KR20190023294A

KR20190023294A - 영상 부호화/복호화 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20190023294A
Application number: KR1020170108789A
Authority: KR
Inventors: 이영렬; 고경환
Original assignee: 세종대학교산학협력단
Priority date: 2017-08-28
Filing date: 2017-08-28
Publication date: 2019-03-08
Anticipated expiration: 2037-08-28
Also published as: KR102410326B1

Abstract

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법은, 현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정하는 단계, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, 오프셋의 개수를 결정하는 단계, 픽셀 범위를 소정 개수의 픽셀 단위로 분할한 밴드들 중 상기 결정된 오프셋 개수만큼의 밴드들을 선택하는 단계, 상기 현재 블록 내 픽셀이 상기 선택된 밴드들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하는 단계, 및 상기 판단 결과를 기초로, 상기 픽셀에 대해 오프셋 보정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

영상 부호화/복호화 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING/DECODING A VIDEO SIGNAL}

본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.

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

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

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

본 발명은 비디오 신호를 인코딩/디코딩함에 있어서, 양자화 오류를 효과적으로 제거할 수 있는 인루프 필터링 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 샘플 적응적 오프셋을 수행함에 있어서, 오프셋의 개수를 적응적으로 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 밴드 오프셋에 기반한 오프셋 보정을 수행함에 있어서, 블록의 조건에 따라 오프셋 보정이 수행되는 밴드의 개수/범위를 적응적으로 결정하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

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

본 발명에 영상 복호화 방법 및 장치는, 현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정하고, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, 오프셋의 개수를 결정하고, 픽셀 범위를 소정 개수의 픽셀 단위로 분할한 밴드들 중 상기 결정된 오프셋 개수만큼의 밴드들을 선택하고, 상기 현재 블록 내 픽셀이 상기 선택된 밴드들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로, 상기 픽셀에 대해 오프셋 보정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 오프셋의 개수는, 상기 현재 블록의 속성에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.

본 발명에 영상 부호화 방법 및 장치는, 현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정하고, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, 오프셋의 개수를 결정하고, 픽셀 범위를 소정 개수의 픽셀 단위로 분할한 밴드들 중 상기 결정된 오프셋 개수만큼의 밴드들을 선택하고, 상기 현재 블록 내 픽셀이 상기 선택된 밴드들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로, 상기 픽셀에 대해 오프셋 보정을 수행할 수 있다. 이때, 상기 오프셋의 개수는, 상기 현재 블록의 속성에 따라 적응적으로 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 오프셋 개수는, 상기 현재 블록의 크기가 기 정의된 크기 이상인지 여부에 기초하여 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 오프셋 개수는, 상기 현재 블록의 크기를 기 정의된 값만큼 시프팅한 값으로 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록의 속성은, 상기 현재 블록의 크기, 형태, 비트 심도, 색차 포맷 또는 최대 분할 허용 깊이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록이 상기 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록과 병합하는지 여부를 결정하고, 상기 현재 블록이 상기 이웃 블록과 병합하는 경우, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입은 상기 이웃 블록과 동일하게 설정될 수 있다.

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

본 발명에 따르면, 비디오 신호를 인코딩/디코딩함에 있어서, 양자화 오류를 효과적으로 제거할 수 있는 인루프 필터링 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 샘플 적응적 오프셋을 수행함에 있어서, 오프셋의 개수를 적응적으로 결정하는 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따른 밴드 오프셋에 기반한 오프셋 보정을 수행함에 있어서, 블록의 조건에 따라 오프셋 보정이 수행되는 밴드의 개수/범위를 적응적으로 결정하는 방법 및 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 샘플 적응적 오프셋 보정 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 에지 오프셋 패턴을 예시한 도면이다.
도 5는 에지 오프셋 카테고리를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 첫번째 밴드의 위치를 나타내는 정보를 이용하여 밴드 오프셋이 적용되는 4개의 연속되는 밴드가 결정되는 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 'ctu_adaptive_sao_offset' 및 CTU의 크기에 따라, 오프셋의 개수를 결정하는 예를 나타낸 도면이다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 상기 방향성 예측 모드의 개수는 HEVC 표준에 정의된 33개와 같거나 그 이상일 수 있으며, 예를 들어 60 내지 70 범위 내의 개수로 확장될 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

필터부(150)는 양방향 필터(Bilateral filter), 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 보정부 및 ALF(Adaptive Loop Filter) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

양방향 필터는 인루프 필터 프로세싱 중 첫번째 필터이다. 양방향 필터링은, 대상 샘플을, 대상 샘플과 대상 샘플에 이웃하는 이웃 샘플들의 가중합으로 교체함으로써 수행될 수 있다. 양방향 필터는 TU를 대상으로 수행될 수 있다. 일 예로, 역양자화 또는 역변환 중 적어도 하나를 통해 TU 내 잔차 샘플이 획득되면, 획득된 잔차 샘플 및 상기 잔차 샘플에 이웃하는 이웃 잔차 샘플들을 이용하여 양방향 필터링이 수행될 수 있다.

가중합 연산에 이용되는 이웃 잔차 샘플들의 위치에 따라, 양방향 필터는 십자 모양, 정사각형 모양 또는 직사각형 모양을 띨 수 있다. 일 예로, 십자 모양은, 대상 샘플 및 대상 샘플의 상단, 좌측, 우측 및 하단에 인접한 4개의 이웃 샘플을 이용하여 양방향 필터링이 수행되는 것을 의미할 수 있다. 각 이웃 샘플에 적용되는 가중치는 대상 샘플 및 이웃 샘플 사이의 차분값에 기초하여 결정될 수 있다.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

영상 부호화기로부터, 해당 블록에 양방향 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기는 대상 샘플 및 이웃 샘플간의 가중합을 기초로 양방향 필터링을 수행할 수 있다. 이때, 각 이웃 샘플에 적용되는 가중치는 대상 샘플 및 이웃 샘플 사이의 차분값에 기초하여 결정될 수 있다.

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

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

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

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

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

부호화/복호화 처리에 있어서, 루트 블록인 CTU는 부호화 단위(Coding Unit, CU)로 재귀적으로 분할될 수 있다. 부호화 단위는 다시 예측 단위(Predition Unit, PU) 또는 변환 단위(Transform Unit)로 재귀적으로 분할될 수 있다. 부호화된 영상을 복호화함에 있어서, 양자화 오류(Quantization error)로 인하여 발생하는 화질 열화는 인루프 필터링(In-loop Filtering)을 통해 상쇄시킬 수 있다. 일 예로, 블록화 현상(Blocking Artifact) 감소를 위해 디블록킹 필터를 이용하고, 링잉 현상(Ringing Artifact) 감소를 위해 샘플 적응적 오프셋 보정을 이용할 수 있다. 뿐만 아니라, 양자화 오류를 감쇄하기 위해 양방향 필터(Bilateral Filter) 또는 ALF 등도 수행될 수 있다.

인루프 필터링은 기 정의된 순서에 따라 연쇄적으로 수행될 수 있다. 일 예로, 양방향 필터, 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 보정 및 ALF의 순으로 인루프 필터링이 수행될 수 있다.

샘플 적응적 오프셋 보정은 디블록킹 필터가 적용된 복원 블록에 적용될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋 보정은, CTU 단위로 적용될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, CTU보다 작은 단위(예컨대, CU, PU 또는 TU 등)로 샘플 적응적 오프셋 보정을 적용할 수도 있다. 설명의 편의를 위해, 샘플 적응적 오프셋 보정이 수행되는 블록을, '현재 블록'이라 호칭하기로 하고, 현재 블록은 'CTU'인 것을 가정하기로 한다.

샘플 적응적 오프셋 보정은 현재 블록에 포함된 각 샘플에 대한 오프셋을 결정하고, 결정된 오프셋을 샘플에 가감함으로써 수행될 수 있다.

도 3은 샘플 적응적 오프셋 보정 방법을 나타낸 흐름도이다. 설명의 편의를 위해, 본 실시예에서는, 고정된 개수(N개)의 오프셋을 이용하여 샘플 적응적 오프셋이 수행되는 것으로 가정한다.

먼저, 현재 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터가, 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록에 병합되는지 여부를 결정할 수 있다(S301). 여기서, 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록은, 현재 블록의 상단, 좌측, 좌측 상단, 우측 상단 또는 좌측 하단에 이웃한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

부호화기는 현재 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터가, 특정 위치의 이웃 블록에 병합하는지 여부를 나타내는 정보를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 일 예로, 'sao_merge_left_flag'는 현재 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터가, 현재 블록의 좌측에 이웃하는 좌측 이웃 블록에 병합되는지 여부를 나타내고, 'sao_merge_above_flag'는 현재 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터가, 현재 블록의 상단에 이웃하는 상단 이웃 블록에 병합되는지 여부를 나타낸다.

또는, 현재 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터가 이웃 블록에 병합되는지 여부를 나타내는 1비트 플래그, 'sao_merge_flag'를 부호화할 수도 있다. 이때, 상기 플래그가 현재 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터가 이웃 블록에 병합됨을 나타내는 경우, 복수의 이웃 블록 중 어느 하나를 식별하는 정보(예컨대, 'sao_merge_idx')를 부호화할 수 있다.

현재 블록이 이웃 블록에 병합되는 경우, 현재 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터는 이웃 블록의 샘플 적응적 오프셋 파라미터와 동일하게 설정될 수 있다(S302). 여기서, 샘플 적응적 오프셋 파라미터는, 샘플 적응적 오프셋 타입, 에지 오프셋 패턴, 밴드 오프셋 값 또는 오프셋 부호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

현재 블록이 이웃 블록에 병합되지 않는 경우, 현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정할 수 있다(S303). 샘플 적응적 오프셋 타입은, 에지 오프셋(Edge Offset, EO) 및 밴드 오프셋(Band Offset, BO)을 포함할 수 있다. 에지 오프셋은, 현재 블록 내 에지에서 발생하는 오류를 보정하기 위한 것이고, 밴드 오프셋은 현재 블록 내 특정 밝기 값 대역에서 발생하는 오류를 보정하기 위한 것이다.

부호화기는 RD-cost (Rate-Distortion cost)를 통해 현재 블록에 사용될 최적의 오프셋 타입을 결정하고, 이를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 일 예로, 부호화기는 샘플 적응적 오프셋 타입을 나타내는 정보 'sao_type_idx'를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이때, 상기 정보는 휘도 및 색차 성분 각각에 대해 부호화될 수 있다. 일 예로, 'sao_type_idx_luma'는 휘도 성분에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 나타내고, 'sao_type_idx_luma'는 색차 성분에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 나타낼 수 있다.

또는, 색차 성분에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입은 휘도 성분과 동일하게 결정될 수도 있다.

샘플 적응적 오프셋 타입이 에지 오프셋인 경우, 에지 오프셋 패턴을 결정할 수 있다(S304). 에지 오프셋 패턴은 현재 블록에 존재하는 에지의 방향을 나타낸다.

도 4는 에지 오프셋 패턴을 예시한 도면이다.

도 4에 도시된 예에서와 같이, 에지 오프셋 패턴은, 수평 패턴(0도), 수직 패턴(90도), 우상향 대각선 패턴(45도) 및 좌상향 대각선 패턴(135도) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 부호화기는 도시된 각 에지 오프셋 타입을 현재 블록에 적용한 뒤, 원본 신호와 복호화된 신호의 차이가 최소가 되는 패턴을 선택할 수 있다.

부호화기는 에지 오프셋 패턴을 나타내는 정보를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 일 예로, 부호화기는 에지 오프셋 패턴을 나타내는 정보 'sao_eo_class'를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 이때, 상기 정보는 휘도 및 색차 성분 각각에 대해 부호화될 수 있다. 일 예로, 'sao_eo_class_luma'는 휘도 성분에 대한 에지 오프셋 클래스를 나타내고, 'sao_eo_class_chroma'는 색차 성분에 대한 에지 오프셋 클래스를 나타낼 수 있다.

또는, 색차 성분에 대한 에지 오프셋 타입은 휘도 성분과 동일하게 결정될 수도 있다.

에지 오프셋 패턴이 결정되면, 현재 블록 내 각 픽셀의 카테고리에 기반하여, 각 픽셀의 오프셋을 결정할 수 있다(S305). 현재 블록 내 각 픽셀의 에지 오프셋 카테고리는, 해당 픽셀 및 이의 주변 픽셀들의 관계에 기초하여 결정될 수 있다.

도 5는 에지 오프셋 카테고리를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)는 각 카테고리 조건을 표로 나타낸 것이고, 도 5의 (b)는 각 카테고리 조건을 그림으로 도식화한 것이다. 복호화기는 각 픽셀의 카테고리를 기초로, 각 픽셀에 적용될 오프셋을 결정할 수 있다. 일 예로, 도 5에 나타난 도표에서, 픽셀의 오프셋은, 해당 픽셀이 속하는 카테고리에 대응하는 값으로 결정될 수 있다.

도 5에서는, 카테고리에 따라 4개의 카테고리에 대해 4개의 오프셋이 정의된 것으로 도시되었으나, 이보다 더 많은 수의 카테고리 및 오프셋이 정의되어 사용될 수도 있다.

부호화기는 카테고리에 대응하는 N개의 오프셋에 관한 정보를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 일 예로, 부호화기는 각 카테고리별 오프셋을 나타내는 'sao_offfset_abs'를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다.

오프셋의 부호는 각 픽셀이 속한 에지 오프셋 카테고리에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 도 5에 도시된 예에서, 카테고리 1 및 카테고리 2는 픽셀 c에 양의 오프셋이 적용되는 경우를 나타내고, 카테고리 3 및 카테고리 4는 픽셀 c에 음의 오프셋이 적용되는 경우를 나타낸다. 이에 따라, 에지 오프셋의 경우, 오프셋의 부호에 관한 정보의 전송이 생략될 수 있다.

상술한 예에서와 같이, 복호화기는 현재 블록에 대해 전송된 에지 오프셋 패턴과 N개의 오프셋 정보를 통해 현재 블록 내 각 픽셀에 오프셋을 더하여 링잉 현상을 제거할 수 있다.

밴드 오프셋은 히스토그램 방법을 응용하여, 픽셀 범위를 복수의 밴드로 나누어, 원본 신호와 복호화된 신호의 차이를 밴드로서 구분하는 방법이다. 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, N개의 연속하는 밴드 및 각 밴드의 오프셋을 결정할 수 있다(S306).

일 예로, 밴드 오프셋이 이용되는 경우, 0부터 255까지의 픽셀 범위를 32개의 밴드로 나누고, N개의 연속하는 밴드에 대한 오프셋 정보가 부호화되어 전송될 수 있다. 이 경우, 밴드 k(k는 0부터 31)에는 8k부터 8k+7의 픽셀 범위가 포함될 수 있다. 설명한 예에 한정되지 않고, 픽셀 범위를 32개보다 더 많은 수 혹은 더 적은 수의 픽셀 밴드로 구분하는 것도 가능하다. 또는, 비트 심도에 따라, 픽셀 밴드의 수를 적응적으로 결정하는 것도 가능하다.

N개의 연속하는 밴드를 식별하기 위한 정보는, 특정 위치의 밴드를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, N개의 연속하는 밴드 중 첫번째 밴드위 위치를 나타내는 'sao_band_position'를 이용하여, 밴드 오프셋이 적용되는 N개의 밴드를 식별할 수 있다.

도 6은 첫번째 밴드의 위치를 나타내는 정보를 이용하여 밴드 오프셋이 적용되는 4개의 연속되는 밴드가 결정되는 예를 나타낸 도면이다. 'sao_band_position'에 의해 첫번째 밴드의 위치(First band position)가 식별되면, 첫번째 밴드에 연속하는 4개의 밴드가 선택될 수 있다.

각 밴드의 오프셋에 대한 정보는, 오프셋 값을 나타내는 정보 'sao_offset_abs' 및 오프셋의 부호를 나타낸 정보 'sao_offset_sign'을 포함할 수 있다.

이후, 현재 블록 내 각 픽셀에 대한 오프셋을 결정할 수 있다(S307). 일 예로, 현재 블록 내 픽셀이 도 6에 도시된 4개의 밴드 중 어느 하나에 속하는 경우, 해당 픽셀이 속한 밴드에 대응하는 오프셋을, 해당 픽셀에 대한 오프셋으로 결정할 수 있다.

상술한 예에서는, N개의 오프셋, 구체적으로는 4개의 오프셋을 이용하여 샘플 적응적 오프셋이 수행되는 것으로 설명하였다. 다만, 샘플 적응적 오프셋이 적용되는 현재 블록의 크기가 커질수록, 현재 블록 내 원본 신호와 복호화된 신호의 차이가 보다 넓은 범위의 밴드로 분포될 수 있다. 이에 따라, N개의 오프셋만으로는 링잉 현상을 효율적으로 처리하지 못하는 경우가 존재할 수 있다.

이에, 본 발명에서는, 현재 블록의 속성을 고려하여, 오프셋의 개수를 적응적으로 결정할 수 있다. 여기서, 현재 블록의 속성은, 크기, 형태, 비트 심도(BitDepth), 색차 포맷 또는 최대 분할 허용 깊이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, CTU가 64x64 보다 큰 경우 4개보다 더 많은 수의 오프셋을 부호화하여 전송하고, CTU가 64x64 이하인 경우, 4개의 오프셋을 부호화하여 전송할 수 있다.

또는, 블록 단위로 오프셋의 개수를 나타내는 정보를 부호화하여 전송할 수도 있다. 일 예로, 오프셋의 개수를 나타내는 정보를 CTU 단위로 부호화하여, 비트스트림을 통해 복호화기로 전송할 수 있다. 여기서, 오프셋의 개수를 나타내는 정보는 N개와의 차분을 나타낼 수 있다.

다만, 현재 블록이 영상의 배경이거나, 저대역 신호(Low Frequency)만을 갖는 경우라면, 현재 블록의 크기가 크더라도, N개 이상의 오프셋을 사용할 필요가 없다. 이에 따라, 부호화기에서는 RD-cost에 기초하여, 현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 보정시 N개 이상의 오프셋을 이용할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 부호화기는 상기 결정에 기반하여, 오프셋 개수를 적응적으로 결정하는 방법을 이용할 것인지 여부를 나타내는 정보를 부호화하여 복호화기로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 정보는, CTU, 슬라이스 또는 픽처 단위로 전송될 수 있다.

예컨대, 'slice_adaptive_sao_offset'은 슬라이스 내 CTU의 크기 등을 기초로 적응적으로 오프셋의 개수를 결정하는 방법을 허용할 것인지 여부를 나타낼 수 있다. 상기 정보가 적응적으로 오프셋의 개수를 결정하는 방법을 허용하지 않음을 나타내는 경우, 슬라이스 내 모든 블록에 대해서는, 고정된 개수(N개)의 오프셋을 이용한 샘플 적응적 오프셋 보정이 수행될 수 있다.

또는, 'ctu_adaptive_sao_offset'은 해당 CTU에 대해 CTU의 크기 등을 기초로 적응적으로 오프셋의 개수를 결정하는 방법을 허용할 것인지 여부를 나타낼 수 있다.

도 7은 'ctu_adaptive_sao_offset' 및 CTU의 크기에 따라, 오프셋의 개수를 결정하는 예를 나타낸 도면이다. 'ctu_adaptive_sao_offset'이 1인 것은, CTU의 크기에 따라, 적응적으로 오프셋의 개수가 결정되는 것을 의미하고, 'ctu_adaptive_sao_offset'이 0인 것은, CTU의 크기와 상관없이 고정된 개수(N개, 예컨대 4개)의 오프셋이 이용되는 것을 의미한다.

도 7에 도시된 예는, CTU의 크기가 기 정의된 값보다 큰 경우, 4개 이상의 오프셋이 부호화되어 전송되는 예를 나타낸다. 복호화기는 결정된 오프셋 개수(M개, M≥N)에 따라, M개의 연속하는 밴드를 선택할 수 있다. 일 예로, 'sao_band_position'에 의해 첫번째 밴드의 위치가 식별되면, 첫번째 밴드를 포함하여 M개의 연속하는 밴드를 선택할 수 있다. CTU 내 M개의 연속하는 밴드에 속한 픽셀들에 대해서는, 각 밴드에 대응하는 오프셋을 이용하여 샘플 적응적 오프셋 보정이 수행될 수 있다.

CTU의 크기가 커지면, 데이터가 많아지고, 히스토그램 내의 데이터 범위(Data Range)가 커지게 된다. 이에 따라, CTU의 크기가 클수록 더 많은 수의 밴드 오프셋을 이용함으로써, 화질 향상을 도모할 수 있다.

도 7에 도시된 예에서는, 'ctu_adaptive_sao_offset'이 1인 경우, CTU의 너비를 기 정의된 값만큼 시프팅한 값(>>4)을 오프셋의 개수로 결정하는 것으로 도시하였다. 도시된 것과 달리, CTU의 넓이, 비트 심도 또는 색차 포맷 등을 고려하여, 오프셋의 개수를 적응적으로 결정하는 것도 가능하다.

제안된 방법은, 밴드 오프셋 또는 에지 오프셋 중 어느 하나에만 적용될 수도 있고, 밴드 오프셋 및 에지 오프셋 모두에 적용될 수도 있다.

일 예로, 제안된 방법을 밴드 오프셋에 적용하는 경우, N개 이상의 오프셋을 이용하여, N개 이상의 연속적인 밴드에 속한 픽셀들에 대해 샘플 적응적 오프셋 보정이 수행될 수 있다. 반면, 제안된 방법이 에지 오프셋에 적용되지 않는 경우, 현재 블록의 크기 등에 상관없이 N개의 오프셋만을 이용하여 에지 오프셋 보정이 수행될 수 있다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들을 통해 기술된 구성요소들(components)은 DSP (Digital Signal Processor), 프로세서(processor), 제어부(controller), asic (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그램 가능 논리 요소(programmable logic element), 다른 전자기기 및 이들의 조합 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다.

또는, 이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들을 통해 설명된 적어도 하나의 기능 또는 프로세스들은 소프트웨어로 구현되고 소프트웨어는 기록 매체에 기록될 수 있다. 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다. 본 발명의 실시예를 통해 설명된 구성 요소, 기능 및 프로세스 등은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합을 통해 구현될 수도 있다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims

현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정하는 단계;
상기 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, 오프셋의 개수를 결정하는 단계, 여기서, 상기 오프셋의 개수는, 상기 현재 블록의 속성에 따라 적응적으로 결정됨;
픽셀 범위를 소정 개수의 픽셀 단위로 분할한 밴드들 중 상기 결정된 오프셋 개수만큼의 밴드들을 선택하는 단계;
상기 현재 블록 내 픽셀이 상기 선택된 밴드들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과를 기초로, 상기 픽셀에 대해 오프셋 보정을 수행하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
제1 항에 있어서,
상기 오프셋 개수는, 상기 현재 블록의 크기가 기 정의된 크기 이상인지 여부에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
제1 항에 있어서,
상기 오프셋 개수는, 상기 현재 블록의 크기를 기 정의된 값만큼 시프팅한 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
제1 항에 있어서,
상기 현재 블록의 속성은, 상기 현재 블록의 크기, 형태, 비트 심도, 색차 포맷 또는 최대 분할 허용 깊이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
제1 항에 있어서,
상기 현재 블록이 상기 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록과 병합하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 현재 블록이 상기 이웃 블록과 병합하는 경우, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입은 상기 이웃 블록과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정하는 단계;
상기 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, 오프셋의 개수를 결정하는 단계, 여기서, 상기 오프셋의 개수는, 상기 현재 블록의 속성에 따라 적응적으로 결정됨;
픽셀 범위를 소정 개수의 픽셀 단위로 분할한 밴드들 중 상기 결정된 오프셋 개수만큼의 밴드들을 선택하는 단계;
상기 현재 블록 내 픽셀이 상기 선택된 밴드들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 판단 결과를 기초로, 상기 픽셀에 대해 오프셋 보정을 수행하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
제6 항에 있어서,
상기 오프셋 개수는, 상기 현재 블록의 크기가 기 정의된 크기 이상인지 여부에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
제6 항에 있어서,
상기 오프셋 개수는, 상기 현재 블록의 크기를 기 정의된 값만큼 시프팅한 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
제6 항에 있어서,
상기 현재 블록의 속성은, 상기 현재 블록의 크기, 형태, 비트 심도, 색차 포맷 또는 최대 분할 허용 깊이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
제6 항에 있어서,
상기 현재 블록이 상기 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록과 병합하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 현재 블록이 상기 이웃 블록과 병합하는 경우, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입은 상기 이웃 블록과 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정하고, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, 오프셋의 개수를 결정하고, 픽셀 범위를 소정 개수의 픽셀 단위로 분할한 밴드들 중 상기 결정된 오프셋 개수만큼의 밴드들을 선택하고, 상기 현재 블록 내 픽셀이 상기 선택된 밴드들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로, 상기 픽셀에 대해 오프셋 보정을 수행하는 인루프 필터부를 포함하되,
상기 오프셋의 개수는, 상기 현재 블록의 속성에 따라 적응적으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 장치.
현재 블록에 대한 샘플 적응적 오프셋 타입을 결정하고, 상기 샘플 적응적 오프셋 타입이 밴드 오프셋인 경우, 오프셋의 개수를 결정하고, 픽셀 범위를 소정 개수의 픽셀 단위로 분할한 밴드들 중 상기 결정된 오프셋 개수만큼의 밴드들을 선택하고, 상기 현재 블록 내 픽셀이 상기 선택된 밴드들 중 어느 하나에 속하는지 여부를 판단하고, 상기 판단 결과를 기초로, 상기 픽셀에 대해 오프셋 보정을 수행하는 인루프 필터부를 포함하되,
상기 오프셋의 개수는, 상기 현재 블록의 속성에 따라 적응적으로 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 장치.