KR101547745B1

KR101547745B1 - 모션 벡터 예측

Info

Publication number: KR101547745B1
Application number: KR1020137021902A
Authority: KR
Inventors: 웨이-정 치엔; 페이송 천; 마르타 카르체비츠
Original assignee: 퀄컴 인코포레이티드
Priority date: 2011-01-21
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2015-08-26
Also published as: CN103339935B; EP2666293A1; US20120189055A1; WO2012099692A1; US9532066B2; KR20130126688A; CN103339935A; JP5778299B2; JP2014509116A

Abstract

비디오 데이터를 코딩하는 방법은, 비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하는 단계, 및 현재 비디오 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계를 포함한다. 현재 모션 벡터는, 현재 프레임의 현재 부분과 적어도 부분적으로 매칭하는 참조 프레임의 부분을 식별한다. 또한, 이 방법은, 후보 모션 벡터들 각각과 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하는 단계, 계산된 모션 벡터 차분들에 기초하여 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하는 단계, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하는 단계, 및 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하는 단계를 포함한다.

Description

모션 벡터 예측{MOTION VECTOR PREDICTION}

본 출원은 2011년 1월 21일자로 출원된 미국 가출원 제61/435,204호, 및 2011년 3월 7일자로 출원된 미국 가출원 제61/449,991호의 이익을 주장하고, 이 미국 가출원들 양쪽은 그 전체가 여기에 참조로 포함되어 있다.

기술분야

본 개시물은 비디오 코딩에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비디오 데이터를 코딩하는 경우 모션 벡터 예측, 모션 추정 및 모션 보상을 수행하는 기법들에 관한 것이다.

디지털 비디오 능력들은 디지털 텔레비전들, 디지털 다이렉트 브로드캐스트 시스템들, 무선 브로드캐스트 시스템들, 개인 휴대 정보 단말기들 (personal digital assistants; PDAs), 랩톱 또는 데스크톱 컴퓨터들, 디지털 카메라들, 디지털 레코딩 디바이스들, 디지털 미디어 재생기들, 비디오 게이밍 디바이스들, 비디오 게임 콘솔들, 셀룰러 또는 위성 무선 전화기들, 비디오 원격 화상 회의 디바이스들 (video teleconferencing devices) 등을 포함하는 광범위한 디바이스들 내에 통합될 수 있다. 디지털 비디오 디바이스들은 디지털 비디오 정보를 더 효율적으로 송신, 수신 및 저장하기 위해, MPEG-2, MPEG-4, ITU-T H.263, ITU-T H.264/MPEG-4, Part 10, 고급 비디오 코딩 (Advanced Video Coding; AVC), 현재 개발되고 있는 고 효율 비디오 코딩 (High Efficiency Video Coding; HEVC) 표준, 및 이러한 표준들의 확장들에 의해 정의된 표준들에 기술되어 있는 것과 같은 비디오 압축 기법들을 구현한다.

비디오 압축 기법들은 공간적 예측 및/또는 시간적 예측을 포함하여 비디오 시퀀스들 내에 내재된 리던던시 (redundancy) 를 감소시키거나 제거한다. 블록-기반 비디오 코딩에서는, 비디오 프레임 또는 슬라이스는 블록들로 파티셔닝 (partitioning) 될 수도 있다. 각각의 블록은 더 파티셔닝될 수 있다. 인트라-코딩된 (I) 프레임 또는 슬라이스 내의 블록들은 동일한 프레임 또는 슬라이스 내의 이웃하는 블록들 내의 참조 샘플들에 대한 공간적 예측을 이용하여 인코딩된다. 인터 코딩된 (P 또는 B) 프레임 또는 슬라이스 내의 블록들은 동일한 프레임 또는 슬라이스 내의 이웃하는 블록들 내의 참조 샘플들에 대한 공간적 예측 또는 다른 참조 프레임들 내의 참조 샘플들에 대한 시간적 예측을 이용할 수도 있다. 공간적 또는 시간적 예측은 코딩될 블록에 대한 예측 블록을 발생시킨다. 잔여 데이터는 코딩될 오리지널 블록과 예측 블록 사이의 픽셀 차분들을 나타낸다.

인터-코딩된 블록은 예측 블록을 형성하는 참조 샘플들의 블록을 가리키는 모션 벡터, 및 코딩된 블록과 예측 블록 사이의 차분을 나타내는 잔여 데이터에 따라 인코딩된다. 인트라-코딩된 블록은 인트라-코딩 모드 및 잔여 데이터에 따라 인코딩된다. 추가의 압축을 위해, 잔여 데이터는 픽셀 도메인으로부터 변환 도메인으로 변환될 수도 있어서, 잔여 변환 계수들을 발생시키고, 이 잔여 변환 계수들은 그 후에 양자화될 수도 있다. 처음에 2차원 어레이로 배열된 양자화된 변환 계수들은 특정한 순서로 스캐닝되어 엔트로피 코딩을 위한 변환 계수들의 1차원 벡터를 생성할 수도 있다.

일반적으로, 본 개시물은 비디오 데이터를 코딩하는 기법들을 기술한다. 본 개시물은, 인터-모드 코딩 (즉, 다른 프레임들의 블록들에 대한 현재 블록의 코딩) 하는 경우, 모션 벡터 예측, 모션 추정 및 모션 보상을 수행하는 기법들을 기술한다. 일부 예에서, 이 기법들은 현재 블록을 코딩하는 경우 이웃하는 블록으로부터 예측 방향과 참조 프레임 인덱스를 카피 (copy) 하는 것을 포함할 수도 있다. 또한, 이 기법들은 현재 블록에 대한 모션 벡터와 이웃하는 블록에 대한 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 이용하여 더 효율적인 코딩을 허용하도록 하는 것을 포함할 수도 있다.

본 개시물의 하나의 예에서, 비디오 데이터를 인코딩하는 방법은, 비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하는 단계, 및 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계를 포함한다. 현재 모션 벡터는, 현재 프레임의 현재 부분과 적어도 부분적으로 매칭하는 참조 프레임의 부분을 식별한다. 또한, 이 방법은, 후보 모션 벡터들 각각과 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하는 단계, 계산된 모션 벡터 차분들에 기초하여 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하는 단계, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하는 단계, 및 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하는 단계를 포함한다.

본 개시물의 또 다른 예에서, 비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치가 제시된다. 이 장치는, 비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하고, 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하도록 구성된 비디오 인코더를 포함하고, 여기서 현재 모션 벡터는 현재 프레임의 현재 부분과 적어도 부분적으로 매칭하는 참조 프레임의 부분을 식별한다. 비디오 인코더는 또한, 후보 모션 벡터들 각각과 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하고, 계산된 모션 벡터 차분들에 기초하여 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하고, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하며, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하도록 구성된다.

본 개시물의 또 다른 예에서, 비디오 데이터를 디코딩하는 방법은, 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하는 단계 및 모션 벡터 차분을 수신하는 단계, 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하는 단계, 수신된 모션 벡터 차분 및 후보 모션 벡터에 기초하여 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계, 및 예측 비디오 데이터를 생성하기 위해, 결정된 현재 모션 벡터를 이용하여 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하는 단계를 포함한다.

본 개시물의 또 다른 예에서, 비디오 데이터를 디코딩하도록 구성된 장치가 제시된다. 이 장치는, 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하고, 모션 벡터 차분을 수신하도록 구성된 비디오 디코더를 포함한다. 비디오 디코더는 또한, 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하고, 수신된 모션 벡터 차분 및 후보 모션 벡터에 기초하여 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하며, 예측 비디오 데이터를 생성하기 위해, 결정된 현재 모션 벡터를 이용하여 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하도록 구성된다.

하나 이상의 예들의 세부사항들은 아래의 상세한 설명 및 첨부 도면들에서 제시된다. 다른 특징들, 목적들, 및 이점들은 상세한 설명 및 도면들로부터, 그리고 청구항들로부터 명확하게 될 것이다.

도 1a 및 도 1b 는 분할된 코딩 유닛의 예들을 예시한 개념도들이다.
도 2a 및 도 2b 는 예측 신택스 코딩 (prediction syntax coding) 의 예들의 개념도들이다.
도 3 은 일 예시적인 비디오 인코딩 및 디코딩 시스템을 예시한 블록도이다.
도 4 는 일 예시적인 비디오 인코더를 예시한 블록도이다.
도 5 는 일 예시적인 비디오 디코더를 예시한 블록도이다.
도 6 은 비디오를 인코딩하는 일 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다.
도 7 은 비디오를 디코딩하는 일 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다.
도 8 은 비디오를 디코딩하는 또 다른 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다.
도 9 는 비디오를 디코딩하는 또 다른 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다.

일반적으로, 본 개시물은 비디오 데이터를 코딩하는 기법들을 기술한다. 본 개시물은 비디오 데이터를 인터-모드 코딩 (즉, 다른 프레임들의 블록들에 대한 코딩) 하는 경우 모션 추정 및 모션 보상을 수행하는 기법들을 기술한다. 특히, 본 개시물은 현재 블록을 코딩하는 경우 이웃하는 블록으로부터 예측 방향 및 참조 프레임 인덱스를 카피 (copy) 하는 것을 제안한다. 또한, 본 개시물은 현재 블록에 대한 모션 벡터와 이웃하는 블록으로부터의 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 이용하여 더욱 유연하고 효율적인 코딩을 가능하게 하도록 하는 것을 제안한다. 전체 모션 벡터 대신에 모션 벡터 차분을 전송하는 것은 더 적은 비트들을 시그널링하게 할 수도 있다. 또한, 예측 방향 및 참조 프레임 인덱스를 카피하는 것과 함께 모션 벡터 차분의 이용은, 이미 디코딩된 예측 신택스 (prediction syntax) 의 효율적인 재사용을 제공하는 한편, 현재 블록에 대한 모션 벡터의 더 정확한 재생을 제공한다.

디지털 비디오 디바이스들은 디지털 비디오 정보를 더 효율적으로 인코딩 및 디코딩하기 위한 비디오 압축 기법들을 구현한다. 비디오 압축은 공간적 (인트라-프레임) 예측 및/또는 시간적 (인터-프레임) 예측 기법들을 적용하여 비디오 시퀀스들 내에 내재된 리던던시 (redundancy) 를 감소시키거나 제거할 수도 있다.

하나의 예로서, 현재 JCT-VC (Joint Cooperative Team for Video Coding) 에 의해 개발 중인 고효율 비디오 코딩 (HEVC) 표준에 따른 비디오 코딩을 위해, 비디오 프레임은 코딩 유닛들로 파티셔닝될 수도 있다. 코딩 유닛 (coding unit; CU) 은 일반적으로, 비디오 압축을 위해 다양한 코딩 툴들이 적용되는 기본 유닛 (basic unit) 으로서 기능하는 이미지 영역을 지칭한다. CU 는 보통 Y 로 나타내는 휘도 성분, 및 U 와 V 로 나타내는 2개의 크로마 성분을 갖는다. 비디오 샘플링 포맷에 따라, U 및 V 성분들의 사이즈는, 샘플링 개수 측면에서, Y 성분의 사이즈와 동일하거나 또는 상이할 수도 있다. CU 는 통상적으로 정방형이고, 예를 들어, 다른 비디오 코딩 표준들, 예컨대, ITU-T H.264 하에서 소위 매크로블록과 유사한 것으로 고려될 수도 있다. 개발하는 HEVC 표준의 현재 제안된 양태들의 일부에 따른 코딩은 예시의 목적을 위해 본 출원에서 기술될 것이다. 그러나, 본 개시물에서 기술된 기법들은 다른 비디오 코딩 프로세스들, 예컨대, H.264 또는 다른 표준 또는 독점적 비디오 코딩 프로세스들에 따라 정의된 것들에 대해서 유용할 수도 있다.

HEVC 표준화 노력들은 HEVC 테스트 모델 (HEVC Test Model; HM) 이라고 지칭되는 비디오 코딩 디바이스의 모델에 기초한다. HM 은 비디오 코딩 디바이스들의 몇몇 능력들이, 예를 들어, ITU-T H.264/AVC 에 따른 디바이스들을 뛰어 넘는다고 추정한다. 예를 들어, H.264 가 9개의 인트라-예측 인코딩 모드들을 제공하는 반면, HM 은 34개 정도의 인트라-예측 인코딩 모드들을 제공한다.

HM 에 따르면, CU 는 하나 이상의 예측 유닛 (prediction unit; PU) 들 및/또는 하나 이상의 변환 유닛 (transform unit; TU) 들을 포함할 수도 있다. 비트스트림 내의 신택스 데이터는, 픽셀들의 개수 측면에서 가장 큰 CU 인 최대 코딩 유닛 (largest coding unit; LCU) 을 정의할 수도 있다. 일반적으로, CU 는, CU 가 사이즈 차별성을 갖고 있지 않다는 점을 제외하고는, H.264 의 매크로블록과 유사한 목적을 갖는다. 따라서, CU 는 서브-CU들로 분할될 수도 있다. 일반적으로, 본 개시물에서 CU 에 대한 언급들은 픽처의 최대 코딩 유닛 또는 LCU 의 서브-CU 로 지칭할 수도 있다. LCU 는 서브-CU들로 분할될 수도 있고, 각 서브-CU 는 서브-CU들로 더 분할될 수도 있다. 비트스트림에 대한 신택스 데이터는, CU 깊이라고 지칭되는, LCU 가 분할될 수도 있는 최대 횟수를 정의할 수도 있다. 이에 따라, 비트스트림은 또한 최소 코딩 유닛 (smallest coding unit; SCU) 을 정의할 수도 있다. 또한, 본 개시물은 CU, PU, 또는 TU 중 임의의 것을 지칭하기 위해 용어 "블록" 또는 "부분" 을 사용한다. 일반적으로, "부분" 은 비디오 프레임의 임의의 서브세트를 지칭할 수도 있다.

LCU 는 쿼드트리 데이터 구조 (quadtree data structure) 와 연관될 수도 있다. 도 1a 는 쿼드트리 분할의 개념도이다. 일반적으로, 쿼드트리 데이터 구조는 CU 당 하나의 노드를 포함하고, 여기서 루트 노드는 LCU 에 대응한다. CU 가 4개의 서브-CU들로 분할되는 경우, CU 에 대응하는 노드는 4개의 리프 노드 (leaf node) 들을 포함하고, 그 각각은 서브-CU들 중 하나에 대응한다. 쿼드트리 데이터 구조의 각 노드는 대응하는 CU 에 신택스 데이터를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 쿼드트리에서의 노드는, 노드에 대응하는 CU 가 서브-CU들로 분할되는지 여부를 나타내는 분할 플래그를 포함할 수도 있다. CU 에 대한 신택스 엘리먼트들은 재귀적으로 정의될 수도 있고, CU 가 서브-CU들로 분할되는지 여부에 의존할 수도 있다. CU 가 더 분할되지 않는 경우, 리프-CU 로 지칭된다. 본 개시물에서, 오리지널 리프-CU 의 명백한 분할이 없다고 하더라도, 리프-CU 의 4개의 서브-CU들은 또한 리프-CU들이라고 지칭될 것이다. 예를 들어, 16x16 사이즈의 CU 가 더 분할되지 않는 경우, 16×16 CU 가 분할되지 않았다고 하더라도, 4개의 8×8 서브-CU들은 또한 리프-CU들이라고 지칭될 것이다.

또한, 리프-CU들의 TU들은 각각의 쿼드트리 데이터 구조들과 연관될 수도 있다. 즉, 리프-CU 는 리프-CU 가 TU들로 파티셔닝되는 방법을 나타내는 쿼드트리를 포함할 수도 있다. 본 개시물은 LCU 가 파티셔닝되는 방법을 나타내는 쿼드트리를 CU 쿼드트리로 지칭하고, 리프-CU 가 TU들로 파티셔닝되는 방법을 나타내는 쿼드트리를 TU 쿼드트리로 지칭한다. TU 쿼드트리의 루트 노드는 일반적으로 리프-CU 에 대응하는 한편, CU 쿼드트리의 루트 노드는 일반적으로 LCU 에 대응한다. 분할되지 않은 TU 쿼드트리의 TU들은 리프-TU들이라고 지칭된다.

리프-CU 는 하나 이상의 예측 유닛 (PU) 들을 포함할 수도 있다. 일반적으로, PU 는 대응하는 CU 의 전부 또는 일부를 나타내고, PU 에 대한 참조 샘플을 취출하기 위한 데이터를 포함할 수도 있다. 예를 들어, PU 가 인터-모드 인코딩되는 경우, PU 는 PU 에 대한 모션 벡터를 정의하는 데이터를 포함할 수도 있다. 모션 벡터를 정의하는 데이터는, 예를 들어, 모션 벡터의 수평 성분, 모션 벡터의 수직 성분, 모션 벡터에 대한 분해능 (예를 들어, 1/4 픽셀 정밀도 또는 1/8 픽셀 정밀도), 모센 벡터가 가리키는 참조 프레임, 및/또는 모션 벡터에 대한 참조 리스트 (예를 들어, 리스트 0 또는 리스트 1) 를 기술할 수도 있다. PU(들) 를 정의하는 리프-CU 에 대한 데이터가 또한, 예를 들어, 하나 이상의 PU들로의 CU 의 파티셔닝을 기술할 수도 있다. 파티셔닝 모드들은 CU 가 코딩되지 않았는지, 인트라-예측 모드 인코딩되었는지, 또는 인터-예측 모드 인코딩되었는지 여부에 따라 다를 수도 있다. 인트라 코딩의 경우, PU 는 후술되는 리프 변환 유닛과 동일하게 처리될 수도 있다.

비디오 프레임들 간의 모션 추정 및 보상을 수반하는 인터-예측의 경우, 부가적인 타입의 분할이 제안되고 있다. 이러한 부가적인 타입의 PU 분할은, 엄격히 수평 및/또는 수직 중 어느 하나가 아닌 모션 경계들을 식별하도록 하는 기하학적 분할 또는 파티셔닝이라고 지칭된다. 기하학적 분할의 개념도는 도 1b 에 도시되어 있다. 기하학적 분할에서, 서브-CU 는 세타 (θ) 및 로 (ρ) 의 함수로서 정의된 직선에 의해 (예측 유닛 (PU) 들이라고 또한 지칭될 수도 있는) 2개의 파티션들로 분할된다. 세타는 x-축으로부터 측정되는 중심 (0, 0) 으로부터 연장되는 파티션 라인과 수직인 라인의 각도를 정의하는 한편, 로는 파티션 라인에 대한 이 라인의 간격 또는 길이를 정의한다.

수행되는 분할의 타입에 관계없이, 인코더는 "모션 추정" 이라고 보통 지칭되는 프로세스를 수행하여, 서브-CU 를 분할한 후에 형성되는 각각의 결과적인 부분 (예를 들어, PU) 에 대한 모션 벡터를 결정하도록 할 수도 있다. 인코더는, 하나의 예로서, 참조 프레임에서 "모션 탐색" 이라고 지칭될 수도 있는 것을 수행함으로써 이러한 모션 벡터들을 결정하고, 여기서 인코더는 시간적으로 이후의 또는 미래의 참조 프레임에서 각각의 부분을 탐색한다. 현재 부분과 가장 잘 매칭하는 참조 프레임의 부분을 찾자마자, 인코더는 현재 부분에서부터 참조 프레임에서 매칭하는 부분까지 (즉, 현재 부분의 중심에서부터 매칭 부분의 중심까지) 의 위치의 차분으로서 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정한다.

일부 종래의 예에서, 인코더는 인코딩된 비디오 비트스트림으로 각 부분에 대한 모션 벡터를 시그널링할 수도 있다. 시그널링된 모션 벡터는 디코더에 의해 모션 보상을 수행하도록 이용되어 비디오 데이터를 디코딩하도록 한다. 그러나, 모션 벡터들이 통상적으로 다수의 비트들로 나타내기 때문에, 전체 모션 벡터를 시그널링하는 것은 충분한 코딩이 덜 이루어질 수도 있다.

일부 경우, 전체 모션 벡터를 시그널링하는 것보다는 오히려, 인코더는 각각의 파티션에 대한 모션 벡터를 예측할 수도 있다. 이러한 모션 벡터 예측을 수행함에 있어서, 인코더는 현재 부분과 동일한 프레임에서 공간적으로 이웃하는 PU들에 대해 결정된 후보 모션 벡터들의 세트, 또는 또 다른 참조 프레임에서 동일 위치의 PU 에 대해 결정된 후보 모션 벡터를 선택할 수도 있다. 인코더는 전체 모션 벡터를 시그널링하는 것보다는 오히려 모션 벡터 예측을 수행하여, 시그널링에서의 비트 레이트 및 복잡도를 감소시킬 수도 있다.

종래에는, 2개의 상이한 모드들 또는 타입들의 모션 벡터 예측이 이용된다. 하나의 모드는 "병합 (merge)" 모드라고 지칭된다. 다른 모드는 적응적 모션 벡터 예측 (adaptive motion vector prediction; AMVP) 라고 지칭된다. 병합 모드에서, 인코더는, 디코더에게, 예측 신택스의 비트스트림 시그널링을 통해, 모션 벡터, (주어진 참조 픽처 리스트에서, 모션 벡터가 가리키는 참조 프레임을 식별하는) 참조 인덱스, 및 (즉, 참조 프레임이 시간적으로 현재 프레임에 선행하는지 또는 후행하는지 여부의 측면에서, 참조 픽처 리스트를 식별하는) 모션 예측 방향을 프레임의 현재 부분에 대한 선택된 후보 모션 벡터로부터 카피하라고 명령한다. 이것은 선택된 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 비트스트림으로 시그널링함으로써 달성된다. 따라서, 병합 모드에 대해, 예측 신택스는 모드 (이 경우 "병합" 모드) 를 식별하는 플래그, 및 후보 부분의 위치를 식별하는 인덱스를 포함할 수도 있다. 일부 경우, 후보 부분은 현재 부분과 관련된 인과적인 부분일 것이다. 즉, 후보 부분은 디코더에 의해 이미 디코딩되어 있을 것이다. 이와 같이, 디코더는 후보 부분에 대한 모션 벡터, 참조 인덱스, 및 모션 예측 방향이 이미 수신 및/또는 결정되었다. 이와 같이, 디코더는 간단히, 후보 부분과 연관된 모션 벡터, 참조 인덱스, 모션 예측 방향을 메모리로부터 취출하고, 현재 부분에 대해 이들 값들을 카피할 수도 있다.

AMVP 에서, 인코더는, 디코더에게, 비트스트림 시그널링을 통해, 후보 부분으로부터 모션 벡터를 단지 카피하고 참조 프레임과 예측 방향을 개별적으로 시그널링하라고 명령한다. AMVP 에서, 카피될 모션 벡터는 모션 벡터 차분 (motion vector difference; MVD) 을 전송함으로써 시그널링될 수도 있다. MVD 는 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터와 후보 부분에 대한 후보 모션 벡터 사이의 차분이다. 이러한 방법으로, 디코더는 현재 모션 벡터에 대한 후보 모션 벡터의 정확한 카피를 이용할 필요는 없고, 오히려 값이 현재 모션 벡터와 "가까운" 후보 모션 벡터를 이용하고 MVD 를 가산하여 현재 모션 벡터를 재생하도록 할 수도 있다. 대부분의 상황에서, MVD 는 전체의 현재 모션 벡터보다 시그널링하는데 더 적은 비트들을 필요로 한다. 이와 같이, AVMP 는 전체 모션 벡터를 시그널링하는 것보다 코딩 효율을 유지하면서 현재 모션 벡터의 더 정확한 시그널링을 허용한다. 이와 반대로, 병합 모드는 MVD 의 명세를 허용하지 않아서, 병합 모드는 증가된 시그널링 효율 (즉, 더 적은 비트들) 을 위해 모션 벡터 시그널링의 정확성을 희생시킨다. AVMP 를 위한 예측 신택스는 모드 (이 경우 AMVP) 에 대한 플래그, 후보 부분에 대한 인덱스, 현재 모션 벡터와 후보 부분에 대한 후보 모션 벡터 사이의 MVD, 참조 인덱스, 및 모션 예측 방향을 포함할 수도 있다.

모션 추정이 일단 수행되어 부분들 각각에 대한 모션 벡터가 결정되었다면, 인코더는 (모션 탐색이 수행된 경우) 참조 프레임에서 매칭하는 부분 또는 (모션 벡터 예측이 수행된 경우) 예측된 모션 벡터에 의해 식별된 참조 프레임의 부분을 현재 부분과 비교한다. 이러한 비교는 통상적으로, 참조 프레임에서의 ("참조 샘플" 이라고 보통 지칭되는) 부분을 현재 프레임으로부터 감산하는 것을 수반하고, 소위 잔여 데이터를 발생시킨다. 잔여 데이터는 현재 부분과 참조 샘플 사이의 픽셀 차분 값들을 나타낸다. 그 후에, 인코더는 이러한 잔여 데이터를 공간 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환한다. 보통, 인코더는 이산 코사인 변환 (discrete cosine transform; DCT) 을 잔여 데이터에 적용하여 이러한 변환을 달성하도록 한다. 인코더는 이러한 변환을 수행하여, 잔여 데이터를 전체적으로보다는 오히려, 잔여 데이터를, 이 변환 후에 그 결과적인 변환 계수들이 단지 인코딩될 필요가 있을 때 추가 압축하도록 한다.

통상적으로, 그 결과적인 변환 계수들은, 특히 이 변환 계수들이 먼저 양자화 (반올림) 되는 경우, 런 길이 인코딩 (run-length encoding) 을 가능하게 하는 방식으로 함께 그룹화된다. 인코더는 이러한 양자화된 변환 계수들의 런 길이 인코딩을 수행한 후에, 통계적 무손실 (또는 소위 "엔트로피") 인코딩을 수행하여 런 길이 코딩된 양자화 변환 계수들을 추가 압축하도록 한다.

무손실 통계적 코딩을 수행한 후에, 인코더는, 인코딩된 비디오 데이터를 포함하는 비트스트림을 발생시킨다. 또한, 이 비트스트림은, 예를 들어, 모션 벡터 예측이 수행되었는지 여부, 모션 벡터 모드, 및 모션 벡터 예측자 (motion vector predictor; MVP) 인덱스 (즉, 선택된 모션 벡터를 갖는 후보 부분의 인덱스) 를 특정하는 소정의 경우들에 있어서 다수의 예측 신택스 엘리먼트들을 포함한다. 또한, MVP 인덱스는 그의 신택스 엘리먼트 변수명 "mvp_idx" 라고 지칭될 수도 있다.

고효율 비디오 코딩 (high efficiency video coding; HEVC) 이라고 지칭되는 ITU-T/ISO/IEC JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding) 에 의한 채용을 위해 제안된 현재 설계에서, 인코더는 다수의 모션 벡터 예측 모드들을 수행하여, 상술된 1) AMVP 및 2) 병합 모드를 포함하여 현재 부분에 대한 모션 벡터를 예측하도록 한다. 이 2개의 모드들은 유사하지만, AMVP 는 MVD들, 모션 예측 방향들 및 참조 인덱스들을 정의하는 것이 가능하다는 측면에서 더 많은 유연성을 제공하는 한편, 병합 모드는 이러한 모션 벡터 정보 (즉, 모션 벡터, 모션 예측 방향, 및 참조 인덱스) 를 단지 카피한 것에 불과하여 MVD 의 증가된 정밀도를 허용하지 않는다. 또 다른 차이는, AMVP 는 참조 프레임에서 동일 위치의 PU들로부터 시간적 후보 모션 벡터들을 고려하고 현재 프레임에서 이웃하거나 또는 인접한 PU들로부터 모션 벡터들을 고려하는 한편, 병합 모드는 현재 프레임에서 이웃하거나 또는 인접하는 PU들로부터 단지 이러한 모션 벡터들을 고려한다는 점이다.

이들 모션 벡터 예측 모드들 양쪽이 모션 정보의 시그널링을 용이하게 하기 위해 제공된다. AMVP 는 모션 벡터 그 자체보다는 오히려 MVD 가 특정되는 것만을 요구함으로써 이 모션 정보를 시그널링하는 것과 연관된 비용을 감소시킨다. 병합 모드는 이웃하는 공간적 후보 모션 벡터들 중 어떤 하나만이 선택되어 현재 부분에 대해 카피한다는 것을 시그널링함으로써 이 동일한 시그널링 비용들을 한층 더 감소시킨다. 게다가, 병합 모드는 현재 부분이 그의 모션 벡터를 이어받는 이웃하는 부분을 특정하는 것만을 단지 가능하게 하고, AMVP 에 의해 제공된 유연성을 허용하지 않는다는 점에서 제한적이다.

본 개시물에 제시된 기법들에 따르면, 모션 벡터들 및 다른 예측 신택스를 코딩하기 위한 부가적인 모션 벡터 예측 모드가 제시된다. 예시하기 위해, 인코더는 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정할 수도 있다. 하나의 예에서, 후보 부분들은 현재 부분과 동일한 프레임에 있을 수도 있다. 후보 부분들은 현재 부분에 인접한 부분들일 수도 있다. 특히, 후보 부분들은 현재 부분과 인과적인 인접한 부분들일 수도 있다. 즉, 인접한 후보 부분들은 현재 블록을 인코딩할 때 인코더에서 이미 인코딩되었을 수도 있다. 이와 반대로, 디코더에서는, 현재 블록을 디코딩할 때 인접한 후보 부분들이 이미 디코딩된다. 후보 부분들의 위치와 관계없이, 인코더는 그 후에 현재 프레임에 대한 현재 모션 벡터를 결정한다. 인코더는 참조 프레임에서 매칭 부분에 대한 풀 모션 탐색 (full motion search) 을 채용함으로써 이 현재 모션 벡터를 결정할 수도 있다.

후보 모션 벡터들 및 현재 모션 벡터를 결정한 후에, 인코더는 현재 모션 벡터를 이웃하는 모션 벡터들 각각과 비교하여 모션 벡터 차분 (MVD) 을 결정하도록 한다. 미리 결정된 알고리즘에 따르면, 인코더는 그 후에 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터 및 관련 MVC 를 선택한다. 일반적으로, 후보 모션 벡터를 선택하기 위한 알고리즘은, 가장 적은 비트들로 나타낼 수 있는 MVD 를 생성하는 후보 모션 벡터를 선택하려고 시도할 수도 있다. 즉, 인코더는 후보 모션 벡터들 중 하나를 선택하여, 그의 대응하는 MVD 가 다른 결정된 모션 벡터 차분들 모두와 비교하여 (시그널링할 비트들 측면에서) 가장 작게 되도록 할 수도 있다.

일부 경우, 개시된 모션 벡터 예측 모드는, 인코더가 모션 벡터 예측 모드의 적용을, 후보 부분들의 후보 모션 벡터들 모두가 동일한 참조 프레임을 다시 참조하는 경우들로 제한하도록 구현될 수도 있다. 이 기법들은, 이웃하는 모션 벡터들 모두가 동일한 참조 프레임을 참조할 때 이웃하는 모션 벡터들로부터 이러한 참조 프레임이 추정될 수 있기 때문에, 그 구현을 이 점에 관련하여 참조 인덱스를 시그널링해야 하는 것을 회피하도록 제한할 수도 있다.

도 2a 는 모든 후보 모션 벡터들이 동일한 참조 프레임을 다시 참조할 때의 예측 신택스 코딩의 일 예의 개념도이다. 예측 신택스 (6) 는 모션 벡터 예측 모드를 나타내는 모드 플래그 (1), 선택된 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 예측 유닛 인덱스 (3), 및 모션 벡터 차분 (7) (즉, 선택된 후보 모션 벡터에 대해 결정된 대응하는 MVD) 을 포함할 수도 있다. 모드 플래그 (1) 는, 개시된 모션 벡터 예측 모드가 이용된 유일한 모드인 경우에는 옵션적일 수도 있다. 즉, 모드 플래그 (1) 는, 개시된 모션 벡터 예측 모드를, 예를 들어, 병합 모드 또는 AMVP 와 구별하도록 이용될 수도 있다. 또한, 예측 신택스 (6) 는 옵션적인 MVD=0 플래그 (5) 를 포함할 수도 있다. 이 플래그는 MVD 가 제로일 때 (즉, 현재 모션 벡터 및 선택된 후보 모션 벡터가 동일할 때) 이용될 수도 있다. 이 플래그는 시그널링에 필요로 하는 비트들을 더 감소시킬 수도 있다. 대안적으로, 이 플래그가 이용되지 않을 수도 있고, 모든 제로들이 MVD (7) 로서 전송될 수도 있다. 본 개시물의 이러한 양태는 (후보 부분들 중 어떤 것이 선택된 후보 모션 벡터들을 갖고 있는지를 식별하는 인덱스 및 MVD 와 함께 참조 인덱스와 모션 예측 방향 양쪽이 시그널링될 필요가 있는) AMVP 와 (선택된 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스만이 시그널링되는) 병합 모드 사이에 밸런스를 제공한다.

다른 경우들에서는, 동일한 참조를 가리키는 후보 모션 벡터들을 갖는다는 이러한 제한이 제거될 수도 있다. 도 2b 는 모든 후보 모션 벡터들이 동일한 참조 프레임을 다시 참조하지 않을 때의 예측 신택스 코딩의 일 예의 개념도이다. 예측 신택스 (8) 는 모션 벡터 예측 모드를 나타내는 모드 플래그 (1), 선택된 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 예측 유닛 인덱스 (3), 및 모션 벡터 차분 (7) (즉, 선택된 후보 모션 벡터에 대해 결정된 대응하는 MVD) 을 포함할 수도 있다. 도 2a 의 예시적인 예측 신택스 (6) 와는 반대로, 도 2b 의 예측 신택스 (8) 는, 선택된 후보 모션 벡터가 가리키는 참조 프레임을 식별하는 참조 프레임 인덱스 (9) 를 더 포함한다. 또 다시, 모드 플래그 (1) 는 옵션적일 수도 있다. 또한, 예측 신택스 (8) 는 옵션적으로 MVD=0 플래그 (5) 를 포함할 수도 있다. 이 예에서, 개시된 모션 벡터 예측 모드는 AMVP 와 병합 모드 양쪽을 포함하도록 포괄적으로 될 수도 있다. 이러한 2개의 모드들 간의 차별성의 제거는, 단일 모두가 유지하는 것처럼, 모션 벡터 예측을 수행하는데 이용된 모드를 시그널링하는 것과 연관된 시그널링 비용들을 감소시킬 수도 있다.

도 2a 의 예측 신택스 (6) 및 도 2b 의 예측 신택스 (8) 는 상호 배타적이지 않고, 동일한 시스템에서 이용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다. 이 점에 관련하여, 모드 플래그 (1) 는 2개의 모드들 사이를 구별하도록 이용될 수도 있다. 즉, 모드 플래그 (1) 는, 모두가 동일한 참조 프레임을 다시 참조하는 후보 모션 벡터들로 모션 벡터 예측 모드가 제한되는지 여부, 또는 이러한 제한이 존재하지 않는지에 따라 상이한 값들을 채용할 것이다.

도 5 를 참조하여 더 상세히 후술되는 바와 같이, 디코더는 시그널링된 예측 시택스를 이용하여 모션 벡터, 모션 예측 방향, 및 참조 인덱스를 취출하여 현재 프레임에 대한 모션 보상을 수행하도록 할 수도 있다. 일반적으로, 디코더는 예측 유닛 인덱스 (3) 및 모션 벡터 차분 (7) 을 포함하는 도 2a 의 예측 신택스를 수신할 수도 있다. 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터는, 후보 부분을 식별하는 예측 유닛 인덱스 (3) 에 기초하여 취출될 수도 있다. 일부 예에서, 후보 부분은 디코딩될 현재 부분과 인과적일 수도 있다 (즉, 후보 부분은 이미 디코딩되었다). 이와 같이, 후보 부분과 연관된 모션 벡터는 메모리로부터 액세스될 수도 있다. 후보 부분이 인과적이지 않은 경우, 디코더는 후보 부분이 디코딩될 때까지 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하기를 기다린다.

후보 모션 벡터가 일단 취출되었다면, 디코더는 수신된 모션 벡터 차분 (7) 및 취출된 후보 모션 벡터에 기초하여 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정한다. 즉, 현재 모션 벡터는 모션 벡터 차분을 후보 모션 벡터에 가산함으로써 결정될 수도 있다. 또 다른 예에서, 수신된 모션 벡터 차분은 도 2a 및 도 2b 의 MVD=0 플래그 (5) 일 수도 있다. 이 경우, 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터는 현재 부분에 간단히 카피된다. 또한, 디코더는 후보 부분과 연관된 모션 예측 방향 및 참조 인덱스를 취출할 수도 있다. 일부 예에서, 디코더가 시그널링된 예측 유닛 인덱스와 연관된 참조 프레임으로부터 참조 프레임 인덱스를 카피하게 하는 것 대신에, 참조 프레임 인덱스가 명백하게 시그널링된다 (예를 들어, 도 2b 의 예). 그 후에, 결정된 현재 모션 벡터, 모션 예측 방향, 및 참조 인덱스를 이용하여 현재 부분에 대해 모션 보상이 수행된다.

일반적으로, 본 개시물은 비디오 데이터를 인코딩하는 방법을 제안하고, 이 방법은 비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하는 단계, 및 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계를 포함한다. 현재 모션 벡터는, 현재 프레임의 현재 부분과 적어도 부분적으로 매칭하는 참조 프레임의 부분을 식별한다. 이 방법은 또한, 후보 모션 벡터들 각각과 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하는 단계, 그 계산된 모션 벡터 차분들에 기초하여 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하는 단계, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하는 단계, 및 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 대응하는 모션 벡터 차분을 시그널링하는 단계를 포함한다. 이 인코딩 방법은 비디오 인코더에 의해 실행될 수도 있다.

본 개시물은 또한, 프레임의 후보 부분을 식별하고 모션 벡터 차분을 수신하는 인덱스를 수신하는 단계, 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하는 단계, 수신된 모션 벡터 차분 및 후보 모션 벡터에 기초하여 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계, 및 결정된 현재 모션 벡터를 이용하여 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하여 예측 비디오 데이터를 생성하는 단계를 포함하는 비디오 데이터를 인코딩하는 방법을 제안한다. 이 디코딩 방법은 비디오 디코더에 의해 실행될 수도 있다.

도 3 은 본 개시물의 예들에 따라 모션 벡터 예측을 위한 기법들을 이용하도록 구성될 수도 있는 예시적인 비디오 인코딩 및 디코딩 시스템 (10) 을 예시한 블록도이다. 도 3 에서 도시된 바와 같이, 시스템 (10) 은 인코딩된 비디오를 목적지 디바이스 (14) 에 통신 채널 (16) 을 통하여 송신하는 소스 디바이스 (12) 를 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터는 또한 저장 매체 (34) 또는 파일 서버 (36) 에 저장될 수도 있고, 원할 경우에는 목적지 디바이스 (14) 에 의해 액세스될 수도 있다. 저장 매체 또는 파일 서버에 저장되는 경우, 비디오 인코더 (20) 는 코딩된 비디오 데이터를 코딩된 비디오 데이터를 저장 매체에 저장하기 위한 또 다른 디바이스, 예컨대, 네트워크 인터페이스, 콤팩트 디스크 (CD) 또는 블루레이 또는 디지털 비디오 디스크 (DVD) 버너 또는 스탬핑 (stamping) 설비 디바이스, 또는 다른 디바이스들에 제공할 수도 있다. 이와 마찬가지로, 비디오 디코더 (30) 로부터 분리된 디바이스, 예컨대, 네트워크 인터페이스, CD 또는 DVD 리더기 등은 코딩된 비디오 데이터를 저장 매체로부터 취출하고 그 취출된 데이터를 비디오 디코더 (30) 에 제공할 수도 있다.

소스 디바이스 (12) 및 목적지 디바이스 (14) 는, 데스크톱 컴퓨터들, 노트북 (즉, 랩톱) 컴퓨터들, 태블릿 컴퓨터들, 셋-톱 박스들, 전화기 핸드셋들, 예컨대, 소위 스마트폰들, 텔레비전들, 카메라들, 디스플레이 디바이스들, 디지털 미디어 플레이어들, 비디오 게이밍 콘솔들 등을 포함하는 매우 다양한 디바이스들 중 임의의 것을 포함할 수도 있다. 많은 경우들에서는, 이러한 디바이스들은 무선 통신을 위해 구비될 수도 있다. 따라서, 통신 채널 (16) 은 인코딩된 비디오 데이터의 송신에 적합한 무선 채널, 유선 채널, 또는 무선 및 유선 채널들의 조합을 포함할 수도 있다. 이와 유사하게, 파일 서버 (36) 는 목적지 디바이스 (14) 에 의해 인터넷 접속을 포함하는 임의의 표준 데이터 접속을 통해 액세스될 수도 있다. 이것은 파일 서버에 저장된 인코딩된 비디오 데이터에 액세스하기에 적합한 무선 채널 (예를 들어, Wi-Fi 접속), 유선 접속 (예를 들어, DSL, 케이블 모뎀 등), 또는 이들 모두의 조합을 포함할 수도 있다.

본 개시물의 예들에 따르는, 모션 벡터 예측을 위한 기법들은 다양한 멀티미디어 애플리케이션들, 예컨대, 공중경유 (over-the-air) 텔레비전 브로드캐스트들, 케이블 텔레비전 송신들, 위성 텔레비전 송신들, 예를 들어, 인터넷을 통한 스트리밍 비디오 송신들, 데이터 저장 매체 상의 저장을 위한 디지털 비디오의 인코딩, 데이터 저장 매체 상에 저장된 디지털 비디오의 디코딩, 또는 다른 애플리케이션들 중 임의의 것의 지원하에 비디오 코딩에 적용될 수도 있다. 일부 예에서는, 시스템 (10) 은 단방향 또는 양방향 비디오 송신을 지원하여 애플리케이션들, 예컨대, 비디오 스트리밍, 비디오 재생, 비디오 브로드캐스팅, 및/또는 비디오 화상 전화를 지원하도록 구성될 수도 있다.

도 3 의 예에서, 소스 디바이스 (12) 는 비디오 소스 (18), 비디오 인코더 (20), 변조기/복조기 (22) 및 송신기 (24) 를 포함한다. 소스 디바이스 (12) 에서, 비디오 소스 (18) 는 소스, 예컨대, 비디오 캡처 디바이스, 예컨대, 비디오 카메라, 이전에 캡처된 비디오를 포함하는 비디오 아카이브, 비디오를 비디오 콘텐츠 제공자로부터 수신하기 위한 비디오 피드 인터페이스, 및/또는 컴퓨터 그래픽스 데이터를 소스 비디오로서 발생시키기 위한 컴퓨터 그래픽스 시스템, 또는 이러한 소스들의 조합을 포함할 수도 있다. 일 예로서, 비디오 소스 (18) 가 비디오 카메라라면, 소스 디바이스 (12) 와 목적지 디바이스 (14) 는 소위 카메라 폰들 또는 비디오 폰들을 형성할 수도 있다. 그러나, 본 개시물에서 기술된 기법들은 일반적으로 비디오 코딩에 적용가능할 수도 있고, 무선 및/또는 유선 애플리케이션들, 또는 인코딩된 비디오 데이터가 로컬 디스크에 저장되는 애플리케이션에 적용될 수도 있다.

캡처된, 사전-캡처된 (pre-captured), 또는 컴퓨터-발생된 비디오는 비디오 인코더 (20) 에 의해 인코딩될 수도 있다. 인코딩된 비디오 정보는 통신 표준, 예컨대, 무선 통신 프로토콜에 따라 모뎀 (22) 에 의해 변조되고, 목적지 디바이스 (14) 에 송신기 (24) 를 통하여 송신될 수도 있다. 모뎀 (22) 은 다양한 믹서들, 필터들, 증폭기들 또는 신호 변조를 위해 설계된 다른 컴포넌트들을 포함할 수도 있다. 송신기 (24) 는 증폭기들, 필터들, 및 하나 이상의 안테나들을 포함하는, 데이터를 송신하기 위해 설계된 회로들을 포함할 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 에 의해 인코딩되는 캡처된, 사전-캡처된, 또는 컴퓨터-발생된 비디오는 또한 추후 소비를 위해 저장 매체 (34) 또는 파일 서버 (36) 상에 저장될 수도 있다. 저장 매체 (34) 는 블루레이 디스크들, DVD들, CD-ROM들, 플래시 메모리, 또는 인코딩된 비디오를 저장하기 위한 임의의 다른 적합한 디지털 저장 매체들을 포함할 수도 있다. 저장 매체 (34) 상에 저장된 인코딩된 비디오는 그 후에 디코딩 및 재생을 위해 목적지 디바이스 (14) 에 의해 액세스될 수도 있다.

파일 서버 (36) 는 인코딩된 비디오를 저장하고 그 인코딩된 비디오를 목적지 디바이스 (14) 에 송신하는 것이 가능한 임의의 타입의 서버일 수도 있다. 예시적인 파일 서버들은 (예를 들어, 웹사이트를 위한) 웹 서버, FTP 서버, 네트워크 부착 저장 (network attached storage; NAS) 디바이스들, 로컬 디스크 드라이브, 또는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하고 이것을 목적지 디바이스에 송신하는 것이 가능한 임의의 다른 타입의 디바이스를 포함한다. 파일 서버 (36) 로부터의 인코딩된 비디오 데이터의 송신은 스트리밍 송신, 다운로드 송신, 또는 이들 모두의 조합일 수도 있다. 파일 서버 (36) 는 목적지 디바이스 (14) 에 의해 인터넷 접속을 포함하는 임의의 표준 데이터 접속을 통해 액세스될 수도 있다. 이것은 파일 서버에 저장된 인코딩된 비디오 데이터에 액세스하기에 적합한 무선 채널 (예를 들어, Wi-Fi 접속), 유선 접속 (예를 들어, DSL, 케이블 모뎀, 이더넷, USB 등), 또는 이들 모두의 조합을 포함할 수도 있다.

도 3 의 예에서, 목적지 디바이스 (14) 는 수신기 (26), 모뎀 (28), 비디오 디코더 (30), 및 디스플레이 디바이스 (32) 를 포함한다. 목적지 디바이스 (14) 의 수신기 (26) 는 정보를 채널 (16) 을 통해 수신하고, 모뎀 (28) 은 정보를 복조하여 비디오 디코더 (30) 에 대한 복조된 비트스트림을 생성한다. 채널 (16) 을 통해 전달된 정보는 비디오 데이터를 디코딩함에 있어서 비디오 디코더 (30) 에 의해 사용되기 위한, 비디오 인코더 (20) 에 의해 발생된 다양한 신택스 정보를 포함할 수도 있다. 또한, 이러한 신택스는 저장 매체 (34) 또는 파일 서버 (36) 상에 저장된 인코딩된 비디오 데이터와 함께 포함될 수도 있다. 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 각각은 비디오 데이터를 인코딩 또는 디코딩하는 것이 가능한 각각의 인코더-디코더 (CODEC) 의 일부를 형성할 수도 있다.

디스플레이 디바이스 (32) 는 목적지 디바이스 (14) 와 통합되거나, 또는 그 외부에 존재할 수도 있다. 일부 예에서는, 목적지 디바이스 (14) 는 통합형 디스플레이 디바이스를 포함할 수도 있고 또한 외부 디스플레이 디바이스와 인터페이스하도록 구성될 수도 있다. 다른 예들에서는, 목적지 디바이스 (14) 는 디스플레이 디바이스일 수도 있다. 일반적으로, 디스플레이 디바이스 (32) 는 디코딩된 비디오 데이터를 사용자에게 디스플레이하고, 다양한 디스플레이 디바이스들, 예컨대, 액정 디스플레이 (liquid crystal display; LCD), 플라즈마 디스플레이, 유기 발광 다이오드 (organic light emitting diode; OLED) 디스플레이, 또는 디스플레이 디바이스의 또 다른 타입 중 임의의 것을 포함할 수도 있다.

도 3 의 예에서, 통신 채널 (16) 은 임의의 무선 또는 유선 통신 매체, 예컨대, 무선 주파수 (RF) 스펙트럼 또는 하나 이상의 물리적 전송 라인들, 또는 무선 및 유선 매체들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 통신 채널 (16) 은 패킷-기반 네트워크, 예컨대, 로컬 영역 네트워크, 광역 네트워크, 또는 인터넷과 같은 글로벌 네트워크의 일부를 형성할 수도 있다. 통신 채널 (16) 은, 유선 또는 무선 매체들의 임의의 적합한 조합을 포함하는, 소스 디바이스 (12) 로부터 목적지 디바이스 (14) 로 비디오 데이터를 송신하기 위한 임의의 적합한 통신 매체, 또는 상이한 통신 매체들의 콜렉션을 일반적으로 나타낸다. 통신 채널 (16) 은 라우터들, 스위치들, 기지국들, 또는 소스 디바이스 (12) 로부터 목적지 디바이스 (14) 로의 통신을 용이하게 하는데 유용할 수도 있는 임의의 다른 장비를 포함할 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 비디오 압축 표준, 예컨대, 현재 개발 중인 고효율 비디오 코딩 (High Efficiency Video Coding; HEVC) 표준에 따라 동작할 수도 있고, HEVC 테스트 모델 (HM) 을 준수할 수도 있다. 대안적으로는, 비디오 인코더 (20) 와 비디오 디코더 (30) 는, 다른 독점적 또는 산업적 표준들, 예컨대, 다르게는 MPEG-4, Part 10, 고급 비디오 코딩 (AVC) 이라고 지칭되는 ITU-T H.264 표준, 또는 이러한 표준들의 확장들에 따라 동작할 수도 있다. 그러나, 본 개시물의 기법들은 임의의 특정 코딩 표준에 제한되지 않는다. 다른 예들은 MPEG-2 및 ITU-T H.263 을 포함한다.

비록 도 3 에는 도시되지 않았지만, 일부 양태에서, 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 는 각각 오디오 인코더 및 디코더와 통합될 수도 있고, 적절한 MUX-DEMUX 유닛들, 또는 다른 하드웨어 및 소프트웨어를 포함하여, 공통 데이터 스트림 또는 개별 데이터 스트림들에서의 오디오 및 비디오 양쪽 모두의 인코딩을 핸들링할 수도 있다. 적용가능하다면, 일부 예에서, MUX-DEMUX 유닛들은 ITU H.223 멀티플렉서 프로토콜, 또는 사용자 데이터그램 프로토콜 (user datagram protocol; UDP) 과 같은 다른 프로토콜들을 준수할 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 각각은 다양한 적합한 인코더 회로 중의 임의의 것, 예컨대, 하나 이상의 마이크로프로세서들, 디지털 신호 프로세서들 (DSPs), 주문형 집적 회로들 (ASICs), 필드 프로그램가능 게이트 어레이들 (FPGAs), 개별 로직, 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 이 기법들이 부분적으로 소프트웨어로 구현되면, 디바이스는 그 소프트웨어에 대한 명령들을 적합한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 저장하고 그 명령들을 하드웨어로 하나 이상의 프로세서들을 이용하여 실행함으로써 본 개시물의 기법들을 수행할 수도 있다. 디바이스 비디오 인코더 (20) 및 비디오 디코더 (30) 각각은 하나 이상의 인코더들 또는 디코더들 내에 포함될 수 있고, 이들 중 어느 하나는 결합형 비디오 인코더/디코더 (CODEC) 의 일부로서 각각의 디바이스에 통합될 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 는 비디오 인코딩 프로세스에서 모션 벡터 예측을 위한 본 개시물의 기법들 중 임의의 것 또는 모든 것을 구현할 수도 있다. 이와 마찬가지로, 비디오 디코더 (30) 는 비디오 코딩 프로세스에서 모션 벡터 예측을 위한 이러한 기법들 중 임의의 것 또는 모든 것을 구현할 수도 있다. 본 개시물에서 기술되는 바와 같은 비디오 코더는, 비디오 인코더 또는 비디오 디코더를 지칭할 수도 있다. 이와 유사하게, 비디오 코딩 유닛은 비디오 인코더 또는 비디오 디코더를 지칭할 수도 있다. 이와 마찬가지로, 비디오 코딩은 비디오 인코딩 또는 비디오 디코딩을 지칭할 수도 있다.

본 개시물의 하나의 예에서, 소스 디바이스 (12) 의 비디오 인코더 (20) 는 비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하고, 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하고, 후보 모션 벡터들 각각과 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하고, 그 계산된 모션 벡터 차분들에 기초하여 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하고, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하며, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 대응하는 모션 벡터 차분을 시그널링하도록 구성될 수도 있고, 여기서 현재 모션 벡터는 현재 프레임의 현재 부분과 적어도 부분적으로 매칭하는 참조 프레임의 부분을 식별한다.

본 개시물의 또 다른 예에서, 목적지 디바이스 (14) 의 비디오 디코더 (30) 는 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하고 모션 벡터 차분을 수신하고, 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하고, 수신된 모션 벡터 차분과 후보 모션 벡터에 기초하여 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하며, 결정된 현재 모션 벡터를 이용하여 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하여 예측 비디오 데이터를 생성하도록 구성될 수도 있다.

도 4 는 본 개시물에 기술된 바와 같이 모션 벡터 예측을 위한 기법들을 이용할 수도 있는 비디오 인코더 (20) 의 일 예를 예시한 블록도이다. 비디오 인코더 (20) 는 변환 계수들의 스캐닝을 요구할 수도 있는 다른 코딩 표준들 또는 방법들에 대한 본 개시물의 제한 없이, 예시의 목적들을 위해 HEVC 코딩의 맥락에서 기술될 것이다. 비디오 인코더 (20) 는 비디오 프레임들 내의 CU들의 인트라- 및 인터-코딩을 수행할 수도 있다. 인트라-코딩은 공간 예측에 의존하여, 주어진 비디오 프레임 내의 비디오 데이터에서의 공간적 리던던시를 감소시키거나 제거한다. 인터-코딩은 시간적 예측에 의존하여, 비디오 시퀀스의 현재 프레임과 이전에 코딩된 프레임들 사이의 시간적 리던던시를 감소시키거나 제거한다. 인트라 모드 (I-모드) 는 수 개의 공간-기반 비디오 압축 모드들 중 임의의 것을 지칭할 수도 있다. 인터-모드들, 예컨대, 단방향성 예측 (P-모드) 또는 양방향성 예측 (B-모드) 은 수 개의 시간-기반 비디오 압축 모드들 중 임의의 것을 지칭할 수도 있다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 비디오 인코더 (20) 는 인코딩될 비디오 프레임 내의 현재 비디오 블록을 수신한다. 도 4 의 예에서, 비디오 인코더 (20) 는 모션 보상 유닛 (44), 모션 추정 유닛 (42), 인트라-예측 유닛 (46), 참조 프레임 버퍼 (64), 합산기 (50), 변환 유닛 (52), 양자화 유닛 (54), 및 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 을 포함한다. 도 4 에 예시된 변환 유닛 (52) 은 실제 변환 또는 변환의 조합들을 잔여 데이터의 블록에 적용하는 유닛이며, CU 의 변환 유닛 (TU) 이라고도 지칭될 수도 있는 변환 계수들의 블록과 혼동되어서는 안된다. 비디오 블록 재구성을 위해, 비디오 인코더 (20) 는 또한 역양자화 유닛 (58), 역변환 유닛 (60), 및 합산기 (62) 를 포함한다. 디블록킹 (deblocking) 필터 (도 4 에 미도시) 가 또한 블록 경계들을 필터링하기 위해 포함되어 재구성된 비디오로부터 블로키니스 아티팩트들 (blockiness artifacts) 을 제거할 수도 있다. 원하는 경우에는, 디블록킹 필터는 통상적으로 합산기 (62) 의 출력을 필터링할 것이다.

인코딩 프로세스 동안, 비디오 인코더 (20) 는 코딩될 비디오 프레임 또는 슬라이스를 수신한다. 프레임 또는 슬라이스는 다수의 비디오 블록들, 예를 들어, 최대 코딩 유닛 (LCU) 들로 분할될 수도 있다. 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 하나 이상의 참조 프레임들 내의 하나 이상의 블록들에 대한 수신된 비디오 블록의 인터-예측 코딩을 수행하여 시간적 압축을 제공한다. 인트라-예측 유닛 (46) 은 코딩될 블록과 동일한 프레임 또는 슬라이스 내의 하나 이상의 이웃하는 블록들에 대한 수신된 비디오 블록의 인트라-예측 코딩을 수행하여 공간적 압축을 제공할 수도 있다.

모드 선택 유닛 (40) 은 코딩 모드들인 인트라 또는 인터 중 하나를, 예를 들어, 각 모드에 대한 에러 (즉, 왜곡) 결과들에 기초하여 선택하고, 그 결과적인 인트라- 또는 인터-예측된 블록 (예를 들어, 예측 유닛 (PU)) 을 합산기 (50) 에 제공하여 잔여 블록 데이터를 발생시키고, 합산기 (62) 에 제공하여 참조 프레임 내의 사용을 위한 인코딩된 블록을 재구성할 수도 있다. 합산기 (62) 는, 아래에 더 상세히 기술되는 바와 같이, 예측된 블록을 그 블록에 대한 역변환 유닛 (60) 으로부터의 역양자화된, 역변환된 데이터와 결합하여 인코딩된 블록을 재구성한다. 일부 비디오 프레임들은 I-프레임들이라고 지명될 수도 있고, 여기서 I-프레임 내의 모든 블록들은 인트라-예측 모드에서 인코딩된다. 일부 경우에서는, 예를 들어, 모션 추정 유닛 (42) 에 의해 수행된 모션 탐색이 블록의 충분한 예측을 야기하지 못하는 경우에는, 인트라-예측 유닛 (46) 은 P- 또는 B-프레임 내의 블록의 인트라-예측 인코딩을 수행할 수도 있다.

모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 은 고도로 통합될 수도 있지만, 개념상의 목적들을 위해 개별적으로 예시된다. 모션 추정 (또는 모션 탐색) 은 비디오 블록들에 대한 모션을 추정하는, 모션 벡터들을 발생시키는 프로세스이다. 모션 벡터는, 예를 들어, 참조 프레임의 참조 샘플에 대한 현재 프레임 내의 예측 유닛의 변위 (displacement) 를 나타낼 수도 있다. 모션 추정 유닛 (42) 은, 예측 유닛을, 참조 프레임 버퍼 (64) 에 저장된 참조 프레임의 참조 샘플들과 비교함으로써, 인터-코딩된 프레임의 예측 유닛에 대한 모션 벡터를 계산한다. 참조 샘플은 절대 차분의 합 (sum of absolute difference; SAD), 차분 제곱의 합 (sum of square difference; SSD), 또는 다른 차분 메트릭들에 의해 결정될 수도 있는, 픽셀 차분의 측면에서 코딩되는 중인 PU 를 포함하는 CU 의 일부와 가깝게 매칭한다는 것이 발견된 블록일 수도 있다. 참조 샘플은 참조 프레임 또는 참조 슬라이스 내의 어디에서나 발생할 수도 있고, 반드시 참조 프레임 또는 슬라이스의 블록 (예를 들어, 코딩 유닛) 경계에서 발생해야 하는 것은 아니다. 일부 예에서는, 참조 샘플은 부분적인 (fractional) 픽셀 포지션에서 발생할 수도 있다.

모션 추정 유닛 (42) 은 계산된 모션 벡터를 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 및 모션 보상 유닛 (44) 에 전송한다. 모션 벡터에 의해 식별된 참조 프레임의 부분은 참조 샘플이라고 지칭될 수도 있다. 모션 보상 유닛 (44) 은, 예를 들어, PU 에 대한 모션 벡터에 의해 식별되는 참조 샘플을 취출함으로써, 현재 CU 의 예측 유닛에 대한 예측 값을 계산할 수도 있다.

본 개시물의 기법들에 따르면, 모션 추정 유닛 (42) 이 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 일단 결정하였다면, 모션 추정 유닛 (42) 은 현재 모션 벡터를, 각각의 또는 하나 이상의 후보 부분들 (즉, 후보 모션 벡터들) 에서의 모션 벡터들과 비교한다. 후보 모션 벡터들 각각과 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분이 계산된다. 예를 들어, 특정 후보 모션 벡터는, 그의 관련 모션 벡터 차분의 일부 기준에 기초하여 선택된다. 예를 들어, 가장 작은 MVD 를 생성하는 후보 모션 벡터가 선택될 수도 있다.

후보 모션 벡터가 일단 선택되면, 모션 추정 유닛 (42) 은 관련 MVD 및 관련 예측 신택스를 인코딩된 비트스트림으로 시그널링할 수도 있다. 하나의 예에서, 후보 부분들 각각은, 동일한 참조 프레임을 가리키는 모션 벡터를 갖는 이들 후보 부분들로 제한된다. 이 예에서, 모션 추정 유닛 (42) 은, 선택된 모션 벡터 및 MVD 를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링한다. 그 후에, 디코더는 선택된 모션 벡터를 갖는 후보 부분으로부터 나머지 예측 신택스 (즉, 참조 인덱스 및 모션 예측 방향) 을 카피할 수도 있다. 부가적으로, 개시된 모션 벡터 예측 방법이 이용된 모드 플래그 표시가 또한 시그널링될 수도 있다. 옵션적으로, MVD 가 제로인 (즉, 현재 모션 벡터가 선택된 후보 모션 벡터와 정확히 매칭하는) 환경에서 MVD=0 플래그가 MVD 대신에 시그널링될 수도 있다. 상술된 바와 같이, 도 2a 는 이 예에 대한 시그널링의 개념적인 예를 도시한 것이다.

또 다른 예에서, 후보 부분들에 대한 모션 벡터들은 동일한 참조 프레임을 가리키는 것으로만 제한되지 않는다. 이 경우, 참조 프레임 인덱스가 또한 시그널링된다. 상술된 바와 같이, 도 2b 는 이 시그널링의 개념적인 예를 도시한 것이다.

이러한 맥락에서, 모션 벡터 차분과 다른 예측 신택스를 인코딩된 비트스트림으로 시그널링하는 것은 인코더로부터 디코더로의 이러한 엘리먼트들의 실시간 송신을 요구하지 않지만, 이러한 신택스 엘리먼트들은 비트스트림으로 인코딩되어 디코더로 임의의 방식으로 액세스가능하게 된다는 것을 의미한다. 이것은 실시간 송신 (예를 들어, 비디오 화상 회의에서) 뿐만 아니라 디코더에 의한 추가 이용을 위해 인코딩된 비트스트림을 컴퓨터 판독가능 매체 상에 (예를 들어, 스트리밍, 다운로딩, 디스크 액세스, 카드 액세스, DVD, 블루레이 등으로) 저장하는 것을 포함할 수도 있다.

인트라-예측 유닛 (46) 은 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 수행되는 인터-예측에 대한 대안으로서, 수신된 블록을 인트라-예측할 수도 있다. 인트라-예측 유닛 (46) 은 블록들에 대한 좌측-투-우측, 상단-투-하단 인코딩 순서를 가정할 때, 수신된 블록을, 이웃하는 이전에 코딩된 블록들, 예를 들어, 현재 블록의 상위의, 상위의 및 우측의, 상위의 및 좌측의, 또는 좌측의 블록들에 대해 예측할 수도 있다. 인트라-예측 유닛 (46) 은 다양한 상이한 인트라-예측 모드들로 구성될 수도 있다. 예를 들어, 인트라-예측 유닛 (46) 은 인코딩될 CU 의 사이즈에 기초하여, 특정 개수의 방향성 예측 모드들, 예를 들어, 34개의 방향성 예측 모드들로 구성될 수도 있다.

인트라-예측 유닛 (46) 은, 예를 들어, 다양한 인트라-예측 모드들에 대한 에러 값들을 계산하고 최저 에러 값을 산출하는 모드를 선택함으로써 인트라-예측 모드를 선택할 수도 있다. 방향성 예측 모드들은 공간적으로 이웃하는 픽셀들의 값들을 통합하고 그 통합된 값들을 PU 내의 하나 이상의 픽셀 포지션들에 적용하는 기능들을 포함할 수도 있다. PU 내의 모든 픽셀 포지션들에 대한 값들이 일단 계산되었다면, 인트라-예측 유닛 (46) 은 예측 모드에 대한 에러 값을 PU 와 인코딩될 수신된 블록 사이의 픽셀 차분들에 기초하여 계산할 수도 있다. 인트라-예측 유닛 (46) 은 수용가능한 에러 값을 산출하는 인트라-예측 모드가 발견될 때까지 인트라-예측 모드들을 테스트하는 것을 계속할 수도 있다. 인트라-예측 유닛 (46) 은 그 후에 PU 를 합산기 (50) 에 전송할 수도 있다.

비디오 인코더 (20) 는 코딩될 오리지널 비디오 블록으로부터 모션 보상 유닛 (44) 또는 인트라-예측 유닛 (46) 에 의해 계산된 예측 데이터를 감산함으로써 잔여 블록을 형성한다. 합산기 (50) 는 이러한 감산 동작을 수행하는 컴포넌트 또는 컴포넌트들을 나타낸다. 잔여 블록은 픽셀 차분 값들의 2차원 행렬에 대응할 수도 있고, 여기서 잔여 블록 내의 값들의 개수는 그 잔여 블록에 대응하는 PU 내의 픽셀들의 개수와 동일하다. 잔여 블록 내의 값들은 PU 내의 그리고 코딩될 오리지널 블록 내의 동일 위치의 픽셀들의 값들 간의 차분들, 즉, 에러에 대응할 수도 있다. 차분들은 코딩되는 블록의 타입에 의존하여 크로마 또는 루마 차분들일 수도 있다.

변환 유닛 (52) 은 하나 이상의 변환 유닛 (TU) 들을 잔여 블록으로부터 형성할 수도 있다. 변환 유닛 (52) 은 복수의 변환들 중에서 변환을 선택한다. 이 변환은 하나 이상의 코딩 특성들, 예컨대, 블록 사이즈, 코딩 모드 등에 기초하여 선택될 수도 있다. 그 후에, 변환 유닛 (52) 은 선택된 변환을 TU 에 적용하여, 변환 계수들의 2차원 어레이를 포함하는 비디오 블록을 생성한다.

변환 유닛 (52) 은 결과적인 변환 계수들을 양자화 유닛 (54) 에 전송할 수도 있다. 그 후에, 양자화 유닛 (54) 은 변환 계수들을 양자화할 수도 있다. 그 후에, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 스캐닝 모드에 따르는 행렬 내의 양자화된 변환 계수들의 스캔을 수행할 수도 있다. 본 개시물은 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 이 스캔을 수행하는 것으로서 기술한다. 그러나, 다른 예들에서는, 다른 프로세싱 유닛들, 예컨대, 양자화 유닛 (54) 이 스캔을 수행할 수도 있다는 것을 이해해야 한다.

변환 계수들이 1차원 어레이로 일단 스캔된다면, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 엔트로피 코딩, 예컨대, CAVLC, CABAC, 신택스-기반 콘텍스트-적응적 이진 산술 코딩 (syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding; SBAC), 또는 다른 엔트로피 코딩 방법론을 계수들에 적용할 수도 있다.

CAVLC 를 수행하기 위해, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 송신될 심볼에 대한 가변 길이 코드를 선택할 수도 있다. VLC 에서의 코드워드들은, 상대적으로 더 짧은 코드들이 더 가능성 있는 심볼들에 대응하는 반면에, 더 긴 코드들이 덜 가능성 있는 심볼들에 대응하도록 구성될 수도 있다. 이러한 방법으로, VLC 의 이용은, 예를 들어, 송신될 각각의 심볼에 대해 동일-길이 코드워드들을 이용하는 것에 비해 비트 절약을 달성할 수도 있다.

CABAC 를 수행하기 위해, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 특정 콘텍스트에 적용할 콘텍스트 모델을 선택하여 송신될 심볼들을 인코딩할 수도 있다. 콘텍스트는, 예를 들어, 이웃하는 값들이 비-제로인지 아닌지 여부에 관련될 수도 있다. 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 또한 신택스 엘리먼트들, 예컨대, 선택된 변환을 나타내는 신호를 엔트로피 인코딩할 수도 있다. 본 개시물의 기법들에 따르면, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 이러한 신택스 엘리먼트들을 인코딩하는데 이용된 콘텍스트 모델을, 예를 들어, 콘텍스트 모델 선택을 위해 이용된 다른 인자들 중에서 인트라-예측 모드들에 대한 인트라-예측 방향, 신택스 엘리먼트들에 대응하는 계수의 스캔 포지션, 블록 타입, 및/또는 변환 타입에 기초하여 선택할 수도 있다.

엔트로피 인코딩 유닛 (56) 에 의한 엔트로피 코딩에 후속하여, 결과적인 인코딩된 비디오는 또 다른 디바이스, 예컨대, 비디오 디코더 (30) 에 송신되거나 또는 후속 송신 또는 취출을 위해 보관될 수도 있다.

일부 경우, 엔트로피 코딩 유닛 (56) 또는 비디오 인코더 (20) 의 또 다른 유닛은, 엔트로피 코딩에 부가하여, 다른 코딩 기능들을 수행하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 CU들 및 PU들에 대한 코딩된 블록 패턴 (coded block pattern; CBP) 값들을 결정하도록 구성될 수도 있다. 또한, 일부 경우, 엔트로피 인코딩 유닛 (56) 은 계수들의 가변 길이 코딩을 수행할 수도 있다.

역양자화 유닛 (58) 및 역변환 유닛 (60) 은 역양자화 및 역변환을 각각 적용하여, 픽셀 도메인에서 잔여 블록을, 예를 들어, 참조 블록으로서의 추후의 이용을 위해 재구성한다. 모션 보상 유닛 (44) 은 잔여 블록을 참조 프레임 버퍼 (64) 의 프레임들 중 하나의 프레임의 예측 블록에 가산함으로써 참조 블록을 계산할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (44) 은 또한 하나 이상의 보간 필터들을 재구성된 잔여 블록에 적용하여 모션 추정에서의 이용을 위한 서브-정수 픽셀 값들을 계산할 수도 있다. 합산기 (62) 는 재구성된 잔여 블록을 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 생성된 모션 보상된 예측 블록에 가산하여, 참조 프레임 버퍼 (64) 내의 저장을 위한 재구성된 비디오 블록을 생성한다. 재구성된 비디오 블록은 후속 비디오 프레임 내의 블록을 인터-코딩하기 위한 참조 블록으로서 모션 추정 유닛 (42) 및 모션 보상 유닛 (44) 에 의해 이용될 수도 있다.

도 5 는 인코딩된 비디오 시퀀스를 디코딩하는 비디오 디코더 (30) 의 일 예를 예시하는 블록도이다. 도 5 의 예에서, 비디오 디코더 (30) 는 엔트로피 디코딩 유닛 (70), 모션 보상 유닛 (72), 인트라-예측 유닛 (74), 역양자화 유닛 (76), 역변환 유닛 (78), 참조 프레임 버퍼 (82) 및 합산기 (80) 를 포함한다. 비디오 디코더 (30) 는, 일부 예에서는, 비디오 인코더 (20) (도 4 참조) 에 대해 기술된 인코딩 패스 (pass) 에 일반적으로 역인 디코딩 패스를 수행할 수도 있다.

엔트로피 디코딩 유닛 (70) 은 엔트로피 디코딩 프로세스를 인코딩된 비트스트림에 수행하여 변환 계수들의 1차원 어레이를 취출한다. 이용된 엔트로피 디코딩 프로세스는 비디오 인코더 (20) 에 의해 이용된 엔트로피 코딩 (예를 들어, CABAC, CAVLC 등) 에 의존한다. 인코더에 의해 이용된 엔트로피 코딩 프로세스는 인코딩된 비트스트림으로 시그널링될 수도 있고 또는 미리 결정된 프로세스일 수도 있다.

일부 예에서는, 엔트로피 디코딩 유닛 (70) (또는 역양자화 유닛 (76)) 은, 수신된 값들을, 비디오 인코더 (20) 의 엔트로피 인코딩 유닛 (56) (또는 양자화 유닛 (54)) 에 의해 이용된 스캐닝 모드를 미러링하는 스캔을 이용하여 스캔할 수도 있다. 계수들의 스캐닝이 역양자화 유닛 (76) 에서 수행될 수도 있지만, 스캐닝은 예시의 목적들을 위해 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 에 의해 수행되는 것으로서 기술될 것이다. 또한, 예시의 용이성을 위해 분리된 기능성 유닛들로서 도시되지만, 엔트로피 디코딩 유닛 (70), 역양자화 유닛 (76), 및 비디오 디코더 (30) 의 다른 유닛들의 구조 및 기능성들은 서로 고도로 통합될 수도 있다.

역양자화 유닛 (76) 은 비트스트림으로 제공되고 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 에 의해 디코딩된 양자화된 변환 계수들을 역양자화, 즉, 양자화해제 (dequantize) 한다. 역양자화 프로세스는, 예를 들어, HEVC 에 대해 제안된 또는 H.264 디코딩 표준에 의해 정의된 프로세스들과 유사한 종래의 프로세스를 포함할 수도 있다. 역양자화 프로세스는, 적용되어야 할 양자화 정도 및, 마찬가지로, 역양자화의 정도를 결정하기 위해 CU 에 대해 비디오 인코더 (20) 에 의해 계산된 양자화 파라미터 (quantization parameter; QP) 의 이용을 포함할 수도 있다. 역양자화 유닛 (76) 은 계수들이 1차원 어레이로부터 2차원 어레이로 변환되기 이전 또는 이후 중 어느 하나에서 변환 계수들을 역양자화할 수도 있다.

역변환 유닛 (78) 은 역변환을 역양자화된 변환 계수들에 적용한다. 일부 예에서, 역변환 유닛 (78) 은 비디오 인코더 (20) 로부터의 시그널링에 기초하여, 또는 그 변환을 하나 이상의 코딩 특성들, 예컨대, 블록 사이즈, 코딩 모드 등으로부터 추론함으로써 역변환을 결정할 수도 있다. 일부 예에서는, 역변환 유닛 (78) 은, 현재의 블록에 적용할 변환을, 현재의 블록을 포함하는 LCU 에 대한 쿼드트리의 루트 노드에서 시그널링된 변환에 기초하여 결정할 수도 있다. 대안적으로, 변환은 LCU 쿼드트리 내의 리프-노드 CU 에 대한 TU 쿼드트리의 루트에서 시그널링될 수도 있다. 일부 예에서는, 역변환 유닛 (78) 은 캐스케이딩된 역변환을 적용할 수도 있고, 여기서 역변환 유닛 (78) 은 2개 이상의 역변환들을 디코딩될 현재 블록의 변환 계수들에 적용한다.

본 개시물의 예들에 따르면, 비디오 디코더 (30) 는, 인코딩된 비트스트림으로부터, 모션 벡터 차분 및 다른 예측 신택스를 식별하는 시그널링 정보를 수신할 수도 있다. MVD 및 예측 신택스는 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 또는 비디오 디코더 (30) 의 또 다른 유닛에 의해 모션 보상 유닛 (72) 에게 전달될 수도 있다.

인트라-예측 유닛 (74) 은 현재 프레임의 이전에 디코딩된 블록들로부터 시그널링된 인트라-예측 모드 및 데이터에 기초하여 현재 프레임의 현재 블록에 대한 예측 데이터를 발생시킬 수도 있다.

본 개시물의 예들에 따르면, 모션 보상 유닛 (72) 은 엔트로피 디코딩 유닛 (70) 으로부터 수신된 MVD들 및 예측 신택스에 기초하여 예측 데이터를 발생시킬 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 는 MVD 및 예측 신택스를 인코딩된 비트스트림으로 수신한다. 도 2a 의 예에서, 예측 신택스는 시그널링된 MVD 를 생성하는데 이용된 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 포함한다. 모션 보상 유닛 (72) 은 이 인덱스를 이용하여, 시그널링된 후보 부분 (즉, 후보 부분에 대한 인덱스) 과 연관된 후보 모션 벡터를 메모리로부터 취출하도록 할 수도 있다. 모션 벡터는 참조 프레임 버퍼 (82) 와 같은 메모리에 저장될 수도 있다. 그 후에, 모션 보상 유닛 (72) 은 시그널링된 MVD 를 취출된 후보 모션 벡터에 가산함으로써 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 계산할 수도 있다. 도 2a 를 참조하여 상술된 바와 같이, 일부 예에서, MVD 를 전송하는 것보다는 오히려 제로의 MVD 가 플래그로서 시그널링될 수도 있다. 이러한 상황에서, 모션 보상 유닛 (72) 은 후보 모션 벡터를 현재 모션 벡터로서 간단히 카피할 것이다.

또한, 모션 보상 유닛 (72) 은 후보 부분과 연관된 모션 예측 방향 및 참조 인덱스를 취출할 수도 있다. 참조 예측 방향은 인터-예측 모드가 단방향 (예를 들어, P 프레임) 또는 양방향 (B 프레임) 인지 여부를 나타낸다. 참조 인덱스는 후보 모션 벡터가 기초하는 참조 프레임이 어떤 것인지를 나타낸다. 도 2b 에 도시된 것과 같은 다른 예들에 있어서, 참조 프레임 인덱스는 디코더에 시그널링되고, 취출될 필요는 없다.

취출된 모션 예측 방향, 참조 프레임 인덱스, 및 계산된 현재 모션 벡터에 기초하여, 모션 보상 유닛은 현재 부분에 대해 모션 보상된 블록을 생성한다. 이러한 모션 보상된 블록들은 본질적으로, 잔여 데이터를 생성하는데 이용된 예측 블록을 재생성한다.

모션 보상 유닛 (72) 은 어쩌면 보간 필터들에 기초한 보간을 수행하여, 모션 보상된 블록들을 생성할 수도 있다. 서브-픽셀 정밀도 (sub-pixel precision) 를 갖는 모션 추정을 위해 이용될 보간 필터들에 대한 식별자들이 신택스 엘리먼트들 내에 포함될 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 은 비디오 블록의 인코딩 동안 비디오 인코더 (20) 에 의해 이용된 것과 같은 보간 필터들을 이용하여 참조 블록의 서브-정수 픽셀들에 대한 보간된 값들을 계산할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 은 비디오 인코더 (20) 에 의해 이용되는 보간 필터들을 수신된 신택스 정보에 따라 결정하고, 그 보간 필터들을 이용하여 예측 블록들을 생성할 수도 있다.

부가적으로, HEVC 예에서, 모션 보상 유닛 (72) 및 인트라-예측 유닛 (74) 은 (예를 들어, 쿼드트리에 의해 제공된) 신택스 정보의 일부를 이용하여, 인코딩된 비디오 시퀀스의 프레임(들)을 인코딩하는데 이용된 LCU들의 사이즈들을 결정할 수도 있다. 모션 보상 유닛 (72) 및 인트라-예측 유닛 (74) 은 또한 신택스 정보를 이용하여, 인코딩된 비디오 시퀀스의 프레임의 각각의 CU 가 분할되는 방법 (그리고 이와 마찬가지로, 서브-CU들이 분할되는 방법) 을 기술하는 분할 정보를 결정할 수도 있다. 또한, 신택스 정보는 각각의 분할이 인코딩되는 방법을 나타내는 모드들 (예를 들어, 인트라- 또는 인터-예측, 그리고 인트라-예측에 대해 인트라-예측 인코딩 모드), 각각의 인터-인코딩된 PU 에 대한 하나 이상의 참조 프레임들 (및/또는 참조 프레임들에 대한 식별자들을 포함하는 참조 리스트들), 및 인코딩된 비디오 시퀀스를 디코딩하기 위한 다른 정보를 포함할 수도 있다.

합산기 (80) 는 잔여 블록들을 모션 보상 유닛 (72) 또는 인트라-예측 유닛 (74) 에 의해 발생된 대응하는 예측 블록들과 결합하여 디코딩된 블록들을 형성한다. 원하는 경우, 블로키니스 아티팩트들을 제거하기 위해 디블록킹 필터가 또한 적용되어 디코딩된 블록들을 필터링할 수도 있다. 그 후에, 디코딩된 비디오 블록들은 참조 프레임 버퍼 (82) 에 저장되고, 이 참조 프레임 버퍼 (82) 는 후속 모션 보상을 위한 참조 블록들을 제공하고 또한 디스플레이 디바이스 (예컨대, 도 3 의 디스플레이 디바이스 (32)) 상의 프리젠테이션을 위한 디코딩된 비디오를 생성한다.

상기 언급된 바와 같이, 본 개시물에 제시된 모션 벡터 예측, 모션 보상 및 모션 추정을 위한 기법들은 인코더 및 디코더 양쪽 모두에 대해 적용가능하다. 일반적으로, 그리고 상기 설명에 따르면, 인코더는 비디오 프레임의 현재 부분의 현재 모션 벡터에 대한 모션 벡터 예측자로서 이용하기 위한 후보 모션 벡터를 결정할 수도 있다. 인코더는 선택된 후보 모션 벡터와 현재 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 시그널링한다. 또한, 인코더는 선택된 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링한다. 디코더는 그 후에 후보 부분과 연관된 참조 프레임 인덱스 및 모션 예측 방향을 취출하고 이들을 현재 부분에 대해 카피할 수도 있다. 또한, 디코더는 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하고, 시그널링된 모션 벡터 차분을 후보 모션 벡터에 가산하여 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 생성한다. 현재 모션 벡터, 모션 벡터 예측, 및 참조 프레임 인덱스를 이용한 모션 보상 프로세스를 통해 디코더에 의해 예측 데이터가 그 후에 형성될 수도 있다.

도 6 은 도 4 의 비디오 인코더 (20) 와 같은 비디오 인코더에 의해 수행될 수도 있는 비디오를 인코딩하는 일 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다. 비디오 데이터를 인코딩하는 방법은, 비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정한다 (120). 하나의 예에서, 후보 부분들은 동일한 프레임에서 현재 부분에 인접한 부분들이다. 상술된 바와 같이, 후보 모션 벡터들은, 모션 탐색 프로세스를 통해 이전에 결정되고 메모리에 저장된 모션 벡터들일 수도 있다. 그 다음에, 인코더는 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하고, 여기서 현재 모션 벡터는 현재 프레임의 현재 부분과 적어도 부분적으로 매칭하는 참조 프레임의 부분을 식별한다 (122). 또 다시, 이 프로세스가 모션 탐색 프로세스일 수도 있다.

후보 모션 벡터들 각각과 현재 모션 벡터 사이에서 모션 벡터 차분이 계산된다 (124). MVD들을 계산한 후에, 인코더는 계산된 모션 벡터 차분들에 기초하여 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택한다 (126). 선택되는 후보 모션 벡터는, 가장 작은 모션 벡터 차분을 생성하는 후보 모션 벡터일 수도 있다. 후보 모션 벡터가 일단 선택되었다면, 인코더는, 예를 들어, 인코딩된 비트스트림으로, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하고, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 대응하는 모션 벡터 차분을 시그널링한다 (128). 단계 128 의 시그널링은 후보 모션 벡터들 각각이 현재 모션 벡터와 동일한 참조 프레임을 참조하는 경우에 적용가능하다.

또 다른 옵션적인 예에서, 후보 모션 벡터들 중 적어도 하나는 현재 모션 벡터와는 상이한 참조 프레임을 참조한다. 이 경우, 인코더는, 선택된 후보 모션 벡터와 연관된 참조 프레임을 식별하는 참조 인덱스를 시그널링할 수도 있다 (130).

일부 예에서, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터는 제로의 모션 벡터 차분에 대응한다. 이 경우, 후보 모션 벡터들 중 선택된 하나의 후보 모션 벡터에 대해 결정된 대응하는 모션 벡터 차분을 시그널링하는 것은, 모션 벡터 차분 그 자체를 시그널링하는 것보다는 오히려 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그를 시그널링하는 것을 포함할 수도 있다.

도 7 은 도 5 의 비디오 디코더 (30) 와 같은 비디오 디코더에 의해 수행될 수도 있는 비디오를 디코딩하는 일 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다. 비디오 데이터를 디코딩하는 방법은, 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하는 단계 및 모션 벡터 차분을 수신하는 단계 (136) 그리고 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하는 단계 (138) 를 포함한다. 후보 모션 벡터는 이미 디코딩된 후보 부분 (즉, 인과적 부분) 에 대해 메모리로부터 취출될 수도 있다. 일부 예에서, 수신된 모션 벡터 차분은, 모션 벡터 차분이 제로라는 것을 나타내는 플래그에 의해 나타낼 수도 있다. 비디오 디코더는 또한, 후보 부분과 연관된 참조 프레임 인덱스 및 모션 예측 방향을 취출할 수도 있다 (140). 비디오 디코더는 수신된 모션 벡터 차분 및 후보 모션 벡터에 기초하여 현재 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정한다 (142). 이것은 모션 벡터 차분을 후보 모션 벡터에 가산함으로써 달성될 수도 있다. 그 후에, 비디오 디코더는, 결정된 현재 모션 벡터, 모션 예측 방향 및 참조 프레임 인덱스를 이용하여 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하여 예측 비디오 데이터를 생성할 수도 있다 (144).

도 8 은 도 7 에 도시된 방법에 약간의 변형이 있는 비디오를 디코딩하는 일 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다. 도 8 의 예에서, 비디오 디코더는 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스 및 모션 벡터 차분과 함께 참조 프레임 인덱스를 수신한다 (137). 이와 같이, 모션 벡터 (138) 및 모션 예측 방향 (141) 만이 취출될 필요가 있다.

도 9 는 비디오를 디코딩하는 또 다른 예시적인 방법을 예시한 흐름도이다. 도 7 및 도 8 에 도시된 방법들 이전에 또는 이 방법들과 병행하여, 비디오 디코더는 현재 부분에 대한 비디오 데이터를 엔트로피 디코딩하고 (146), 엔트로피 디코딩된 비디오 데이터를 역양자화 및 역변환하여 잔여 데이터를 생성할 수도 있다 (148). 도 7 및 도 8 에 도시된 방법들에 의해 예측 데이터가 일단 발생되면, 비디오 디코더는 예측 비디오 데이터를 잔여 비디오 데이터와 결합하여, 디코딩된 비디오 데이터를 형성한다 (150).

하나 이상의 예들에서, 기술된 기능들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 인들의 임의의 조합으로 구현될 수도 있다. 소프트웨어로 구현된다면, 그 기능들은 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장되거나 또는 이를 통하여 송신될 수도 있고 하드웨어-기반 프로세싱 유닛에 의해 실행될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은, 데이터 저장 매체들과 같은 유형의 (tangible) 매체에 대응하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체들, 또는 예를 들어 통신 프로토콜에 따라 한 장소에서 다른 장소로의 컴퓨터 프로그램의 전송을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체들을 포함할 수도 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터 판독가능 매체들은 일반적으로 (1) 비일시적인 유형의 컴퓨터 판독가능 저장 매체들 또는 (2) 신호 또는 반송파와 같은 통신 매체에 대응할 수도 있다. 데이터 저장 매체들은, 본 개시물에서 기술된 기법들의 구현을 위한 명령들, 코드 및/또는 데이터 구조들을 취출하기 위해 하나 이상의 컴퓨터들 또는 하나 이상의 프로세서들에 의해 액세스될 수 있는 임의의 이용가능한 매체들일 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수도 있다.

비제한적인 예로서, 이러한 컴퓨터 판독가능 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 다른 광 디스크 저장, 자기 디스크 저장, 또는 다른 자기 저장 디바이스들, 플래시 메모리, 또는 원하는 프로그램 코드를 명령어들 또는 데이터 구조들의 형태로 저장하는데 이용될 수 있고 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 임의의 접속이 컴퓨터 판독가능 매체라고 적절이 지칭된다. 예를 들어, 명령들이 웹사이트, 서버, 또는 다른 원격 소스로부터 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선 (twisted pair), 디지털 가입자 라인 (DSL), 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술들을 이용하여 송신된다면, 이러한 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL, 또는 적외선, 무선, 및 마이크로파와 같은 무선 기술은 매체의 정의에 포함된다. 그러나, 컴퓨터 판독가능 저장 매체들 및 데이터 저장 매체들은 접속들, 반송파들, 신호들, 또는 다른 일시적인 미디어를 포함하지 않고, 그 대신에 비-일시적인 유형의 저장 매체들로 직결된다는 것이 이해되어야 한다. 디스크 (disk 및 disc) 는 여기에서 사용될 때, 콤팩트 디스크 (compact disc; CD), 레이저 디스크, 광 디스크, 디지털 다용도 디스크 (digital versatile disc; DVD), 플로피 디스크 및 블루레이 디스크를 포함하고, 여기서 디스크들 (disks) 은 보통 데이터를 자기적으로 재생하지만, 디스크들 (discs) 은 레이저들로 광학적으로 데이터를 재생한다. 상기한 것들의 조합들도 역시 컴퓨터 판독가능 매체들의 범위 내에 포함되어야 한다.

명령들은 하나 이상의 프로세서들, 예컨대, 하나 이상의 디지털 신호 프로세서들 (digital signal processors; DSPs), 범용 마이크로프로세서들, 주문형 집적 회로들 (application specific integrated circuits; ASICs), 필드 프로그램가능 로직 어레이들 (field programmable logic arrays; FPGAs), 또는 다른 균등한 집적 또는 이산 로직 회로부에 의해 실행될 수도 있다. 이에 상응하여, 용어 "프로세서" 는 여기에서 사용될 때, 앞선 구조 또는 여기에 기술된 기법들의 구현에 적합한 임의의 다른 구조 중 임의의 것을 지칭할 수도 있다. 또한, 일부 양태에서, 여기에 기술된 기능성은 인코딩 및 디코딩을 위해 구성되는 전용 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈들 내에 제공되거나, 또는 결합형 코덱 (codec) 내에 통합될 수도 있다. 또한, 이러한 기술들은 하나 이상의 회로들 또는 로직 엘리먼트들 내에서 온전히 구현될 수 있다.

본 개시물의 기법들은 무선 핸드셋, 집적 회로 (IC) 또는 IC들의 세트 (예를 들어, 칩 셋) 을 포함하는, 매우 다양한 디바이스들 또는 장치들에서 구현될 수도 있다. 다양한 컴포넌트들, 모듈들, 또는 유닛들은 개시된 기법들을 수행하도록 구성되는 디바이스들의 기능적 양태들을 강조하기 위해 본 개시물에서 기술되지만, 상이한 하드웨어 유닛들에 의한 실현을 반드시 요구하는 것은 아니다. 오히려, 상술된 바와 같이, 다양한 유닛들은 코덱 하드웨어 유닛에 결합되거나 또는 적합한 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 공동으로, 상술된 바와 같은 하나 이상의 프로세서들을 포함하는, 상호운용적 하드웨어 유닛들의 콜렉션에 의해 제공될 수도 있다.

여러 가지 예들이 기술되어 있다. 이러한 그리고 다른 예들은 후속하는 특허청구범위들의 범위 내에 있다.

Claims

비디오 데이터를 인코딩하는 방법으로서,
비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하는 단계로서, 상기 하나 이상의 후보 부분들은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적인, 상기 후보 모션 벡터를 결정하는 단계;
상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계; 및
상기 후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하여, 상기 참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 시그널링이 회피되는 단계를 포함하고,
상기 모션 벡터 예측 프로세스는:
상기 후보 모션 벡터들 각각과 상기 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하는 단계;
계산된 상기 모션 벡터 차분들에 기초하여 상기 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하는 단계;
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하는 단계; 및
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터를 인코딩하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 각각은 상기 현재 모션 벡터와 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는, 비디오 데이터를 인코딩하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 하나 이상의 후보 부분들은 상기 현재 비디오 프레임에 있는, 비디오 데이터를 인코딩하는 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 후보 부분들은 상기 현재 부분에 인접한, 비디오 데이터를 인코딩하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터와 연관되는 상기 모션 벡터 차분이 제로의 모션 벡터 차분에 대응하는 경우,
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하는 단계는 상기 제로의 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그를 시그널링하는 단계를 더 포함하는, 비디오 데이터를 인코딩하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 계산된 상기 모션 벡터 차분들에 기초하여 상기 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하는 단계는, 가장 작은 계산된 모션 벡터 차분을 갖는 후보 모션 벡터를 선택하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터를 인코딩하는 방법.
비디오 데이터를 디코딩하는 방법으로서,
복수의 후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하여, 상기 참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 수신이 회피되는 단계를 포함하고,
상기 모션 벡터 예측 프로세스는:
비디오 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하는 단계로서, 상기 후보 부분은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적인, 상기 인덱스를 수신하는 단계;
모션 벡터 차분을 수신하는 단계;
상기 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하는 단계;
상기 후보 부분과 연관된 참조 프레임 인덱스 및 모션 예측 방향을 취출하는 단계;
수신된 상기 모션 벡터 차분 및 상기 후보 모션 벡터에 기초하여 상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계; 및
예측 비디오 데이터를 생성하기 위해, 결정된 상기 현재 모션 벡터, 취출된 상기 모션 예측 방향, 및 취출된 상기 참조 프레임 인덱스를 이용하여 상기 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터를 디코딩하는 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 현재 부분에 대한 비디오 데이터를 엔트로피 디코딩하는 단계;
엔트로피 디코딩된 상기 비디오 데이터를 역양자화 및 역변환하여 잔여 데이터를 생성하는 단계; 및
상기 예측 비디오 데이터와 상기 잔여 데이터를 결합하여, 디코딩된 비디오 데이터를 형성하는 단계를 더 포함하는, 비디오 데이터를 디코딩하는 방법.
제 7 항에 있어서,
수신된 상기 모션 벡터 차분은, 제로 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그이고,
상기 현재 비디오 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 단계는, 상기 후보 부분과 연관된 상기 후보 모션 벡터를 카피 (copy) 하는 단계를 포함하는, 비디오 데이터를 디코딩하는 방법.
비디오 인코더를 포함하는 장치로서,
상기 비디오 인코더는,
비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하되, 상기 하나 이상의 후보 부분들은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적이고;
상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하며;
상기 후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하여, 상기 참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 시그널링이 회피되도록
구성되고,
상기 비디오 인코더는 또한:
상기 후보 모션 벡터들 각각과 상기 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하고;
계산된 상기 모션 벡터 차분들에 기초하여 상기 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하고;
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하며;
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하도록
구성되는, 비디오 인코더를 포함하는 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 각각은 상기 현재 모션 벡터와 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는, 비디오 인코더를 포함하는 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 후보 부분들은 상기 현재 비디오 프레임에 있는, 비디오 인코더를 포함하는 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 후보 부분들은 상기 현재 부분에 인접한, 비디오 인코더를 포함하는 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터와 연관되는 상기 모션 벡터 차분이 제로의 모션 벡터 차분에 대응하는 경우,
상기 비디오 인코더는, 상기 제로의 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그로서 상기 모션 벡터 차분을 시그널링하도록 구성되는, 비디오 인코더를 포함하는 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 비디오 인코더는 또한, 가장 작은 계산된 모션 벡터 차분을 갖는 후보 모션 벡터를 선택하도록 구성되는, 비디오 인코더를 포함하는 장치.
비디오 디코더를 포함하는 장치로서,
상기 비디오 디코더는, 후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하여, 상기 참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 수신이 회피되도록 구성되고,
상기 비디오 디코더는 또한:
비디오 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하되, 상기 후보 부분은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적이고;
모션 벡터 차분을 수신하고;
상기 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하고;
상기 후보 부분과 연관된 참조 프레임 인덱스 및 모션 예측 방향을 취출하고;
수신된 상기 모션 벡터 차분 및 상기 후보 모션 벡터에 기초하여 현재 비디오 프레임의 상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하며;
예측 비디오 데이터를 생성하기 위해, 결정된 상기 현재 모션 벡터, 취출된 상기 모션 예측 방향, 및 취출된 상기 참조 프레임 인덱스를 이용하여 상기 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하도록
구성되는, 비디오 디코더를 포함하는 장치.
제 16 항에 있어서,
상기 비디오 디코더는 또한,
상기 현재 부분에 대한 비디오 데이터를 엔트로피 디코딩하고;
엔트로피 디코딩된 상기 비디오 데이터를 역양자화 및 역변환하여 잔여 데이터를 생성하며;
상기 예측 비디오 데이터와 상기 잔여 데이터를 결합하여, 디코딩된 비디오 데이터를 형성하도록
구성되는, 비디오 디코더를 포함하는 장치.
제 16 항에 있어서,
수신된 상기 모션 벡터 차분은, 제로 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그이고,
상기 비디오 디코더는 또한, 상기 후보 부분과 연관된 상기 후보 모션 벡터를 카피함으로써 상기 현재 비디오 프레임의 상기 현재 부분에 대한 상기 현재 모션 벡터를 결정하도록 구성되는, 비디오 디코더를 포함하는 장치.
비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치로서,
비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하는 수단으로서, 상기 하나 이상의 후보 부분들은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적인, 상기 후보 모션 벡터를 결정하는 수단;
상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 수단; 및
참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 시그널링이 회피되도록, 상기 후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하는 수단을 포함하고,
상기 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하는 수단은:
상기 후보 모션 벡터들 각각과 상기 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하는 수단;
계산된 상기 모션 벡터 차분들에 기초하여 상기 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하는 수단;
상기 현재 모션 벡터와 연관된 참조 인덱스 또는 예측 방향을 시그널링하지 않는 수단; 및
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하는 수단을 포함하는, 비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 각각은 상기 현재 모션 벡터와 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는, 비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 하나 이상의 후보 부분들은 상기 현재 비디오 프레임에 있는, 비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치.
제 21 항에 있어서,
상기 후보 부분들은 상기 현재 부분에 인접한, 비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터와 연관된 상기 모션 벡터 차분이 제로의 모션 벡터 차분에 대응하는 경우,
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하는 수단은, 상기 제로의 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그를 시그널링하는 수단을 포함하는, 비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치.
제 19 항에 있어서,
상기 계산된 상기 모션 벡터 차분들에 기초하여 상기 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하는 수단은, 가장 작은 계산된 모션 벡터 차분을 갖는 후보 모션 벡터를 선택하는 수단을 포함하는, 비디오 데이터를 인코딩하도록 구성된 장치.
비디오 데이터를 디코딩하도록 구성된 장치로서,
참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 수신이 회피되도록, 후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하는 수단을 포함하고,
상기 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하는 수단은:
비디오 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하는 수단으로서, 상기 후보 부분은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적인, 상기 인덱스를 수신하는 수단;
모션 벡터 차분을 수신하는 수단;
상기 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하는 수단;
상기 후보 부분과 연관된 참조 프레임 인덱스 및 모션 예측 방향을 취출하는 수단;
수신된 상기 모션 벡터 차분 및 상기 후보 모션 벡터에 기초하여 상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 수단; 및
예측 비디오 데이터를 생성하기 위해, 결정된 상기 현재 모션 벡터, 취출된 상기 모션 예측 방향, 및 취출된 상기 참조 프레임 인덱스를 이용하여 상기 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하는 수단을 포함하는, 비디오 데이터를 디코딩하도록 구성된 장치.
제 25 항에 있어서,
상기 현재 부분에 대한 비디오 데이터를 엔트로피 디코딩하는 수단;
엔트로피 디코딩된 상기 비디오 데이터를 역양자화 및 역변환하여 잔여 데이터를 생성하는 수단; 및
상기 예측 비디오 데이터와 상기 잔여 데이터를 결합하여, 디코딩된 비디오 데이터를 형성하는 수단을 더 포함하는, 비디오 데이터를 디코딩하도록 구성된 장치.
제 25 항에 있어서,
수신된 상기 모션 벡터 차분은, 제로 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그이고,
상기 현재 비디오 프레임의 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하는 수단은, 상기 후보 부분과 연관된 상기 후보 모션 벡터를 카피하는 수단을 포함하는, 비디오 데이터를 디코딩하도록 구성된 장치.
명령들을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 명령들은, 실행될 때, 비디오 데이터를 인코딩하는 디바이스의 하나 이상의 프로세서들로 하여금:
비디오 프레임의 하나 이상의 후보 부분들 각각에 대한 후보 모션 벡터를 결정하게 하되, 상기 후보 부분은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적이고;
상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하게 하며;
상기 후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하여, 상기 참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 시그널링이 회피되게 하고,
상기 모션 벡터 예측 프로세스는 또한, 프로세서로 하여금:
상기 후보 모션 벡터들 각각과 상기 현재 모션 벡터 사이의 모션 벡터 차분을 계산하게 하고;
계산된 상기 모션 벡터 차분들에 기초하여 상기 후보 모션 벡터들 중 하나의 후보 모션 벡터를 선택하게 하고;
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터를 갖는 후보 부분을 식별하는 인덱스를 시그널링하게 하며;
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터에 대해 계산된 모션 벡터 차분을 시그널링하게 하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 28 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 각각은 상기 현재 모션 벡터와 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 28 항에 있어서,
상기 하나 이상의 후보 부분들은 상기 현재 비디오 프레임에 있는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 30 항에 있어서,
상기 후보 부분들은 상기 현재 부분에 인접한, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 28 항에 있어서,
상기 후보 모션 벡터들 중 선택된 상기 하나의 후보 모션 벡터와 연관되는 상기 모션 벡터 차분이 제로의 모션 벡터 차분에 대응하는 경우,
상기 컴퓨터 판독가능 저장 매체는,
상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 상기 제로의 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그로서 상기 모션 벡터 차분을 시그널링하게 하는 명령들을 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 28 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 가장 작은 계산된 모션 벡터 차분을 갖는 후보 모션 벡터를 선택하게 하는 명령들을 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
명령들을 저장하고 있는 컴퓨터 판독가능 저장 매체로서,
상기 명령들은, 실행될 때, 비디오 데이터를 디코딩하는 디바이스의 하나 이상의 프로세서들로 하여금:
후보 모션 벡터들 각각이 동일한 참조 비디오 프레임을 참조하는 경우 모션 벡터 예측 프로세스를 수행하여, 상기 참조 비디오 프레임을 나타내는 참조 인덱스의 수신이 회피되게 하고,
상기 모션 벡터 예측 프로세스는 또한, 상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금:
비디오 프레임의 후보 부분을 식별하는 인덱스를 수신하게 하되, 상기 후보 부분은 현재 비디오 프레임의 현재 부분과 인과적이고;
모션 벡터 차분을 수신하게 하고;
상기 후보 부분과 연관된 후보 모션 벡터를 취출하게 하고;
상기 후보 부분과 연관된 참조 프레임 인덱스 및 모션 예측 방향을 취출하게 하고;
수신된 상기 모션 벡터 차분 및 상기 후보 모션 벡터에 기초하여 상기 현재 부분에 대한 현재 모션 벡터를 결정하게 하며;
예측 비디오 데이터를 생성하기 위해, 결정된 상기 현재 모션 벡터, 취출된 상기 모션 예측 방향, 및 취출된 상기 참조 프레임 인덱스를 이용하여 상기 현재 부분에 대한 모션 보상을 수행하게 하는
것을 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 34 항에 있어서,
상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금:
상기 현재 부분에 대한 비디오 데이터를 엔트로피 디코딩하게 하고;
엔트로피 디코딩된 상기 비디오 데이터를 역양자화 및 역변환하여 잔여 데이터를 생성하게 하며;
상기 예측 비디오 데이터와 상기 잔여 데이터를 결합하여, 디코딩된 비디오 데이터를 형성하게 하는
명령들을 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
제 34 항에 있어서,
수신된 상기 모션 벡터 차분은, 제로 모션 벡터 차분을 나타내는 플래그이고,
상기 하나 이상의 프로세서들로 하여금, 상기 후보 부분과 연관된 상기 후보 모션 벡터를 카피함으로써 상기 현재 비디오 프레임의 상기 현재 부분에 대한 상기 현재 모션 벡터를 결정하게 하는 명령들을 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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