가 채워지는 경우, 디폴트 모드(Default modes)로 정의되는 예측 모드가 중복 체크 후에 MPM 리스트로 삽입될 수 있다. 여기서, 디폴트 모드는 우선적으로 고려되는 예측 모드(또는 예측 모드 그룹)을 나타내며, 통계적으로 많이 선택되는 예측 모드들을 포함할 수 있다. 일 예로, 디폴트 모드는 50, 18, 2, 34, 60, 65번 예측 모드의 총 6개의 예측 모드들을 포함하도록 구성될 수 있다.
만약, 현재 예측 모드가 MPM 후보 리스트 내에 존재하는 예측 모드라면, MPM 리스트 내에서 현재 인트라 예측에 적용되는 예측 모드를 지시하는 인덱스 정보만 전송하면 되기 때문에, 단순히 총 67개 모드 중에서 특정 예측 모드를 시그널링하기 위한 경우(이 경우, 총 7 비트가 필요함)보다 예측 모드 시그널링에 따른 비트의 수를 절약할 수 있다.
일 실시예에서, MPM의 인덱스는 절삭형 단항(truncated unary) 방법으로 이진화(binarization)될 수 있다. 이때, 처음 3개의 빈(bin)을 코딩하는 경우, MPM 모드의 방향성에 따라 수평 방향성, 수직 방향성, 비방향성 모드의 총 세 가지의 컨텍스트 테이블(context table)로 분리하여 부호화/복호화가 수행될 수 있다.
만약, MPM 후보 리스트 내에 존재하는 예측 모드가 아니라면, 6개의 MPM 후보를 제외한 모드들 중 하나가 현재 블록에 적용될 것이므로, 총 61개의 예측 모드에 대한 시그널링만으로 예측 모드 정보를 정확하게 전송할 수 있다.
현재 복호화 대상 블록이 인트라 모드로 부호화된 경우, 디코더는 인코더로부터 전송된 비디오 신호로부터 잔차 신호를 복호화한다. 이때, 디코더는 확률 기반으로 심볼화된 신호에 대하여 엔트로피 복호화를 수행하며, 이후, 역양자화 및 역변환을 수행함으로써 픽셀 도메인의 잔차 신호를 복원할 수 있다. 한편, 디코더의 인트라 예측부(262)에서는 인코더로부터 전송된 예측 모드와 이미 복원된 주변 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성한다. 이후, 예측 신호와 복호화된 잔차 신호를 합하여 인트라 예측된 블록을 복원한다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)이 적용되는 엔트로피 인코딩부의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 엔트로피 인코딩부(1200)는 이진화부(1210), 컨텍스트 모델링부(1220), 이진 산술 인코딩부(1230) 및 메모리(1260)를 포함하고, 상기 이진 산술 인코딩부(1230)는 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(1240) 및 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(1250)를 포함한다. 여기서, 상기 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(1240) 및 상기 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(1250)는 각각 정규 코딩 엔진, 바이패스 코딩 엔진이라 불릴 수 있다.
상기 이진화부(1210)은 데이터 심볼들의 시퀀스를 수신하고 이진화를 수행함으로써 0 또는 1의 이진화된 값으로 구성된 이진 심볼(bin) 스트링을 출력할 수 있다. 상기 이진화부(1210)은 신택스(syntax) 요소들을 이진 심볼들로 매핑할 수 있다. 서로 다른 여러 이진화 과정들, 예를 들어, 단항(unary: U), 끝이 잘린 단항(truncated unary: TU), k차 Exp-Golomb (EGk), 및 고정 길이(Fixed Length) 과정 등이 이진화를 위해 사용될 수 있다. 상기 이진화 과정은 신택스 요소의 유형을 기반으로 선택될 수 있다.
출력된 이진 심볼 스트링은 컨텍스트 모델링부(1220)으로 전송된다.
상기 컨텍스트 모델링부(1220)은 메모리로부터 현재 블록을 코딩하는데 필요한 확률 정보를 선택하여 상기 이진 산술 인코딩부(1230)로 전송한다. 예를 들어, 코딩할 신택스 엘리먼트에 기초하여 컨텍스트 메모리를 선택하고 빈 인덱스(binIdx)를 통해 현재 신택스 엘리먼트 코딩에 필요한 확률 정보를 선택할 수 있다. 여기서, 컨텍스트는 심볼의 발생 확률에 관한 정보를 의미하고, 컨텍스트 모델링은 이진화 결과인 빈(bin)을 입력으로 하여 이진 산술 코딩에 필요한 빈(bin)의 확률을 추정하는 과정을 의미한다.
상기 컨텍스트 모델링부(1220)는 높은 코딩 효율을 성취하기 위해 필요한 정확한 확률 추정을 제공할 수 있다. 이에 따라, 서로 다른 이진 심볼들에 대해 서로 다른 컨텍스트 모델들이 사용될 수 있고 이러한 컨텍스트 모델의 확률은 이전에 코딩된 이진 심볼의 값들을 기반으로 업데이트될 수 있다. 이때, 이전에 코딩된 이진 심볼의 값들은 상기 메모리(1260)에 저장되고, 상기 컨텍스트 모델링부(1220)는 이로부터 이전에 코딩된 이진 심볼의 값들을 이용할 수 있다.
유사한 분포를 가지는 이진 심볼들은 동일한 컨텍스트 모델을 공유할 수 있다. 이러한 각 이진 심볼에 대한 컨텍스트 모델은 확률 추정을 위해, 빈의 신택스 정보, 빈 스트링에서의 빈의 위치를 나타내는 빈 인덱스(binIdx), 빈이 들어 있는 블록의 이웃 블록에 포함된 빈의 확률 중 적어도 하나가 이용될 수 있다.
본 발명에 따라 컨텍스트 모델이 결정되면, 상기 이진 산술 인코딩부(1230)는 상기 컨텍스트 모델에 기초하여 이진 산술 인코딩을 수행할 수 있다.
상기 이진 산술 인코딩부(1230)는 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(1240) 및 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(1250)를 포함하고, 출력된 스트링에 대한 엔트로피 인코딩을 수행하고 압축된 데이터 비트들을 출력한다.
상기 정규 이진 인코딩부(regular binary encoding unit)(1240)는 재귀적 구간 분할(recursive interval division)을 기반으로 산술 코딩을 수행한다.
먼저, 0 내지 1의 초기값을 가지는 구간(또는 범위)이 이진 심볼의 확률을 기반으로 두 개의 하위 구간들로 분할된다. 인코딩된 비트들은 이진 분수로 변환되는 경우 디코딩된 이진 심볼의 값을 나타내는 두 개의 하위 구간 중 하나를 선택하는 오프셋을 제공한다.
디코딩된 모드의 이진 심볼 이후에, 상기 구간은 선택된 하위 구간을 동일하게 하기 위해 업데이트될 수 있으며, 상기 구간 분할 과정 자체가 반복된다. 상기 구간 및 오프셋은 제한된 비트 정밀도를 가지며, 따라서 상기 구간이 특정한 값 아래로 떨어질 때마다 오버플로우를 방지하기 위해 재정규화(renormalization)가 필요할 수 있다. 상기 재정규화(renormalization)는 각각의 이진 심볼이 디코딩된 이후에 발생할 수 있다.
상기 바이패스 이진 인코딩부(bypass binary encoding unit)(1250)는 컨텍스트 모델 없이 인코딩을 수행하며, 현재 코딩되는 빈(bin)의 확률을 0.5로 고정하여 코딩을 수행한다. 이는 신택스의 확률을 결정하기 어렵거나 고속으로 코딩하고자 할 때 이용될 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)이 적용되는 엔트로피 디코딩부의 개략적인 블록도를 나타낸다.
본 발명이 적용되는 엔트로피 디코딩부(1300)는 컨텍스트 모델링부(1310), 이진 산술 디코딩부(1320), 메모리(1350) 및 역이진화부(1360)를 포함하고, 상기 이진 산술 디코딩부(1320)는 정규 이진 디코딩부(regular binary decoding unit)(1330) 및 바이패스 이진 디코딩부(bypass binary decoding unit)(1340)를 포함한다.
상기 엔트로피 디코딩부(1300)는 비트스트림을 수신하고 그로부터 바이패스 플래그(bypass flag)를 확인할 수 있다. 여기서, 바이패스 플래그(bypass flag)는 바이패스 모드(bypass mode)인지 여부를 나타내고, 상기 바이패스 모드(bypass mode)는 컨텍스트 모델을 이용하지 않고, 현재 코딩되는 빈(bin)의 확률을 0.5로 고정하여 코딩을 수행하는 것을 의미한다.
상기 바이패스 플래그(bypass flag)에 따라 바이패스 모드(bypass mode)가 아닐 때, 상기 정규 이진 디코딩부(regular binary decoding unit)(1330)는 정규 모드(regular mode)에 따라 이진 산술 디코딩을 수행한다.
이때, 상기 컨텍스트 모델링부(1310)는 상기 메모리(1350)로부터 현재 비트스트림을 디코딩하는데 필요한 확률 정보를 선택하여 상기 정규 이진 디코딩부(regular binary decoding unit)(1330)로 전송한다.
본 발명에 따라 컨텍스트 모델이 결정되면, 상기 이진 산술 디코딩부(1320)는 상기 컨텍스트 모델에 기초하여 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다.
한편, 상기 바이패스 플래그(bypass flag)에 따라 바이패스 모드(bypass mode)일 때, 상기 바이패스 이진 디코딩부(bypass binary decoding unit)(1340)는 바이패스 모드(bypass mode)에 따라 이진 산술 디코딩을 수행한다.
상기 역이진화부(1360)는 상기 이진 산술 디코딩부(1320)에서 디코딩된 이진수 형태의 빈(bin)을 입력받아 정수 형태의 신택스 엘리먼트 값으로 변환 출력하게 된다.
도 14는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)에 따라 수행되는 인코딩 흐름도를 나타낸다.
인코더는, 신택스 엘리먼트에 대해 이진화를 수행할 수 있다(S1410).
상기 인코더는, 정규 모드에 따라 이진 산술 코딩을 수행할지 또는 바이패스 모드에 따라 이진 산술 코딩을 수행할지 여부를 확인할 수 있다(S1420). 예를 들어, 상기 인코더는 바이패스 플래그(bypass flag)에 기초하여 정규 모드인지 바이패스 모드인지 여부를 확인할 수 있으며, 예를 들어 상기 바이패스 플래그(bypass flag)가 1이면 바이패스 모드를 나타내고, 0이면 정규 모드를 나타낼 수 있다.
정규 모드일 때, 상기 인코더는 확률 모델을 선택할 수 있고(S1430), 상기 확률 모델에 기초하여 이진 산술 인코딩을 수행할 수 있다(S1440). 그리고, 상기 인코더는, 확률 모델을 업데이트할 수 있으며(S1450), 상기 S1430 단계에서 업데이트된 확률 모델에 기초하여 다시 적합한 확률 모델을 선택할 수 있다.
한편, 바이패스 모드일 때, 상기 인코더는 확률 0.5에 기초하여 이진 산술 인코딩을 수행할 수 있다(S1460).
도 15는 본 발명이 적용되는 실시예로서, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)에 따라 수행되는 디코딩 흐름도를 나타낸다.
먼저, 디코더는 비트스트림을 수신할 수 있다(S1510).
상기 디코더는 상기 비트스트림으로부터 바이패스 플래그(bypass flag)를 추출하여 정규 모드인지 바이패스 모드인지 여부를 확인할 수 있다(S1520). 여기서, 상기 바이패스 플래그(bypass flag)는 신택스의 종류에 따라 사전에 결정되어 있을 수 있다.
상기 바이패스 플래그(bypass flag)가 정규 모드를 나타낼 때, 상기 디코더는 확률 모델을 선택할 수 있고(S1530), 상기 확률 모델에 기초하여 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다(S1540). 그리고, 상기 디코더는, 확률 모델을 업데이트할 수 있으며(S1550), 상기 S1530 단계에서 업데이트된 확률 모델에 기초하여 다시 적합한 확률 모델을 선택할 수 있다.
한편, 상기 바이패스 플래그(bypass flag)가 바이패스 모드를 나타낼 때, 상기 디코더는 확률 0.5에 기초하여 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다(S1560).
상기 디코더는 디코딩된 빈스트링(bin string)에 대해 역이진화를 수행할 수 있다(S1570). 예를 들어, 디코딩된 이진수 형태의 빈(bin)을 입력받아 정수 형태의 신택스 엘리먼트 값으로 변환 출력할 수 있다.
도 16은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 이웃 블록에 기초하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 설명하기 위한 블록 관계도를 나타낸다.
CABAC 의 컨텍스트 모델은 통계적 특성에 따라 다양하게 고려될 수 있다. 예를 들어, 1 개의 컨텍스트 모델을 사용할 때 특별한 조건을 고려하지 않고 하나의 컨텍스트 모델이 이용될 수 있다. 그러나, 3 개의 컨텍스트 모델을 사용할 때에는 조건에 따라, 즉 이웃 블록의 신택스 요소에 기초하여 컨텍스트 모델이 설계될 수 있다.
도 16을 살펴보면, 현재 블록을 C, 현재 블록에 인접한 좌측 블록을 L, 상측 블록을 A라 한다. 현재 블록 C의 신택스에 대한 컨텍스트 모델은 이웃 블록인 좌측 블록 (L) 이나 상측 블록 (A) 중 적어도 하나를 이용하여 결정될 수 있다. 다음 수학식 1은 상기 좌측 블록과 상기 상측 블록을 이용하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 나타낸다.
Figure PCTKR2018014560-appb-M000001
여기서, availableL과 availableA는 각각 좌측 블록과 상측 블록이 존재하는지 여부를 나타내며, condL과 condA는 각각 좌측 블록과 상측 블록에 대한 해당 신택스의 값을 의미한다.
상기 수학식 1에 따르면, 이웃 블록의 신택스 값에 따라서 3개의 컨텍스트 모델이 사용될 수 있다. 상기 컨텍스트 모델은 현재 블록의 크기 또는 이웃 블록의 크기에 상관없이 이웃 블록의 신택스 값에 따라 결정될 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 좌측 블록과 상측 블록을 이용하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명에 따라 컨텍스트 모델을 선택하는 방법은 인코더 및 디코더에서 모두 적용될 수 있으며, 설명의 편의상 디코더를 기준으로 설명하도록 한다.
먼저, 디코더는 현재 블록에 이웃하는 좌측 블록 및 상측 블록을 유도할 수 있다(S1710). 즉, 현재 블록에 인접하는 좌측 블록 및 상측 블록이 이용가능한지 확인할 수 있다.
상기 좌측 블록 및 상기 상측 블록 중 적어도 하나가 이용가능할 때, 상기 디코더는 상기 좌측 블록 및 상기 상측 블록 중 적어도 하나로부터 신택스 값을 유도할 수 있다(S1720).
그리고, 상기 디코더는 상기 좌측 블록 및 상기 상측 블록 중 적어도 하나의 신택스 값에 기초하여 컨텍스트 인덱스 값을 유도함으로서 컨텍스트 모델을 결정할 수 있다(S1730).
상기 디코더는, 상기 컨텍스트 모델에 기초하여 이진 산술 디코딩을 수행할 수 있다(S1740).
비디오 코딩에서의 엔트로피 코딩은 부호화 과정으로부터 결정된 신택스 요소를 무손실 압축하여 간결한 데이터로 표현하는 과정이다. 신택스의 통계를 이용하여 자주 나타나는 신택스에 대해서는 작은 정보 짧은 비트열)로 표현하고, 그렇지 않은 신택스에 대해서는 큰 정보(긴 비트열)로 표현함으로써 정보의 무손실 압축을 기대할 수 있다.
엔트로피 코딩은 크게 가변 길이 코딩(Variable length coding)과 산술 코딩(Arithmetic coding) 방법으로 구분할 수 있다. 가변 길이 코딩은 앞서 언급한 것과 같이 빈출 정보에 대해서는 적은 양의 비트를 할당하고, 그렇지 않은 정보는 많은 양의 비트를 할당함으로써 정보의 압축을 기대할 수 있다. 그러나, 가변 길이 코딩은 높은 확률을 갖는 심볼에 대해서도 최소 1비트 이상의 비트를 할당하여야 한다. 따라서, 최근 비디오 부호화에서는 하나의 실수값으로 여러 개의 심볼을 표현하는 방법으로써 산술 코딩(Arithmetic coding) 방법이 주로 사용된다.
도 18은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 산술 코딩 방법을 설명하기 위한 도면이다.
일반적인 산술 코딩에서 범위의 초기값은 [0,1]이며, 0과 1은 각 심볼의 발생 확률에 따라 여러 간격으로 나누어 진다. 그리고, 현재 부호화 할 심볼의 확률에 따라 할당된 간격을 선택하며, 그 다음 과정에서는 선택된 간격이 다음 부호화의 간격이 된다. 따라서, 초기의 각 심볼에 대한 확률 정보는 인코더와 디코더 모두 알고 있어야 완벽하게 복원할 수 있다.
특히, 이진 산술 코딩 (Binary arithmetic coding)은 0 또는 1의 두 개의 값만을 갖는 이진 심볼에 대한 것이다. 따라서, 각 심볼에 대한 확률은 p(0) 또는 p(1)만이 존재하며, 확률에 따라 간격은 두 개로만 정의될 수 있다.
도 18을 참조하면, 이코더는 0이 발생할 확률이 0.6인 이진 모델에 대하여 0010이라는 비트스트림에 대한 확률 간격을 구하고, 0.216부터 0.3024의 숫자 중 가장 비트가 적은 숫자 (0.25)에 대한 이진화수 001을 디코더로 전송할 수 있다. 그리고, 디코더는 동일한 확률 모델을 가지고 인코더에서 수행한 반대의 방법으로 비트스트림 0010을 복원할 수 있다.
비디오 코딩에서는 상술한 이진 산술 부호화를 기본으로 하는 CABAC(Context-adaptive binary arithmetic coding) 방법을 사용된다. CABAC은 심볼의 이진화, 컨텍스트 모델링, 이진 산술 부호화 등을 핵심 요소(또는 핵심 프로세스)로서 포함할 수 있다. 앞서 도 12에서 설명한 바와 같이, 신택스 요소는 이진화부(도 12, 1210)를 거쳐 0과 1의 빈(bin)(또는 심볼)으로 표현되고, 각각의 빈은 정규 이진 인코딩부(도 12, 1240)(또는 정규 산술 인코딩부) 또는 바이패스 이진 인코딩부(도 12, 1250)(또는 우회 산술 인코딩부)으로 선택적으로 입력될 수 있다.
정규 산술 부호화부 스위치를 통과할 경우, 컨텍스트 모델링부(도 12, 1220)(또는 확률 예측부 및 할당부)로 입력되어 해당되는 빈의 확률을 할당한 뒤, 정규 산술 부호화부에서 부호화가 수행될 수 있다. 이 때, 현재 부호화 되는 빈은 이전에 입력된 빈들의 발생 확률에 따라 업데이트된 확률로 부호화될 수 있다.
즉, 현재 입력된 빈에 대하여 확률 모델을 업데이트 하는 과정을 포함될 수 있다. 확률 모델에 따라 MPS(most probable symbol)는 0 또는 1이 될 수 있으며 LPS(least probable symbol)는 그 반대로 지정될 수 있다. 또한, MPS의 확률이 n 이라면 LPS의 확률은 1-n으로 유추해낼 수 있다. 우회 산술 부호화부로 입력된 빈은 0과 1 각각 0.5의 확률로 부호화되며 확률에 대한 컨텍스트 요소 업데이트가 수행되지 않는다. 그리고, 부호화된 비트들은 취합되어 디코더로 전송될 수 있다. 디코더에서는 CABAC 디코딩을 가장 먼저 수행하며 인코더에서 수행되는 상술한 내용을 역순으로 수행함으로써 복호화를 수행할 수 있다.
이진화가 수행된 이후, 빈 스트링(bin string)을 구성하는 각각의 빈(bin)에 대한 이진 산술 부호화가 수행될 수 있다. 이진화부로부터 출력된 빈(bin)의 0과 1에 대한 발생 확률은 고정적이지 않으며 변화할 수 있다. 따라서, CABAC 엔트로피 코딩은 0 또는 1의 변화하는 발생 확률에 대하여 가장 근사한 값으로 예측하기 위해서 이전에 부호화된 빈(bin)의 정보를 활용하여 지속적으로 확률 업데이트를 수행할 수 있다.
이하에서는, MPM의 인덱스를 효율적으로 인코딩/디코딩하기 위하여, CABAC의 핵심 요소 중 컨텍스트 모델링(Context modeling)을 활용한 엔트로피 코딩 방법을 설명한다.
도 19는 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 MPM 인덱스의 컨텍스트 모델링(Context modeling) 방법을 예시하는 흐름도이다.
전술한 바와 같이, MPM 후보 리스트는 인코더와 디코더간 약속된 특정 순서(예컨대, 도 10의 Left(L), above(A), Planar, DC, Below left (BL), above right (AR), above left(AL))로 주변 블록의 예측 모드를 이용하여 구성(또는 생성)될 수 있다. 이는 인트라 예측의 출발점인 공간적 중복성(Spatial redundancy) 특성을 고려한 것으로, 주변의 이미 복원된 모드가 현재 블록과 유사할 것이라는 가정으로부터 정해진 순서이다.
MPM 인덱스의 이진화(binarization)는 아래의 표 4와 같은 절삭형 단항 이진화(truncated unary binarization) 방법으로 수행될 수 있다. 이 방법은 선택될 확률이 높은 앞의 인덱스에는 적은 빈을 할당하고, 인덱스 숫자가 커질 수록 많은 빈을 할당하여 정보의 압축을 기대할 수 있다.
Figure PCTKR2018014560-appb-T000004
한편, CABAC에서는 이진화된 신택스의 종류 및 이미 부호화 된 주변 블록의 정보를 이용하여 심볼(또는 빈)의 컨텍스트 테이블(또는 확률 테이블)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 신택스 요소에 따라, 주변 블록의 해당 신택스 요소 부복호화 여부, 블록의 크기, 모드 정보 등을 이용하여 두 개 또는 다수의 컨텍스트 테이블로부터 선택할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서, MPM 리스트의 후보 모드를 기준으로 컨텍스트 테이블을 선택하여 MPM 인덱스에 대하여 엔트로피 코딩을 수행하는 방법을 제안한다.
도 19를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 MPM 인덱스의 엔트로피 코딩 방법을 디코더를 위주로 설명하나, 인코더와 디코더에 동일하게 적용될 수 있다.
디코더는 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 엔트로피 디코딩한다(S1901).
디코더는 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 후보자 리스트를 생성(또는 구성)한다(S1902).
디코더는 인코더와 동일한 방법으로 MPM을 구성한 후, MPM 후보 리스트 내에서 몇 번째 인덱스의 후보 모드가 최종적으로 현재 블록의 인트라 예측에 적용되는 예측 모드로 선택되었는지를 확인하기 위하여 MPM 인덱스에 대한 파싱을 수행한다.
즉, 디코더는 MPM 후보자 리스트에 포함된 후보자의 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스(index)의 컨텍스트 테이블(context table)을 선택한다(S1903). 실시예로서, 디코더는 MPM 후보자 리스트의 후보자 순서에 매핑되는 상기 MPM 인덱스의 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
디코더는 상기 S1903 단계에서 선택된 컨텍스트 테이블에 기초하여 MPM 인덱스를 엔트로피 디코딩한다(S1904). 이때, MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블은 미리 정해진 예측 모드 그룹들 중에서, 상기 후보자의 인트라 예측 모드를 포함하는 예측 모드 그룹에 매핑되는 컨텍스트 테이블로 선택될 수 있다.
예를 들어, 디코더는 MPM 0번째 후보자가 최종 인트라 예측 모드인지(즉, 현재 블록의 인트라 예측에 적용되는 예측 모드인지) 확인하기 위하여 MPM 0번째 후보자의 예측 모드를 기준으로 컨텍스트 테이블을 선택하여 엔트로피 디코딩할 수 있다. 만약, 앞서 표 4와 같이 MPM 인덱스가 이진화되고, 파싱된 심볼이 0이라면, 현재 블록에 대한 최종 인트라 예측 모드는 MPM 0번 후보 이다. 만일 심볼이 1이라면, 디코더는 MPM 1번째 후보자의 예측 모드를 기준으로 컨텍스트 테이블을 선택하여 디코딩할 수 있다. 이후, 파싱된 심볼이 0 또는 1인지에 따라 상술한 과정의 반복 여부가 결정될 수 있다.
즉, 실시예로서, 디코더는 MPM 후보자 리스트의 첫 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 인덱스의 첫 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, MPM 후보자 리스트의 두 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 인덱스의 두 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, MPM 후보자 리스트의 세 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 인덱스의 세 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
일 예로, 디코더는 MPM 인덱스의 모든 빈(bin)에 대하여 상술한 방법을 적용하여 컨텍스트 테이블을 선택하고 디코딩할 수 있다. 또는, 다른 일 예로, 디코더는 MPM 인덱스 중 일부의 빈(bin)(예컨대, MPM 인덱스 중 처음 3개의 빈)에 대해서만 상술한 방법을 적용하여 정규 산술 부호화를 수행하고, MPM 인덱스의 나머지 빈(bin)에 대해서는 우회 부호화를 수행할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 이하에서 설명하는 다양한 여러 방법을 이용하여 MPM 후보의 예측 모드를 이용하여 컨텍스트를 테이블을 선택(또는 결정)할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 각각에 대한 컨텍스트 테이블을 정의할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드가 67개일 경우, 총 67개의 컨텍스트 테이블이 정의될 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드를 방향성 모드와 비방향성 모드로 그룹핑하고, 2개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 비방향성 모드인 플래너(Planar) 모드와 DC 모드에 대해서 동일한 컨텍스트 테이블을 사용(또는 설정)하고, 방향성 모드인 나머지 예측 모드들에 대해 동일한 컨텍스트 테이블을 사용함으로써, 총 2개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드를 방향성 모드와 비방향성 모드로 그룹핑하고, 방향성 모드들을 수평 방향성 예측 모드 그룹과 수직 방향성 예측 모드 그룹으로 그룹핑하고, 이에 따라 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다. 만약, 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이, 67개의 인트라 예측 모드가 이용되는 경우, 수평 방향성 예측 모드 그룹은 2번부터 34번까지의 예측 모드를 포함할 수 있고, 수직 방향성 예측 모드 그룹은 이를 제외한 나머지 방향성 예측 모드들을 포함할 수 있다. 즉, 예를 들어, 인코더/디코더는 비방향성 모드인 플래너 모드와 DC 모드에 대해서 동일한 컨텍스트 테이블을 사용하고, 방향성 모드 중 2번부터 34번까지 예측 모드들에 대하여 수평 예측 모드로 분류하여 동일한 컨텍스트 테이블을 사용하고, 나머지 모드들에 대하여 수직 예측 모드로 분류하여 동일한 컨텍스트 테이블을 사용함으로써, 총 3개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
한편, 상대적으로 빈번하게 선택되는 예측 모드들을 별도로 그룹핑한다면, 심볼 발생 확률에 대한 통계를 효과적으로 반영한 컨텍스트 모델링이 가능할 수 있고, 이를 통해 엔트로피 부호화/복호화 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 중 빈번하게 선택되는 모드들과 이외의 모드들로 그룹핑하여 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 중에서도 비방향성 모드인 플래너(Planar), DC 모드, 방향성 모드인 18번(수평 모드), 50번(수직 모드)가 주로 선택된다면, 주로 선택되는 플래너, DC, 18, 60번 모드들에 대하여 동일한 컨텍스트 테이블 사용하고, 그렇지 않은 나머지 모드들에 대하여 동일한 컨텍스트 테이블을 사용함으로써, 총 2개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
이때, S1904 단계의 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹 및 제2 모드 그룹을 포함할 수 있고, 이때, 상기 제1 모드 그룹은 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
또한, 실시예로서, 인코더/디코더는 상기 제1 모드 그룹에 포함되는 방향성 모드 중에서는 수평 모드와 수직 모드만으로 한정하지 않고, 수평 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들, 수직 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 67개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 18±N, 50±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는, 2, 3, 4, 5일 수 있다.
또한, 예를 들어, 35개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 10±N, 26±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 1, 2, 3일 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 중 빈번하게 선택되는 모드들과 이외의 모드들로 그룹핑하고, 이를 이를 비방향성 모드와 방향성 모드로 그룹화 하여 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드 중에서도 비방향성 모드인 플래너(Planar), DC 모드에 대하여 하나의 테이블을 할당(또는 매핑)하고, 방향성 모드인 18번(수평 모드), 50번(수직 모드)에 대하여 다른 하나의 테이블을 할당하고, 나머지 모드들에 대하여 나머지 테이블을 할당함으로써, 총 3개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
이때, S1904 단계의 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
또한, 실시예로서, 인코더/디코더는 상기 제2 모드 그룹에 포함되는 방향성 모드 중에서는 수평 모드와 수직 모드만으로 한정하지 않고, 수평 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들, 수직 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 67개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 18±N, 50±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는, 2, 3, 4, 5일 수 있다.
또한, 예를 들어, 35개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 10±N, 26±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 1, 2, 3일 수 있다.
이때, S1904 단계의 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드, 수직 모드, 상기 수평 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들 및 상기 수직 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들을 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 엔트로피 디코딩 장치를 예시하는 도면이다.
도 20에서는 설명의 편의를 위해 엔트로피 디코딩부를 하나의 블록으로 도시하였으나, 엔트로피 디코딩부는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 20을 참조하면, 엔트로피 디코딩부는 앞서 도 7내지 도 19에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 엔트로피 디코딩부는 MPM 플래그 디코딩부(2001), MPM 후보자 리스트 생성부(2002), 컨텍스트 테이블 선택부(2003), MPM 인덱스 디코딩부(2004)를 포함하여 구성될 수 있다.
MPM 플래그 디코딩부(2001)는 현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 엔트로피 디코딩한다.
MPM 후보자 리스트 생성부(2002)는 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 후보자 리스트를 생성(또는 구성)한다.
디코더는 인코더와 동일한 방법으로 MPM을 구성한 후, MPM 후보 리스트 내에서 몇 번째 인덱스의 후보 모드가 최종적으로 현재 블록의 인트라 예측에 적용되는 예측 모드로 선택되었는지를 확인하기 위하여 MPM 인덱스에 대한 파싱을 수행한다.
즉, 컨텍스트 테이블 선택부(2003)는 MPM 후보자 리스트에 포함된 후보자의 인트라 예측 모드에 기초하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스(index)의 컨텍스트 테이블(context table)을 선택한다. 실시예로서, 디코더는 MPM 후보자 리스트의 후보자 순서에 매핑되는 상기 MPM 인덱스의 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
MPM 인덱스 디코딩부(2004)는 상기 선택된 컨텍스트 테이블에 기초하여 MPM 인덱스를 엔트로피 디코딩한다. 이때, MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블은 미리 정해진 예측 모드 그룹들 중에서, 상기 후보자의 인트라 예측 모드를 포함하는 예측 모드 그룹에 매핑되는 컨텍스트 테이블로 선택될 수 있다.
예를 들어, 디코더는 MPM 0번째 후보자가 최종 인트라 예측 모드인지(즉, 현재 블록의 인트라 예측에 적용되는 예측 모드인지) 확인하기 위하여 MPM 0번째 후보자의 예측 모드를 기준으로 컨텍스트 테이블을 선택하여 엔트로피 디코딩할 수 있다. 만약, 앞서 표 4와 같이 MPM 인덱스가 이진화되고, 파싱된 심볼이 0이라면, 현재 블록에 대한 최종 인트라 예측 모드는 MPM 0번 후보 이다. 만일 심볼이 1이라면, 디코더는 MPM 1번째 후보자의 예측 모드를 기준으로 컨텍스트 테이블을 선택하여 디코딩할 수 있다. 이후, 파싱된 심볼이 0 또는 1인지에 따라 상술한 과정의 반복 여부가 결정될 수 있다.
즉, 실시예로서, 디코더는 MPM 후보자 리스트의 첫 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 인덱스의 첫 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, MPM 후보자 리스트의 두 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 인덱스의 두 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, MPM 후보자 리스트의 세 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 인덱스의 세 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
일 예로, 디코더는 MPM 인덱스의 모든 빈(bin)에 대하여 상술한 방법을 적용하여 컨텍스트 테이블을 선택하고 디코딩할 수 있다. 또는, 다른 일 예로, 디코더는 MPM 인덱스 중 일부의 빈(bin)(예컨대, MPM 인덱스 중 처음 3개의 빈)에 대해서만 상술한 방법을 적용하여 정규 산술 부호화를 수행하고, MPM 인덱스의 나머지 빈(bin)에 대해서는 우회 부호화를 수행할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 이하에서 설명하는 다양한 여러 방법을 이용하여 MPM 후보의 예측 모드를 이용하여 컨텍스트를 테이블을 선택(또는 결정)할 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 각각에 대한 컨텍스트 테이블을 정의할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드가 67개일 경우, 총 67개의 컨텍스트 테이블이 정의될 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드를 방향성 모드와 비방향성 모드로 그룹핑하고, 2개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 비방향성 모드인 플래너(Planar) 모드와 DC 모드에 대해서 동일한 컨텍스트 테이블을 사용(또는 설정)하고, 방향성 모드인 나머지 예측 모드들에 대해 동일한 컨텍스트 테이블을 사용함으로써, 총 2개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드를 방향성 모드와 비방향성 모드로 그룹핑하고, 방향성 모드들을 수평 방향성 예측 모드 그룹과 수직 방향성 예측 모드 그룹으로 그룹핑하고, 이에 따라 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다. 만약, 앞서 도 9에서 설명한 바와 같이, 67개의 인트라 예측 모드가 이용되는 경우, 수평 방향성 예측 모드 그룹은 2번부터 34번까지의 예측 모드를 포함할 수 있고, 수직 방향성 예측 모드 그룹은 이를 제외한 나머지 방향성 예측 모드들을 포함할 수 있다. 즉, 예를 들어, 인코더/디코더는 비방향성 모드인 플래너 모드와 DC 모드에 대해서 동일한 컨텍스트 테이블을 사용하고, 방향성 모드 중 2번부터 34번까지 예측 모드들에 대하여 수평 예측 모드로 분류하여 동일한 컨텍스트 테이블을 사용하고, 나머지 모드들에 대하여 수직 예측 모드로 분류하여 동일한 컨텍스트 테이블을 사용함으로써, 총 3개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
한편, 상대적으로 빈번하게 선택되는 예측 모드들을 별도로 그룹핑한다면, 심볼 발생 확률에 대한 통계를 효과적으로 반영한 컨텍스트 모델링이 가능할 수 있고, 이를 통해 엔트로피 부호화/복호화 성능을 향상시킬 수 있다.
즉, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 중 빈번하게 선택되는 모드들과 이외의 모드들로 그룹핑하여 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 중에서도 비방향성 모드인 플래너(Planar), DC 모드, 방향성 모드인 18번(수평 모드), 50번(수직 모드)가 주로 선택된다면, 주로 선택되는 플래너, DC, 18, 60번 모드들에 대하여 동일한 컨텍스트 테이블 사용하고, 그렇지 않은 나머지 모드들에 대하여 동일한 컨텍스트 테이블을 사용함으로써, 총 2개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
이때, 상술한 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹 및 제2 모드 그룹을 포함할 수 있고, 이때, 상기 제1 모드 그룹은 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
또한, 실시예로서, 인코더/디코더는 상기 제1 모드 그룹에 포함되는 방향성 모드 중에서는 수평 모드와 수직 모드만으로 한정하지 않고, 수평 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들, 수직 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 67개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 18±N, 50±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는, 2, 3, 4, 5일 수 있다.
또한, 예를 들어, 35개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 10±N, 26±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 1, 2, 3일 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 인트라 예측 모드 중 빈번하게 선택되는 모드들과 이외의 모드들로 그룹핑하고, 이를 이를 비방향성 모드와 방향성 모드로 그룹화 하여 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다. 예를 들어, 인트라 예측 모드 중에서도 비방향성 모드인 플래너(Planar), DC 모드에 대하여 하나의 테이블을 할당(또는 매핑)하고, 방향성 모드인 18번(수평 모드), 50번(수직 모드)에 대하여 다른 하나의 테이블을 할당하고, 나머지 모드들에 대하여 나머지 테이블을 할당함으로써, 총 3개의 컨텍스트 테이블 중에서 선택할 수 있다.
이때, 상술한 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
또한, 실시예로서, 인코더/디코더는 상기 제2 모드 그룹에 포함되는 방향성 모드 중에서는 수평 모드와 수직 모드만으로 한정하지 않고, 수평 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들, 수직 모드의 예측 방향에 인접한 예측 모드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 67개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 18±N, 50±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는, 2, 3, 4, 5일 수 있다.
또한, 예를 들어, 35개의 모드를 사용하는 경우, 인코더/디코더는 10±N, 26±N의 주변 모드들을 제1 모드 그룹으로 그룹핑할 수 있다. 이 경우, N은 다양한 여러 정수 값으로 설정될 수 있으며, 바람직하게는 1, 2, 3일 수 있다.
이때, 상술한 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고, 상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고, 상기 제2 모드 그룹은 수평 모드, 수직 모드, 상기 수평 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들 및 상기 수직 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들을 포함하고, 상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함할 수 있다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 좌측 블록과 상측 블록을 이용하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 나타내는 설명하기 위한 도면이다.
CABAC에서는 이진화된 신택스의 종류 및 이미 부호화 된 주변 블록의 정보를 이용하여 심볼(또는 빈)의 컨텍스트 테이블(또는 확률 테이블)을 결정할 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 신택스 요소에 따라, 주변 블록의 해당 신택스 요소 부복호화 여부, 블록의 크기, 모드 정보 등을 이용하여 두 개 또는 다수의 컨텍스트 테이블로부터 선택할 수 있다.
도 21을 참조하면, 인코더/디코더는 L(좌측 블록)과 A(상단 블록) 위치의 신택스 정보를 유도하여 현재 문맥 테이블 선택시 활용할 수 있다.
그러나, 현재 처리 블록의 주변 블록이 현재 블록보다 더 많이 분할될 경우 신택스 요소를 부복호화 하기 위한 정보는 그렇지 않은 경우보다 다양할 수 있다. 이러한 경우에도 도 21에 도시된 바와 같은 제한된 위치의 정보만 이용하여 컨텍스트 모델을 결정한다면, 엔트로피 코딩 효율 저하가 따를 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 22는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 좌측 블록과 상측 블록을 이용하여 컨텍스트 모델을 선택하는 방법을 나타내는 설명하기 위한 도면이다.
도 22를 참조하면, 인트라 예측 모드에 관련된 신텍스 요소의 컨텍스트 테이블을 결정함에 있어서 주변 블록의 정보를 활용한다고 가정하면, 좌측 블록의 블록 분할이 되었을 때, 인코더/디코더는 기존의 방법에서는 L의 위치인 블록으로부터만 예측 모드에 관련된 정보를 유도할 수 있다. 예를 들어, 컨텍스트 테이블이 수평 예측 모드, 수직 예측 모드, 비방향성 모드 총 3개의 테이블로 구성되어 있다고 할 때, 기존의 방법으로 예측한다면 L 위치의 예측 모드는 수평 예측 모드(인트라 예측 모드가 66개라고 가정하였을 때 대각선 모드인 34보다 작은 모드는 수평 예측 모드로 분류한다고 가정함)로 지정되며, 실제 현재 블록 모드에 해당되는 수직 예측 컨텍스트 테이블이 아닌, 수평 예측 모드에 대한 컨텍스트 테이블이 선택될 수 있다. 그러나, 도 22에 도시된 바와 같이 좌측의 다른 분할 블록들의 대부분은 수직 예측 모드로 예측되었기 때문에, 주변의 활용 가능한 모든 정보를 취합한다면 보다 정확한 정보를 활용할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는, 앞서 설명한 도 21의 제한된 위치의 신택스 요소에 관련된 정보만을 참조하지 않고 현재 블록 주변에 분할된 모든 최소 부호화 단위 블록(Minimum coding unit)의 부호화 정보를 모두 참조하여 컨텍스트 테이블을 선택하는 방법을 제안한다. 본 발명은 상술한 예측 모드에 관련된 신택스 요소에 한정되지 않으며, 컨텍스트 테이블 선택을 수행하는 어떠한 신택스의 부복호화 시에도 적용될 수 있다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 어떠한 모드의 적용 여부(예를 들어 MPM 모드의 적용 여부를 나타내는 MPM 플래그), 또는 블록의 분할 여부 등의 플래그(Flag)로 표현되는 신택스 요소에 대한 컨텍스트 테이블을 결정할 때에는 주변 블록에 위치한 최소 단위 블록 단위로부터 정보를 취합한 후, 해당 신택스로 부복호화 여부, 해당 신택스(flag)가 enable되어 부복호화 된 블록의 개수 등을 합하여 합하여 기설정된 임계치와 비교하여 현재 처리 신택스 요소에 대한 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다. 또는, 인코더/디코더는 주변 블록에 위치한 최소 단위 블록들 중에서 어느 하나의 신택스가 enable되어 부호화 되었을 경우 또는 그렇지 못한 경우로 구분하여 현재 처리 신택스 요소에 대한 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
이 경우, 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계에 앞서 인코더/디코더는 주변 블록(즉, 좌측 및/또는 상측 블록)이 이용가능한지를 확인할 수 있다. 또한, 인코더/디코더는 주변 블록이 현재 블록을 기준으로 더 작은 블록으로 분할되었는지 여부를 확인할 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 주변 최소 블록 단위의 해당 신택스 요소의 majority에 근거하여 컨텍스트 테이블을 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 22에서, 좌측 블록들의 인트라 예측 모드들의 majority가 수직 방향 모드임을 확인할 수 있고, 인코더/디코더는 현재 인트라 예측 모드에 관련된 신택스 요소를 엔트로피 코딩함에 있어서, 수직 방향 모드에 대한(또는 할당된, 매핑된) 컨텍스트 테이블을 선택할 수 있다.
도 23은 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
비디오 코딩 시스템은 소스 디바이스(source device) 및 수신 디바이스(receiving device)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스(video source), 인코딩 장치(encoding apparatus), 전송부(transmitter)를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부(receiver), 디코딩 장치(decoding apparatus) 및 렌더러(renderer)를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 24는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 24를 살펴보면, 본 발명이 적용되는 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (12)

  1. 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 방법에 있어서,
    현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 엔트로피 디코딩하는 단계;
    상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 후보자 리스트를 생성하는 단계;
    상기 MPM 후보자 리스트에 포함된 후보자의 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스(index)의 컨텍스트 테이블(context table)을 선택하는 단계; 및
    상기 컨텍스트 테이블에 기초하여 상기 MPM 인덱스를 엔트로피 디코딩하는 단계를 포함하되,
    상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블은 미리 정해진 예측 모드 그룹들 중에서, 상기 후보자의 인트라 예측 모드를 포함하는 예측 모드 그룹에 매핑되는 컨텍스트 테이블로 선택되는, 엔트로피 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계는,
    상기 MPM 후보자 리스트의 후보자 순서에 매핑되는 상기 MPM 인덱스의 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계를 포함하는, 엔트로피 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계는,
    상기 MPM 후보자 리스트의 첫 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 첫 번째 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 두 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 두 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 세 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 세 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하는 단계를 포함하는, 엔트로피 디코딩 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹 및 제2 모드 그룹을 포함하고,
    상기 제1 모드 그룹은 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고,
    상기 제2 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함하는, 엔트로피 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고,
    상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고,
    상기 제2 모드 그룹은 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고,
    상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함하는, 엔트로피 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고,
    상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고,
    상기 제2 모드 그룹은 수평 모드, 수직 모드, 상기 수평 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들 및 상기 수직 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들을 포함하고,
    상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함하는, 엔트로피 디코딩 방법.
  7. 비디오 신호에 대해 엔트로피 디코딩을 수행하는 장치에 있어서,
    현재 블록이 MPM(Most Probable Mode)을 이용하여 부호화되었는지 여부를 나타내는 MPM 플래그를 엔트로피 디코딩하는 MPM 플래그 디코딩부;
    상기 현재 블록이 MPM을 이용하여 부호화된 경우, 상기 현재 블록에 이웃하는 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 MPM 후보자 리스트를 생성하는 MPM 후보자 리스트 생성부;
    상기 MPM 후보자 리스트에 포함된 후보자의 인트라 예측 모드에 기초하여 상기 현재 블록의 인트라 예측 모드를 지시하는 MPM 인덱스(index)의 컨텍스트 테이블(context table)을 선택하는 컨텍스트 테이블 선택부; 및
    상기 컨텍스트 테이블에 기초하여 상기 MPM 인덱스를 엔트로피 디코딩하는 MPM 인덱스 디코딩부를 포함하되,
    상기 MPM 인덱스의 컨텍스트 테이블은 미리 정해진 예측 모드 그룹들 중에서, 상기 후보자의 인트라 예측 모드를 포함하는 예측 모드 그룹에 매핑되는 컨텍스트 테이블로 선택되는, 엔트로피 디코딩 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨텍스트 테이블 선택부는, 상기 MPM 후보자 리스트의 후보자 순서에 매핑되는 상기 MPM 인덱스의 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택하는, 엔트로피 디코딩 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 컨텍스트 테이블 선택부는, 상기 MPM 후보자 리스트의 첫 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 첫 번째 빈(bin)의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 두 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 두 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하고, 상기 MPM 후보자 리스트의 세 번째 후보자의 인트라 예측 모드를 이용하여 상기 MPM 인덱스의 세 번째 빈의 컨텍스트 테이블을 선택하는, 엔트로피 디코딩 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹 및 제2 모드 그룹을 포함하고,
    상기 제1 모드 그룹은 플래너(Planar) 모드, DC 모드, 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고,
    상기 제2 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함하는, 엔트로피 디코딩 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고,
    상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고,
    상기 제2 모드 그룹은 수평 모드 및 수직 모드를 포함하고,
    상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함하는, 엔트로피 디코딩 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 미리 정해진 예측 모드 그룹들은 제1 모드 그룹, 제2 모드 그룹 및 제3 모드 그룹을 포함하고,
    상기 제1 모드 그룹은 비방향성 모드들을 포함하고,
    상기 제2 모드 그룹은 수평 모드, 수직 모드, 상기 수평 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들 및 상기 수직 모드의 예측 방향에 인접한 6개의 예측 모드들을 포함하고,
    상기 제3 모드 그룹은 상기 제1 모드 그룹 및 상기 상기 제2 모드 그룹에 포함된 예측 모드를 제외한 나머지 예측 모드들을 포함하는, 엔트로피 디코딩 장치.
PCT/KR2018/014560 2017-11-23 2018-11-23 비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치 WO2019103543A1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762590343P 2017-11-23 2017-11-23
US62/590,343 2017-11-23
US201762593243P 2017-11-30 2017-11-30
US62/593,243 2017-11-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019103543A1 true WO2019103543A1 (ko) 2019-05-31

Family

ID=66632056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2018/014560 WO2019103543A1 (ko) 2017-11-23 2018-11-23 비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019103543A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120070536A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 한국전자통신연구원 인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 그 장치
WO2013115568A1 (ko) * 2012-01-30 2013-08-08 한국전자통신연구원 인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 장치
US20160373782A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Qualcomm Incorporated Intra prediction and intra mode coding

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120070536A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 한국전자통신연구원 인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 그 장치
WO2013115568A1 (ko) * 2012-01-30 2013-08-08 한국전자통신연구원 인트라 예측 모드 부호화/복호화 방법 및 장치
US20160373782A1 (en) * 2015-06-18 2016-12-22 Qualcomm Incorporated Intra prediction and intra mode coding

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIANLE CHEN: "Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 7 (JEM 7)", JOINT VIDEO EXPLORATION TEAM (JVET) OF ITU-T SG 16 WP 3 AND ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, JVET-G1001, 21 July 2017 (2017-07-21), Torino, IT, XP055576095 *
YE-KUI WANG: "High Efficiency Video Coding (HEVC) Defect Report", JOINT COLLABORATIVE TEAM ON VIDEO CODING (JCT-VC) OF ITU-T SG 16 WP 3 AND ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, JCTVC-N1003, 2 August 2013 (2013-08-02), Vienna, AT, XP030114947 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020009556A1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2017086765A2 (ko) 비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
WO2013062389A1 (ko) 비디오의 인트라 예측 방법 및 장치
WO2019050385A2 (ko) 비디오 신호를 엔트로피 인코딩, 디코딩하는 방법 및 장치
WO2020256391A1 (ko) 영상 디코딩 방법 및 그 장치
WO2020213944A1 (ko) 영상 코딩에서 매트릭스 기반의 인트라 예측을 위한 변환
WO2020213946A1 (ko) 변환 인덱스를 이용하는 영상 코딩
WO2020231140A1 (ko) 적응적 루프 필터 기반 비디오 또는 영상 코딩
WO2020076064A1 (ko) Mpm 리스트를 사용하는 인트라 예측 기반 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2019235822A1 (ko) 어파인 움직임 예측을 이용하여 비디오 신호를 처리하는 방법 및 장치
WO2020204413A1 (ko) 복원 픽처를 수정하는 비디오 또는 영상 코딩
WO2021040319A1 (ko) 비디오/영상 코딩 시스템에서 라이스 파라미터 도출 방법 및 장치
WO2020231139A1 (ko) 루마 맵핑 및 크로마 스케일링 기반 비디오 또는 영상 코딩
WO2021054807A1 (ko) 참조 샘플 필터링을 이용하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
WO2020213976A1 (ko) Bdpcm을 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
WO2020197274A1 (ko) 변환에 기반한 영상 코딩 방법 및 그 장치
WO2020204419A1 (ko) 적응적 루프 필터 기반 비디오 또는 영상 코딩
WO2020171673A1 (ko) 인트라 예측을 위한 비디오 신호의 처리 방법 및 장치
WO2020180143A1 (ko) 루마 맵핑 및 크로마 스케일링 기반 비디오 또는 영상 코딩
WO2021040398A1 (ko) 팔레트 이스케이프 코딩 기반 영상 또는 비디오 코딩
WO2021162494A1 (ko) 필터 가용 정보를 선택적으로 시그널링 하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
WO2021066618A1 (ko) 변환 스킵 및 팔레트 코딩 관련 정보의 시그널링 기반 영상 또는 비디오 코딩
WO2020145798A1 (ko) 변환 스킵 플래그를 이용한 영상 코딩 방법 및 장치
WO2020184966A1 (ko) 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법
WO2020197207A1 (ko) 맵핑을 포함하는 필터링 기반 비디오 또는 영상 코딩

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18880975

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18880975

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1