KR102306562B1

KR102306562B1 - 영상 코딩 시스템에서 인터 예측에 따른 영상 디코딩 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102306562B1
Application number: KR1020207014828A
Authority: KR
Inventors: 박내리; 남정학; 서정동; 이재호; 장형문
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2021-09-30
Also published as: WO2019103564A1; KR20200064153A; US20210037238A1; US11070797B2

Abstract

본 발명에 따른 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법은 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하는 단계, 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 단계, 상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계, 및 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

영상 코딩 시스템에서 인터 예측에 따른 영상 디코딩 방법 및 장치

본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 인터 예측에 따른 영상 디코딩 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.

이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.

본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 머지 후보에 대한 코스트를 도출하고 코스트를 기반으로 머지 후보 리스트를 재정렬하여 도출된 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 영상 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 머지 후보에 대한 리파인먼트(refinement) 과정을 수행하여 도출된 리파인 머지 후보를 추가한 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 영상 디코딩 방법 및 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하는 단계, 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 단계, 상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계, 및 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 획득하는 엔트로피 디코딩부, 및 상기 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하고, 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하고, 상기 수정된 머지 후보 리스트 및 머지 인덱스를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 예측부를 포함하되, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하고, 상기 인터 예측에 대한 정보는 상기 머지 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 비디오 인코딩 방법을 제공한다. 상기 방법은 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하는 단계, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하는 단계, 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 단계, 상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 결정하는 단계, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 단계, 및 상기 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 인코딩하는 단계를 포함하되, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하고, 상기 인터 예측에 대한 정보는 상기 머지 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 비디오 인코딩 장치를 제공한다. 상기 인코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하고, 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하고, 상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 결정하고, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 예측부, 및 상기 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하고, 상기 인터 예측에 대한 정보는 상기 머지 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 코스트를 고려하여 현재 블록에 대한 최적의 머지 후보가 작은 값의 머지 인덱스로 나타내는 순서로 재정렬될 수 있고, 이를 통하여, 예측을 위한 비트량을 감소시키고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 현재 블록의 머지 후보를 기반으로 최적의 머지 후보인 리파인 머지 후보를 도출할 수 있고, 이를 통하여, 예측 정확도 및 효율을 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면 현재 블록의 특성을 고려하여 보다 효율적으로 현재 블록에 대한 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있고, 이를 통하여, 예측 정확도 및 예측 효율을 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 상기 MLR 을 통하여 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 일 예를 나타낸다.
도 4는 상기 템플릿 정합 방법을 통하여 상기 현재 블록의 머지 후보에 대한 코스트를 도출하는 일 예를 나타낸다.
도 5는 상기 MLR 방법을 통하여 도출된 수정된 머지 후보 리스트의 일 예를 나타낸다.
도 6은 상기 MLR 방법을 통하여 도출된 수정된 머지 후보 리스트의 일 예를 나타낸다.
도 7은 템플릿을 기반으로 머지 후보의 코스트를 도출하는 일 예를 나타낸다.
도 8은 템플릿의 위치 및 사이즈에 따른 코스트를 예시적으로 나타낸다.
도 9는 머지 후보에 대한 템플릿을 예시적으로 나타낸다.
도 10은 머지 후보에 대한 리파인 과정 및 재정렬 과정의 일 예를 나타낸다.
도 11은 머지 후보에 대한 리파인 과정 및 재정렬 과정을 통하여 도출된 수정된 머지 후보 리스트를 예시적으로 나타낸다.
도 12는 리파인 머지 후보를 포함하는 수정된 머지 후보 리스트를 구성하는 일 예를 나타낸다.
도 13은 리파인 머지 후보를 포함하는 수정된 머지 후보 리스트를 예시적으로 나타낸다.
도 14는 수정된 머지 후보 리스트에 대하여 중복된 움직임 정보를 포함하는 머지 후보를 제거하는 일 예를 나타낸다.
도 15는 상기 리파인 머지 후보를 기반으로 도출되는 수정된 머지 후보가 가리키는 위치를 예시적으로 나타낸다.
도 16은 양방향 정합(Bi-lateral matching) 방법을 통하여 머지 후보의 코스트를 도출하는 일 예를 나타낸다.
도 17은 단예측 움직임 정보를 포함하는 머지 후보에 대한 쌍예측 움직임 정보를 도출하는 일 예를 나타낸다.
도 18은 DMVR 통하여 상기 머지 후보에 대한 리파인 과정을 수행하는 일 예를 나타낸다.
도 19는 양방향 정합 매칭 방법을 통하여 상기 머지 후보 리스트를 재정렬하고, DMVR을 통하여 도출된 리파인 머지 후보를 포함한 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 일 예를 나타낸다.
도 20은 리파인 머지 후보를 포함하는 머지 후보 리스트에 대한 DMVR을 수행하는 방안을 예시적으로 나타낸다.
도 21은 리파인 과정을 수행하여 리파인 머지 후보를 도출하고, 상기 리파인 머지 후보를 포함한 머지 후보들을 재정렬하는 일 예를 나타낸다.
도 22는 LIC 플래그를 포함하는 리파인 머지 후보를 머지 후보 리스트에 추가하는 일 예를 나타낸다.
도 23은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 24는 본 발명에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다.
도 25는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 비디오 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다.
도 26은 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

본 명세서에서 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 하나의 픽처는 복수의 슬라이스로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서 픽처 및 슬라이스는 서로 혼용되어 사용될 수 있다.

픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.

유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.

도 1을 참조하면, 비디오 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(105), 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120), 엔트로피 인코딩부(130), 가산부(140), 필터부(150) 및 메모리(160)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(120)는 감산부(121), 변환부(122), 양자화부(123), 재정렬부(124), 역양자화부(125) 및 역변환부(126)를 포함할 수 있다.

픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다.

일 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다.

다른 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU) 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)을 포함할 수도 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 하위(deeper) 뎁스의 코딩 유닛들로 분할(split)될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 최소 코딩 유닛(smallest coding unit, SCU)이 설정된 경우 코딩 유닛은 최소 코딩 유닛보다 더 작은 코딩 유닛으로 분할될 수 없다. 여기서 최종 코딩 유닛이라 함은 예측 유닛 또는 변환 유닛으로 파티셔닝 또는 분할되는 기반이 되는 코딩 유닛을 의미한다. 예측 유닛은 코딩 유닛으로부터 파티셔닝(partitioning)되는 유닛으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록(sub block)으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 유닛일 수 있다. 이하, 코딩 유닛은 코딩 블록(coding block, CB), 예측 유닛은 예측 블록(prediction block, PB), 변환 유닛은 변환 블록(transform block, TB) 으로 불릴 수 있다. 예측 블록 또는 예측 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 예측 샘플의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 또한, 변환 블록 또는 변환 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 변환 계수 또는 레지듀얼 샘플의 어레이를 포함할 수 있다.

예측부(110)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(110)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.

예측부(110)는 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다. 일 예로, 예측부(110)는 CU 단위로 인트라 예측 또는 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다.

인트라 예측의 경우에, 예측부(110)는 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 예측부(110)는 (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 예측부(110)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.

인터 예측의 경우에, 예측부(110)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 샘플을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(110)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 MVP(motion vector prediction) 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 예측부(110)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차(레지듀얼)가 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(Motion Vector Predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.

인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터와 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 예측 모드 정보와 움직임 정보 등의 정보는 (엔트로피) 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.

스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트(reference picture list) 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수도 있다. 참조 픽처 리스트(Picture Order Count)에 포함되는 참조 픽처들은 현재 픽처와 해당 참조 픽처 간의 POC(Picture order count) 차이 기반으로 정렬될 수 있다. POC는 픽처의 디스플레이 순서에 대응하며, 코딩 순서와 구분될 수 있다.

감산부(121)는 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 생성한다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는, 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플을 생성하지 않을 수 있다.

변환부(122)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 변환부(122)는 해당 변환 블록의 사이즈와, 해당 변환 블록과 공간적으로 겹치는 코딩 블록 또는 예측 블록에 적용된 예측 모드에 따라서 변환을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 변환 블록과 겹치는 상기 코딩 블록 또는 상기 예측 블록에 인트라 예측이 적용되었고, 상기 변환 블록이 4×4의 레지듀얼 어레이(array)라면, 레지듀얼 샘플은 DST(Discrete Sine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환되고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 샘플은 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환할 수 있다.

양자화부(123)는 변환 계수들을 양자화하여, 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.

재정렬부(124)는 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 재정렬부(124)는 계수들 스캐닝(scanning) 방법을 통해 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 여기서 재정렬부(124)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(124)는 양자화부(123)의 일부일 수 있다.

엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수 외 비디오 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소(syntax element)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 엔트로피 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다.

역양자화부(125)는 양자화부(123)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(126)는 역양자화부(125)에서 역양자화된 값들을 역변환하여 레지듀얼 샘플을 생성한다.

가산부(140)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 합쳐서 픽처를 복원한다. 레지듀얼 샘플과 예측 샘플은 블록 단위로 더해져서 복원 블록이 생성될 수 있다. 여기서 가산부(140)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(140)는 예측부(110)의 일부일 수 있다. 한편, 가산부(140)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.

복원된 픽처(reconstructed picture)에 대하여 필터부(150)는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 적용할 수 있다. 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋을 통해, 복원 픽처 내 블록 경계의 아티팩트나 양자화 과정에서의 왜곡이 보정될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링의 과정이 완료된 후 적용될 수 있다. 필터부(150)는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽처에 적용할 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋이 적용된 후의 복원된 픽처에 대하여 적용될 수 있다.

메모리(160)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 인코딩/디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(150)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 상기 저장된 복원 픽처는 다른 픽처의 (인터) 예측을 위한 참조 픽처로 활용될 수 있다. 예컨대, 메모리(160)는 인터 예측에 사용되는 (참조) 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트(reference picture set) 혹은 참조 픽처 리스트(reference picture list)에 의해 지정될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.

도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 레지듀얼 처리부(220), 예측부(230), 가산부(240), 필터부(250) 및 메모리(260)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(220)는 재정렬부(221), 역양자화부(222), 역변환부(223)을 포함할 수 있다.

비디오 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 인코딩 장치에서 비디오 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오를 복원할 수 있다.

예컨대, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 비디오 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 비디오 디코딩의 처리 유닛 블록은 일 예로 코딩 유닛일 수 있고, 다른 예로 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다.

예측 유닛 및 변환 유닛이 경우에 따라 더 사용될 수 있으며, 이 경우 예측 블록은 코딩 유닛으로부터 도출 또는 파티셔닝되는 블록으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호를 유도하는 유닛일 수 있다.

엔트로피 디코딩부(210)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 비디오 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다.

보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.

엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(221)로 입력될 수 있다.

재정렬부(221)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(221)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(221)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(221)는 역양자화부(222)의 일부일 수 있다.

역양자화부(222)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 (역)양자화 파라미터를 기반으로 역양자화하여 변환 계수를 출력할 수 있다. 이 때, 양자화 파라미터를 유도하기 위한 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다.

역변환부(223)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.

예측부(230)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(230)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.

예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, 인트라 예측과 인터 예측 중 어느 것을 적용할 것인지를 결정하는 단위와 예측 샘플을 생성하는 단위는 상이할 수 있다. 아울러, 인터 예측과 인트라 예측에 있어서 예측 샘플을 생성하는 단위 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측과 인트라 예측 중 어느 것을 적용할 것인지는 CU 단위로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 인터 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 예측 샘플을 생성할 수 있고, 인트라 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 TU 단위로 예측 샘플을 생성할 수도 있다.

인트라 예측의 경우에, 예측부(230)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용할 예측 모드가 결정될 수도 있다.

인터 예측의 경우에, 예측부(230)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 블록의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다

스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.

예측부(230)는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다.

스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다.

MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.

일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.

다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예측부는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.

가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 블록 단위로 더하여 현재 픽처를 복원할 수도 있다. 스킵 모드가 적용된 경우에는 레지듀얼이 전송되지 않으므로, 예측 샘플이 복원 샘플이 될 수 있다. 여기서는 가산부(240)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(240)는 예측부(230)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(240)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.

필터부(250)는 복원된 픽처에 디블록킹 필터링 샘플 적응적 오프셋, 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다. 이 때, 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링 이후 적용될 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋 이후 적용될 수도 있다.

메모리(260)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(250)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(260)는 인터 예측에 사용되는 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트 혹은 참조 픽처 리스트에 의해 지정될 수도 있다. 복원된 픽처는 다른 픽처에 대한 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 또한, 메모리(260)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.

상술한 내용과 같이 픽처들 간 대상 객체 또는 이미지의 움직임을 고려하여 현재 블록에 대한 인터 예측이 수행될 수 있다. 상기 인터 예측의 일 예로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 머지(merge) 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다.

상기 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있고, 상기 움직임 정보는 머지 플래그 및 머지 인덱스를 기반으로 도출될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 머지 플래그가 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용된다고 나타내는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 인덱스가 상기 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 사용할 수 있다.

하지만, 상기 머지 후보 리스트의 구성에 대하여 제한된 후보 블록의 움직임 정보가 사용되고, 이에, 영상 별 다양한 특성이 반영되지 못할 수 있다. 즉, 기존의 상기 머지 후보 리스트는 기설정된 개수 및 순서대로 머지 후보가 나열되기 때문에, 상기 현재 블록에 대하여 특정 위치에 있는 주변 블록의 움직임 정확도가 높더라도 머지 인덱스로 인하여 발생하는 비트량을 고려하여 상기 주변 블록의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 선택되지 않는 경우가 발생한다. 따라서 효과적인 머지 후보 구성을 위해 상기 머지 후보 리스트를 재정렬하는 방법이 제안될 수 있다. 상기 머지 후보 리스트를 적용하여 도출되는 재정렬된 머지 후보 리스트가 사용되는 경우, 적은 비트량으로 움직임 정확도를 높일 수 있고, 이를 통하여 압축 효율을 보다 높일 수 있다. 본 발명은 상기 머지 후보 리스트를 재정렬하는 머지 후보 리스트 리파인먼트(Merge candidate List Refinement, MLR) 방법을 개선하여 압축 효율을 더욱 높일 수 있는 방법을 제안한다.

도 3은 상기 MLR 을 통하여 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 일 예를 나타낸다. 도 3을 참조하면 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보들을 구성할 수 있고, 상기 머지 후보들 각각의 코스트(cost)를 계산한 뒤, 상기 머지 후보들의 코스트들을 기반으로 상기 머지 후보들을 재정렬할 수 있고, 상기 재정렬된 순서의 머지 후보들을 기반으로 최종적으로 머지 후보 리스트를 재구성할 수 있다.

구체적으로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 기존의 머지 후보 리스트 구성 방법을 통하여 현재 블록의 최대 후보 개수의 머지 후보들을 구성할 수 있다(S300). 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 기존의 머지 후보 리스트 구성 방법을 통하여 최대 후보 개수의 머지 후보들을 포함한 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 최대 후보 개수는 7개일 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 머지 후보에 대한 코스트를 계산할 수 있다(S310). 일 예로, 상기 코스트는 템플릿(template)을 기반으로 계산될 수 있다. 즉, 상기 코스트는 템플릿 정합(template matching) 방법을 통하여 도출될 수 있다.

도 4는 상기 템플릿 정합 방법을 통하여 상기 현재 블록의 머지 후보에 대한 코스트를 도출하는 일 예를 나타낸다.

도 4를 참조하면 상기 현재 블록의 주변 샘플들의 샘플값들과 상기 머지 후보가 가리키는 후보 블록의 주변 샘플들의 샘플값들을 기반으로 상기 머지 후보에 대한 코스트가 도출될 수 있다. 도 4를 참조하면 상기 현재 블록의 상기 주변 샘플들은 상기 현재 블록에서 참조될 수 있는(causal) 좌측 주변 샘플들 및 상측 주변 샘플들을 포함할 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면 상기 현재 블록의 임의의 주변 영역이 상기 현재 블록의 템플릿(template)으로 설정될 수 있고, 참조 픽처 상의 상기 머지 후보가 가리키는 후보 블록의 템플릿을 이용하여 상기 머지 후보의 코스트가 도출될 수 있다. 여기서, 상기 머지 후보에 대한 상기 후보 블록의 템플릿은 상기 현재 블록의 템플릿과 동일한 사이즈를 가질 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 상기 좌측 주변 샘플들 및 상기 상측 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 디코딩 시점에 이미 디코딩되어 있을 수 있고, 따라서 디코딩 장치에서의 움직임 추정 과정에 사용될 수 있으므로 상기 좌측 주변 샘플들 및 상기 상측 주변 샘플들은 상기 현재 블록의 템플릿에 포함될 수 있다. 즉, 상기 현재 블록의 템플릿은 상기 좌측 주변 샘플들 및 상기 상측 주변 샘플들을 포함하는 특정 영역일 수 있다. 여기서, 상기 코스트는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 후보 블록의 템플릿의 대응하는 샘플들간 차이의 절대값의 합으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 코스트는 다음과 같은 수학식을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서, i, j는 블록의 템플릿 내 샘플의 위치 (i, j)를 나타내고, Cost_distortion은 상기 코스트, Temp_ref는 상기 후보 블록의 템플릿의 샘플값, Temp_cur는 상기 현재 블록의 템플릿의 샘플값을 나타낸다. 상기 참조 블록의 템플릿 및 상기 현재 블록의 템플릿 사이의 대응하는 샘플들 간의 차이를 누적할 수 있고, 상기 차이의 누적은 상기 머지 후보에 대한 코스트로 사용될 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 머지 후보들에 대한 코스트들을 기반으로 머지 후보들을 재정렬(reordering)할 수 있다(S320). 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 코스트가 작은 순서로 상기 머지 후보들을 재정렬할 수 있다. 또는, 다른 예로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 코스트가 가장 작은 상기 머지 후보를 첫번째 순서로 재정렬할 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 재정렬된 머지 후보에 대한 리파인(refine) 머지 후보를 도출할 수 있다(S330). 상기 재정렬된 머지 후보가 복수인 경우, 재정렬된 순서로 리파인(refine) 머지 후보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 리파인 머지 후보는 상기 재정렬된 머지 후보의 움직임 벡터를 리파인하여 도출될 수 있다. 구체적으로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 재정렬된 머지 후보가 가리키는 후보 블록의 임의의 주변 영역에서 포함된 참조 블록들의 템플릿들 중 상기 현재 블록의 템플릿과의 코스트가 작은 템플릿을 도출할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 도출된 템플릿의 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터를 리파인 움직임 벡터로 도출할 수 있다. 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 도출된 템플릿의 참조 블록을 가리키는 수정된(modified) 움직임 정보를 상기 리파인 머지 후보로 도출할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트 내 상기 리파인 머지 후보의 순서를 상기 재정렬된 머지 후보의 순서의 앞으로 도출할 수 있다. 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보에 대한 인덱스의 값을 상기 재정렬된 머지 후보에 대한 인덱스의 값보다 작은 값으로 할당할 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 머지 후보들 및 리파인 머지 후보 중 특정 개수의 후보를 선택하여 수정된(modified) 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다(S340). 예를 들어, 7개의 머지 후보가 도출되고, 1개의 리파인 머지 후보가 도출된 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 8개의 후보들 중 7개의 후보를 선택할 수 있고, 상기 7개의 후보를 기반으로 상기 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 선택된 후보들에 대한 정보를 시그널링할 수 있다.

도 5는 상기 MLR 방법을 통하여 도출된 수정된 머지 후보 리스트의 일 예를 나타낸다. 도 5를 참조하면 상기 현재 블록의 머지 후보들에 대한 재정렬(reordering) 및 리파인먼트(refinement) 를 통하여 상기 수정된 머지 후보 리스트가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 템플릿 매칭을 통하여 상기 현재 블록의 머지 후보들에 대한 코스트들이 도출될 수 있다. 도 5를 참조하면 머지 후보 Cand1의 코스트가 머지 후보 Cand0보다 작을 수 있고, 상기 머지 후보 리스트 내 상기 머지 후보 Cand1의 순서가 첫번째 순서, 상기 머지 후보 Cand0의 순서가 두번째 순서로 재정렬될 수 있다. 상기 머지 후보에 대한 코스트를 기반으로 머지 후보 리스트가 재정렬되므로 상기 현재 블록을 위한 최적의 머지 후보에 대한 머지 인덱스가 작은 값으로 할당될 수 있다. 또한, 도 5를 참조하면 최적의 후보, 즉, 머지 인덱스가 작은 값으로 재정렬된 머지 후보를 기준으로 리파인먼트(refinement)하여 도출된 리파인 움직임 벡터를 포함하는 움직임 정보를 머지 후보로 추가될 수 있고, 이를 통하여 정확도가 높은 새로운 후보가 상기 현재 블록의 예측에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면 첫번째 순서로 재정렬된 머지 후보 Cand1 에 대한 리파인먼트가 수행되어 리파인 머지 후보 Cand1r 이 도출될 수 있다. 상기 리파인 머지 후보 Cand1r 의 순서는 첫번째 순서로 재정렬될 수 있다.

또한, 예를 들어, 후술하는 내용과 같이 상기 수정된 머지 후보 리스트가 도출될 수 있다.

도 6은 상기 MLR 방법을 통하여 도출된 수정된 머지 후보 리스트의 일 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면 상기 현재 블록의 머지 후보들에 대한 재정렬(reordering) 및 리파인먼트(refinement) 를 통하여 상기 수정된 머지 후보 리스트가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 템플릿 매칭을 통하여 상기 현재 블록의 머지 후보들에 대한 코스트들이 도출될 수 있고, 상기 머지 후보에 대한 코스트를 기반으로 머지 후보 리스트가 재정렬되어 상기 현재 블록을 위한 최적의 머지 후보에 대한 머지 인덱스가 작은 값으로 할당될 수 있다. 도 6 의 (a)를 참조하면 머지 후보 B1의 코스트가 머지 후보들의 코스트들 중 가장 작을 수 있고, 머지 후보 B0의 코스트가 머지 후보 A1의 코스트보다 작을 수 있다. 또한, 머지 후보 Combined Bi-pred 의 코스트가 머지 후보 ATMVP-Ext 의 코스트보다 작을 수 있다. 이 경우, 상기 머지 후보 리스트 내 상기 머지 후보 B1의 순서가 첫번째 순서, 상기 머지 후보 리스트 내 상기 머지 후보 B0의 순서가 두번째 순서, 상기 머지 후보 리스트 내 상기 머지 후보 A1의 순서가 세번째 순서로 재정렬될 수 있다. 상기 머지 후보 Combined Bi-pred 의 순서가 상기 머지 후보 ATMVP-Ext 의 순서보다 앞선 순서로 재정렬될 수 있다. 상기 머지 후보에 대한 코스트를 기반으로 머지 후보 리스트가 재정렬되므로 상기 현재 블록을 위한 최적의 머지 후보에 대한 머지 인덱스가 작은 값으로 할당될 수 있다.

또한, 최적의 후보, 즉, 머지 인덱스가 작은 값으로 재정렬된 머지 후보를 기준으로 리파인먼트(refinement)하여 도출된 리파인 움직임 벡터를 포함하는 움직임 정보를 머지 후보로 추가될 수 있고, 이를 통하여 정확도가 높은 새로운 후보가 상기 현재 블록의 예측에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (b)를 참조하면 첫번째 순서로 재정렬된 머지 후보 B1 에 대한 리파인먼트가 수행되어 리파인 머지 후보 Refined B1 이 도출될 수 있다. 상기 리파인 머지 후보 Refined B1의 순서는 첫번째 순서로 재정렬될 수 있다. 한편, 상기 리파인 머지 후보 Refined B1 이 상기 머지 후보 리스트에 추가되는 경우, 상기 머지 후보의 개수가 최대 개수보다 많아지므로 임의의 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에서 제외될 수 있다. 예를 들어, 상기 조합을 통하여 생성된 움직임 정보의 정확도는 낮아지므로 머지 후보 Combined Bi-pred 는 상기 현재 블록의 상기 머지 후보 리스트에서 제외될 수 있다. 상기 머지 후보들에 대한 구체적인 설명은 후술한다.

한편, 상기 현재 블록의 머지 후보를 구성하는 방법은 후술하는 내용과 같을 수 있다.

예를 들어, 현재 블록에 대한 머지 후보로 구성될 수 있는 움직임 정보의 종류 및 체크 순서는 다음의 표와 같이 도출될 수 있다.

여기서, A1 은 상기 현재 블록의 좌측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내고, B1 은 상기 현재 블록의 상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내고, B0 은 상기 현재 블록의 우상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내고, A0 은 상기 현재 블록의 좌하측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내고, ATMVP 는 상기 현재 블록의 특정 주변 블록의 움직임 정보가 가리키는 동일 위치 블록의 움직임 정보를 나타내고, STMVP 는 상기 현재 블록의 공간적 주변 블록의 움직임 정보와 시간적 주변 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 움직임 정보를 나타내고, B2 은 상기 현재 블록의 좌상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내고, TMVP 는 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록의 움직임 정보를 나타내고, Combined 는 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 조합하여 도출된 움직임 정보를 나타내고, Zero 는 값이 0인 움직임 벡터를 나타낸다.

상기 현재 블록의 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 공간적 주변 블록은 상기 현재 블록의 좌측 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 주변 블록, 좌하측 주변 블록, 우상측 주변 블록을 포함할 수 있고, 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록의 우하측 위치 또는 중심 위치에 대응하는 참조 픽처 내 위치를 포함하는 동일 위치 블록을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 좌측 주변 블록은 (-1, H-1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 상측 주변 블록은 (W-1, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 우상측 주변 블록은 (W, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 좌하측 주변 블록은 (-1, H) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 좌상측 주변 블록은 (-1, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록일 수 있다.

표 1을 참조하면 공간적/시간적으로 인접한 주변 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스)와 주변 블록의 움직임 정보를 조합하여 생성된 움직임 정보 등이 상기 현재 블록의 현재 블록의 머지 후보를 위한 움직임 정보로 도출될 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 표 1 에 개시된 움직임 정보들을 위에서 아래의 순서로 상기 현재 블록의 머지 후보로 사용되는지 여부를 판단할 수 있고, 상기 움직임 정보들을 기반으로 기설정된 최대 개수의 머지 후보를 포함하는 (예로 7) 후보 리스트를 구성할 수 있다. 상기 구성된 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나의 후보를 나타내는 머지 인덱스가 시그널링될 수 있고, 따라서, 시그널링 오버헤드(signaling overhead)없이 중복되지 않는 다양한 머지 후보들이 머지 후보 리스트에 추가될 수 있도록 중복 체크 과정이 필요하다. 따라서, 후보의 움직임 벡터(MV)와 참조 픽처(ref_idx)가 모두 동일한 경우, 중복 체크 과정을 통하여 제거될 수 있다.

구체적으로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 표 1 에 개시된 움직임 정보들을 위에서 아래의 순서로 상기 현재 블록의 머지 후보로 사용되는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 A1, B1, B0, A0, ATMVP, STMVP, B2, TMVP, Combined, Zero 순으로 상기 현재 블록의 머지 후보로 사용되는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 과정은 상술한 중복 체크 과정을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 특정 움직임 정보가 이미 머지 후보로 도출된 움직임 정보와 동일한 경우, 상기 특정 움직임 정보는 상기 현재 블록의 머지 후보로 사용되지 않는다고 판단될 수 있고, 상기 특정 움직임 정보는 상기 현재 블록의 머지 후보로 도출되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 A1 이 머지 후보로 도출되어 상기 머지 후보 리스트에 추가되고, 상기 B1 에 대한 중복 체크 과정을 수행하는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트에 추가된 머지 후보(예로, A1)와 상기 B1 가 중복되는지 여부를 체크하여 다른 경우에만 상기 머지 후보 리스트에 상기 B1을 추가할 수 있다. 또한, 이후 상기 B0 에 대한 중복 체크 과정을 수행하는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 B0가 앞서 머지 후보 리스트에 추가된 머지 후보들(예로, A1, B1)과 중복되는지 여부를 체크하여 다른 경우에만 상기 머지 후보 리스트에 리스트에 상기 B0 를 추가할 수 있다.

상기 현재 블록의 머지 후보로 사용된다고 판단된 움직임 정보는 상기 현재 블록의 머지 후보로 도출될 수 있고, 도출된 머지 후보들은 도출된 순서로 상기 머지 후보 리스트에 포함될 수 있다. 또한, 기설정된 특정 개수의 머지 후보가 도출된 경우, 상기 머지 후보로 도출된 움직임 정보 이후 순서의 움직임 정보에 대한 머지 후보로서 사용 여부 판단은 수행되지 않을 수 있다. 즉, 기설정된 특정 개수의 머지 후보가 도출된 경우, 상기 머지 후보로 도출된 움직임 정보 이후 순서의 움직임 정보는 상기 현재 블록의 머지 후보로 도출되지 않을 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 ATMVP 또는 상기 STMVP 는 서브 블록 단위로 움직임 정보가 도출될 수 있다. 상기 ATMVP 또는 상기 STMVP 와 같이 서브 블록 단위의 움직임 정보가 도출되는 후보는 서브 블록 단위의 움직임 정보들이 모두 동일한 경우에만 앞서 상기 머지 후보 리스트에 추가된 머지 후보와의 중복 체크 과정이 수행될 수 있고, 상기 머지 후보 리스트에 추가된 머지 후보와 다른 경우에 상기 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 상기 서브 블록 단위의 움직임 정보가 도출되는 후보가 서브 블록 단위의 움직임 정보들이 모두 동일하지 않은 경우, 즉, 상기 후보의 서브 블록 단위의 움직임 정보들 중 하나라도 다른 경우에는 상기 후보에 대한 중복 체크 과정은 수행되지 않을 수 있다.

또한, ATMVP와 STMVP와 같이 서브 블록 단위의 움직임 정보가 도출되는 후보들간의 중복 체크 과정은 서브 블록 단위로 수행될 수도 있다. 즉, 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 후보가 머지 후보 리스트에 포함된 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 머지 후보와 서브 블록 단위의 움직임 정보들이 모두 동일한 경우, 상기 후보는 상기 현재 블록의 머지 후보로 도출되지 않을 수 있고, 상기 머지 후보 리스트에 포함되지 않을 수 있다.

또한, 상기 Combined 과 같이 주변 블록들의 움직임 정보를 조합하여 생성된 움직임 정보와 머지 후보 리스트에 머지 후보로 추가된 다른 움직임 정보와 동일한 경우, 중복 체크 과정을 통하여 상기 주변 블록들의 움직임 정보를 조합하여 생성된 움직임 정보는 상기 머지 후보 리스트에서 제외될 수 있다. 또한, 조합하려는 대상이 ATMVP 또는 STMVP와 같이 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 움직임 정보인 경우, 상기 서브 블록 단위의 움직임 정보 중 대표 움직임 정보를 기반으로 조합될 수 있다. 이 경우, 상기 조합을 통하여 생성된 움직임 정보의 정확도는 낮아지므로 상기 Combined 은 상기 현재 블록의 머지 후보를 위한 움직임 정보에서 제외될 수 있다. 한편, 상기 Combined 는 Combined bi-pred 라고 나타낼 수도 있다.

상술한 내용과 같이 상기 현재 블록의 임의의 주변 영역, 즉, 상기 현재 블록의 템플릿이 가용한(available) 경우, 상기 임의의 주변 영역을 기반으로 머지 후보 리스트가 재정렬(reordering) 및/또는 리파인먼트(refinement)될 수 있다. 한편, 상기 템플릿이 가용하지 않은 경우, 상기 현재 블록의 상기 머지 후보 리스트에 대한 재정렬은 수행되지 않을 수 있고, 재정렬되지 않은 순서의 머지 후보들에 대한 머지 인덱스가 시그널링될 수 있다.

상기 현재 블록의 템플릿과 참조 픽처 상의 상기 머지 후보가 가리키는 참조 블록의 템플릿을 이용하여 상기 머지 후보의 코스트가 도출될 수 있고, 상기 코스트는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 후보 블록의 템플릿의 대응하는 샘플들간 차이의 절대값의 합(Sum of Absolute Differences, SAD)으로 도출될 수 있다. 상기 현재 블록과 상기 참조 블록의 인접 영역 유사도를 기반으로 움직임 정보의 정확도가 예측될 수 있다.

도 7은 템플릿을 기반으로 머지 후보의 코스트를 도출하는 일 예를 나타낸다.

상기 현재 블록의 상기 템플릿은 상기 현재 블록의 좌측 주변 영역 및/또는 상측 주변 영역을 포함할 수 있고, 상기 참조 블록의 상기 템플릿은 상기 현재 블록의 템플릿과 대응하는 영역일 수 있고, 상기 참조 블록의 상기 템플릿은 상기 참조 블록의 좌측 주변 영역 및/또는 상측 주변 영역을 포함할 수 있다. 상기 현재 블록의 좌측 주변 영역 및/또는 상측 주변 영역이 가용한 경우, 각 주변 영역에 대해 SAD로 머지 후보의 상기 코스트가 계산될 수 있다. 즉, 예를 들어, 상기 현재 블록의 좌측 주변 영역과 상기 머지 후보가 가리키는 참조 블록의 좌측 주변 영역과의 SAD, 상기 현재 블록의 상측 주변 영역과 상기 머지 후보가 가리키는 참조 블록의 상측 주변 영역과의 SAD로 상기 코스트가 계산될 수 있다.

한편, 인터 예측에 대한 움직임 정보는 쌍예측 움직임 정보 또는 단예측 움직임 정보일 수 있다. 여기서, 상기 쌍예측 움직임 정보는 L0 참조 픽처 인덱스 및 L0 움직임 벡터(L0 움직임 정보), L1 참조 픽처 인덱스 및 L1 움직임 벡터(L1 움직임 정보)를 포함할 수 있고, 상기 단예측 움직임 정보는 L0 참조 픽처 인덱스 및 L0 움직임 벡터(L0 움직임 정보)를 포함할 수 있고, 또는 L1 참조 픽처 인덱스 및 L1 움직임 벡터(L1 움직임 정보)를 포함할 수 있다. 상기 L0은 참조 픽처 리스트 L0(List 0)를 나타내고, 상기 L1은 참조 픽처 리스트 L1(List 1)를 나타낸다.

상기 머지 후보가 L0 움직임 정보를 포함하는 경우, 상기 머지 후보의 코스트L0는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있다.

또한, 상기 머지 후보가 L1 움직임 정보를 포함하는 경우, 상기 머지 후보의 코스트L0는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있다.

또한, 상기 머지 후보가 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보를 포함하는 경우, 즉, 상기 머지 후보가 쌍예측(bi-prediction) 움직임 정보인 경우, 상기 머지 후보의 코스트는 상기 코스트L0 및 코스트L1의 평균으로 계산될 수 있다.

따라서, 상기 머지 후보가 쌍예측(bi-prediction) 움직임 정보인 경우, 상기 머지 후보의 코스트L0는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있고, 상기 머지 후보의 코스트L1는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있다. 상기 머지 후보의 코스트는 상기 코스트L0 및 코스트L1의 평균으로 계산될 수 있다.

도 7을 참조하면 상기 현재 블록의 템플릿이 상측 주변 영역 및 좌측 주변 영역을 포함하고, 상기 머지 후보가 L0 움직임 정보를 포함하는 경우, 상기 머지 후보의 코스트L0는 상기 현재 블록의 상기 상측 주변 영역과 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 상측 주변 영역과의 코스트L0_A 와 상기 현재 블록의 상기 좌측 주변 영역과 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 좌측 주변 영역과의 코스트L0_L의 합으로 도출될 수 있다. 상기 코스트L0_A 는 상기 현재 블록의 상기 상측 주변 영역과 상기 참조 블록의 상기 상측 주변 영역과의 SAD 일 수 있고, 상기 코스트L0_L 는 상기 현재 블록의 상기 좌측 주변 영역과 상기 참조 블록의 상기 좌측 주변 영역과의 SAD 일 수 있다.

상기 머지 후보의 코스트L0는 다음의 수학식을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서 costL0 는 상기 머지 후보의 상기 코스트L0 를 나타내고, costL0_A 는 상기 머지 후보 코스트L0_A 를 나타내고, costL0_L 는 상기 머지 후보 코스트L0_L 를 나타낸다.

또한, 상기 현재 블록의 템플릿이 상측 주변 영역 및 좌측 주변 영역을 포함하고, 상기 머지 후보가 L1 움직임 정보를 포함하는 경우, 상기 머지 후보의 코스트L1는 상기 현재 블록의 상기 상측 주변 영역과 상기 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 상측 주변 영역과의 코스트L1_A 와 상기 현재 블록의 상기 좌측 주변 영역과 상기 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 좌측 주변 영역과의 코스트L1_L의 합으로 도출될 수 있다. 상기 코스트L1_A 는 상기 현재 블록의 상기 상측 주변 영역과 상기 참조 블록의 상기 상측 주변 영역과의 SAD 일 수 있고, 상기 코스트L1_L 는 상기 현재 블록의 상기 좌측 주변 영역과 상기 참조 블록의 상기 좌측 주변 영역과의 SAD 일 수 있다.

상기 머지 후보의 코스트L1는 다음의 수학식을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서 costL1 는 상기 머지 후보의 상기 코스트L1 를 나타내고, costL1_A 는 상기 머지 후보 코스트L1_A 를 나타내고, costL1_L 는 상기 머지 후보 코스트L1_L 를 나타낸다.

한편, 상기 머지 후보가 L0 움직임 정보 및 L1 움직임 정보를 포함하는 경우, 즉, 상기 머지 후보가 쌍예측 움직임 정보인 경우, 상기 머지 후보의 코스트는 상기 코스트L0 및 코스트L1의 평균으로 계산될 수 있다.

쌍예측 움직임 정보인 상기 머지 후보의 코스트 는 다음의 수학식을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서 costBi 는 상기 머지 후보의 상기 코스트를 나타내고, costL0 는 상기 머지 후보의 상기 코스트L1 를 나타내고, costL1 는 상기 머지 후보의 상기 코스트L1 를 나타낸다.

한편, 템플릿의 가용 여부는 다음과 같은 조건을 기반으로 판단될 수 있다.

- 실제 샘플이 존재하는지 여부

- 슬라이스 혹은 타일 경계 여부

- 인트라 모드 적용 여부

즉, 상기 템플릿에 포함되는 샘플이 존재하는지 여부를 기반으로 상기 템플릿의 가용 여부가 판단될 수 있다. 또한, 상기 템플릿이 슬라이스 혹은 타일 경계에 인접한 영역인지 여부를 기반으로 상기 템플릿의 가용 여부가 판단될 수 있다. 또한, 상기 템플릿이 인트라 모드를 기반으로 디코딩된 영역인지 여부를 기반으로 상기 템플릿의 가용 여부가 판단될 수 있다.

상술한 내용과 같이 템플릿을 기반으로 상기 머지 후보에 대한 코스트를 도출하는 경우, 상기 머지 후보인 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 사용하는 머지 모드의 특성 상, 상기 주변 블록의 위치에 따라 상기 머지 후보의 코스트가 달라질 수 있다. 이에, 본 발명은 위치에 따라 코스트가 크게 차이 나는 경우를 방지하고, 코스트 도출 방안을 보다 개선하는 방안을 아래와 같이 제안한다.

도 8은 템플릿의 위치 및 사이즈에 따른 코스트를 예시적으로 나타낸다. 도 8의 (a) 를 참조하면 좌측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 좌측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있고 상측 템플릿에 대한 코스트는 크게 도출될 수 있다. 여기서, 상기 좌측 템플릿은 좌측 주변 영역을 나타낼 수 있고, 상기 상측 템플릿은 상측 주변 영역을 나타낼 수 있다. 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보의 좌측 템플릿에 대한 코스트는 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 좌측 템플릿과 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있고, 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보의 상측 템플릿에 대한 코스트는 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 상측 템플릿과 상기 현재 블록의 상측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있다. 따라서, 상기 좌측 템플릿은 상기 현재 블록의 좌측 주변 영역이므로 상기 좌측 주변 블록의 복원 블록을 나타낼 수 있고, 상기 참조 블록은 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 참조 블록이므로, 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보의 상기 좌측 템플릿에 대한 코스트는 복원 블록과 참조 블록과의 디스토션(distortion)을 의미할 수 있고, 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 상기 좌측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있다.

또한, 도 8의 (a) 를 참조하면 상측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 상측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있고 좌측 템플릿에 대한 코스트는 크게 도출될 수 있다. 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보의 좌측 템플릿에 대한 코스트는 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 좌측 템플릿과 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있고, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보의 상측 템플릿에 대한 코스트는 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 상측 템플릿과 상기 현재 블록의 상측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있다. 따라서, 상기 상측 템플릿은 상기 현재 블록의 상측 주변 영역이므로 상기 상측 주변 블록의 복원 블록을 나타낼 수 있고, 상기 참조 블록은 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보를 기반으로 도출된 참조 블록이므로, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보의 상기 상측 템플릿에 대한 코스트는 복원 블록과 참조 블록과의 디스토션(distortion)을 의미할 수 있고, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 상기 상측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있다.

상술한 템플릿의 위치 및 사이즈에 따라서 코스트가 달라지는 현상은 현재 블록이 비정방형 블록인 경우에 더 심화될 수 있다.

도 8의 (b)를 참조하면 상기 현재 블록이 폭(width)보다 높이(height)가 큰 비정방형 블록인 경우, 좌측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 좌측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있고 상측 템플릿에 대한 코스트는 크게 도출될 수 있다. 하지만, 상기 현재 블록이 폭보다 높이가 큰 비정방형 블록인 경우, 상기 상측 템플릿의 사이즈가 작으므로 상측 템플릿에 대한 코스트가 크더라도 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보의 코스트에 대한 영향력은 작을 수 있다.

도 8의 (b)를 참조하면 상기 현재 블록이 폭보다 높이가 큰 비정방형 블록인 경우, 상측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 상측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있고 좌측 템플릿에 대한 코스트는 크게 도출될 수 있다. 하지만, 상기 현재 블록이 폭보다 높이가 큰 비정방형 블록인 경우, 상기 좌측 템플릿의 사이즈가 크므로 좌측 템플릿에 대한 코스트의 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보의 코스트에 대한 영향력은 더 커질 수 있다. 따라서, 상대적으로 좌측 주변 블록의 움직임 정보가 사용되는 경우가 코스트 측면에서 유리할 수 있다.

도 8의 (c)를 참조하면 상기 현재 블록이 높이보다 폭이 큰 비정방형 블록인 경우, 좌측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 좌측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있고 상측 템플릿에 대한 코스트는 크게 도출될 수 있다. 하지만, 상기 현재 블록이 높이보다 폭이 큰 비정방형 블록인 경우, 상기 상측 템플릿의 사이즈가 크므로 상측 템플릿에 대한 코스트의 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보의 코스트에 대한 영향력은 더 커질 수 있다.

도 8의 (c)를 참조하면 상기 현재 블록이 높이보다 폭이 큰 비정방형 블록인 경우, 상측 주변 블록의 움직임 정보에 대하여 상측 템플릿에 대한 코스트는 작게 도출될 수 있고 좌측 템플릿에 대한 코스트는 크게 도출될 수 있다. 하지만, 상기 현재 블록이 높이보다 폭이 큰 비정방형 블록인 경우, 상기 좌측 템플릿의 사이즈가 작으므로 좌측 템플릿에 대한 코스트가 크더라도 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보의 코스트에 대한 영향력은 작을 수 있다. 따라서, 상대적으로 상측 주변 블록의 움직임 정보가 사용되는 경우가 코스트 측면에서 유리할 수 있다.

상술한 이를 개선하기 위하여 좌측 템플릿 및 상측 템플릿 각각의 코스트를 노말라이제이션(normalization)하여 템플릿 사이즈에 따른 영향을 줄이는 방안이 제안될 수 있다.

예를 들어, 현재 블록의 사이즈가 width x height이고 템플릿 사이즈가 2인 경우, 좌측 템플릿의 사이즈는 (2 x height), 상측 템플릿의 사이즈는 (width x 2) 일 수 있다. 이 경우, 노말라이제이션된 상기 좌측 템플릿의 코스트 및 상기 상측 템플릿의 코스트는 다음의 수학식을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서, costL'는 노말라이제이션된 상기 좌측 템플릿의 코스트를 나타내고, costA'는 노말라이제이션된 상기 상측 템플릿의 코스트를 나타내고, costL 는 상기 좌측 템플릿의 코스트를 나타내고, costA 는 상기 상측 템플릿의 코스트를 나타내고, width 는 상기 현재 블록의 폭을 나타내고, height 는 상기 현재 블록의 높이를 나타낸다. 상기 코스트는 샘플 단위의 코스트일 수 있다.

한편, 상기 템플릿의 사이즈는 현재 블록의 사이즈를 기반으로 도출될 수도 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 사이즈가 16x16 사이즈보다 작은 경우, 상기 템플릿의 사이즈는 2로 도출될 수 있고, 상기 현재 블록의 사이즈가 16x16 사이즈보다 크거나 같은 경우, 상기 템플릿의 사이즈는 4로 도출될 수 있다. 또는, 상기 템플릿의 사이즈가 현재 블록의 사이즈와 관계없이 2로 도출될 수도 있다. 상기 머지 후보에 대한 템플릿은 (-n, 0) 의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 좌측 주변 영역(좌측 템플릿)과, (0, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상측 주변 영역(상측 템플릿)을 포함할 수 있다. 여기서, n 은 상기 템플릿의 사이즈를 나타낸다.

상기 머지 후보들의 노말라이제이션된 코스트를 기반으로 상술한 머지 후보 리스트에 대한 재정렬(reordering) 과정이 수행될 수 있다.

한편, 상기 노말라이제이션된 코스트를 도출하기 위하여 상기 현재 블록의 사이즈로 코스트를 나눠줌에 따라 코스트 값이 트렁케이트(truncate)되어 코스트 값이 다름에도 동일한 값으로 도출되는 경우가 발생될 수 있다. 따라서, 인코딩 장치/디코딩 장치는 머지 후보의 코스트를 업스케일링(up-scaling)하고, 업스케일링된 코스트를 기반으로 상기 노말라이제이션된 코스트를 도출할 수도 있다. 예를 들어, 노말라이제이션된 상기 좌측 템플릿의 코스트 및 상기 상측 템플릿의 코스트는 다음의 수학식을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서, costL'는 노말라이제이션된 상기 좌측 템플릿의 코스트를 나타내고, costA'는 노말라이제이션된 상기 상측 템플릿의 코스트를 나타내고, costL 는 상기 좌측 템플릿의 코스트를 나타내고, costA 는 상기 상측 템플릿의 코스트를 나타내고, width 는 상기 현재 블록의 폭을 나타내고, height 는 상기 현재 블록의 높이를 나타낸다. 또한, scale 은 상기 업스케일링을 위한 값을 나타낸다. 상기 scale 은 다음의 수학식과 같이 도출될 수 있다.

여기서, scale은 상기 업스케일링을 위한 값을 나타내고, width 는 상기 현재 블록의 폭을 나타내고, height 는 상기 현재 블록의 높이를 나타낸다.

상술한 재정렬된 머지 후보에 대한 리파인 과정에서도 상기 수학식 6 또는 상기 수학식 7을 기반으로 도출된 노말라이제이션된 코스트가 사용될 수도 있다. 하지만, 상술한 재정렬 과정과 달리 해당 재정렬된 머지 후보가 리파인먼트(refinement)되므로 상기 코스트가 다운 스케일링(down-scaling) 될 필요는 없다. 따라서, 상기 재정렬된 머지 후보가 리파인되는 경우, SAD 로 도출된 코스트 값을 기반으로 최적의 움직임 벡터, 리파인 움직임 벡터가 도출될 수 있다. 즉, 상기 재정렬 과정에 사용되는 코스트(예를 들어, 노말라이제이션된 코스트)와 상기 리파인 과정에 사용되는 코스트가 다를 수 있다. 또는, 계산의 편의를 위하여 동일한 코스트가 사용될 수도 있다.

한편, 상술한 내용과 같이 상기 템플릿은 블록의 좌측 주변 영역과 상측 주변 영역을 포함할 수 있다. 하지만, 상기 공간적 주변 블록들 A1, B1, B0, A0, B2 중 상기 A1 및 상기 B1 은 상기 템플릿 내에 위치할 수 있고, 따라서, 상대적으로 상기 A1 의 움직임 정보 및 상기 B1 의 움직임 정보를 기반으로 도출된 머지 후보들(머지 후보 A1, 머지 후보 B1)에 대한 코스트가 작게 도출될 수 있고, 작은 값의 머지 인덱스로 재정렬되는 머지 후보 또는 리파인 머지 후보 도출을 위하여 선택될 확률이 높아질 수 있다. 따라서, 공간적 주변 블록들을 기반으로 도출된 공간적 머지 후보의 위치에 따라서 가변적인 영역이 상기 템플릿으로 사용될 수 있다. 즉, 머지 후보마다 다른 영역이 상기 코스트를 도출하기 위한 상기 템플릿으로 사용될 수 있다.

도 9는 머지 후보에 대한 템플릿을 예시적으로 나타낸다. 도 9의 (a)를 참조하면 상기 공간적 주변 블록들 B0, A0 및 B2 는 상기 좌측 주변 영역 및 상기 상측 주변 영역에 포함되지 않지만 상기 공간적 주변 블록들 A1 및 상기 B1 는 상기 좌측 주변 영역 및 상기 상측 주변 영역에 포함될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이 머지 후보 A1 에 대한 템플릿은 좌상측 주변 영역, 상측 주변 영역 및 상기 공간적 주변 블록 A1 의 영역을 제외한 좌측 주변 영역을 포함할 수 있다. 또한, 도 9의 (b)에 도시된 것과 같이 머지 후보 B1 에 대한 템플릿은 좌상측 주변 영역, 좌측 주변 영역 및 상기 공간적 주변 블록 B1 의 영역을 제외한 상측 주변 영역을 포함할 수 있다. 또한, 머지 후보 B0, A0 및 B2 에 대한 템플릿은 상술한 내용과 같이 상측 주변 영역 및 좌측 주변 영역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 머지 후보 A1 에 대한 템플릿은 (-n, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, nx(n+H-1) 사이즈를 갖는 좌측 주변 영역(좌측 템플릿)과, (0, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상측 주변 영역(상측 템플릿)을 포함할 수 있다. 여기서, n 은 상술한 템플릿 사이즈를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 머지 후보 B1 에 대한 템플릿은 (-n, 0) 의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 좌측 주변 영역(좌측 템플릿)과, (-n, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, (n+W-1)xn 사이즈를 갖는 상측 주변 영역(상측 템플릿)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 머지 후보 A0, B0 및 B2 에 대한 템플릿은 (-n, 0) 의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 좌측 주변 영역(좌측 템플릿)과, (0, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상측 주변 영역(상측 템플릿)을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 내용과 같이 리파인 머지 후보가 도출된 이후, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보 및 기존의 머지 후보들은 재정렬될 수 있다.

도 10은 머지 후보에 대한 리파인 과정 및 재정렬 과정의 일 예를 나타낸다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 재정렬된 머지 후보 리스트를 도출하고, 상기 재정렬된 머지 후보 리스트의 머지 후보를 체크할 수 있다(S1000). 상기 머지 후보들은 코스트를 기반으로 재정렬될 수 있다. 예를 들어, 코스트가 작은 순서로 재정렬될 수 있고, 인코딩 장치/디코딩 장치는 가장 작은 코스트를 갖는 머지 후보부터 리파인먼트(refinement) 과정을 수행할 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보가 ATMVP 또는 ATMVP-Ext 인지 판단할 수 있다(S1010). 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보가 상기 ATMVP 및 상기 ATMVP-Ext과 같이 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 머지 후보인지 판단할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보가 상기 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 머지 후보인 경우, 상기 리파인먼트 과정의 대상에서 제외할 수 있다.

상기 머지 후보가 상기 ATMVP 또는 상기 ATMVP-Ext 가 아닌 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보의 움직임 벡터를 기준으로 리파인먼트 과정을 수행할 수 있다(S1020). 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보의 움직임 벡터를 리파인하여 리파인 머지 후보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보가 가리키는 후보 블록의 임의의 주변 영역에서 포함된 참조 블록들의 템플릿들 중 상기 현재 블록의 템플릿과의 코스트가 가장 작은 템플릿을 도출할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 도출된 템플릿의 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터를 리파인 움직임 벡터로 도출할 수 있다(S1030). 즉, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 도출된 템플릿의 참조 블록을 가리키는 수정된(modified) 움직임 정보를 상기 리파인 머지 후보로 도출할 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보와 상기 머지 후보가 동일한지 여부를 판단할 수 있다(S1040). 상기 리파인 머지 후보와 상기 머지 후보가 동일한 경우, 상기 리파인 머지 후보는 머지 후보 리스트에 추가되지 않고, 상기 머지 후보 리스트 상에서 상기 머지 후보 다음 순서의 머지 후보에 대한 리파인 과정이 수행될 수 있다.

상기 리파인 머지 후보와 상기 머지 후보가 동일하지 않은 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다(S1050). 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보를 포함한 상기 머지 후보 리스트를 재정렬(reordering)할 수 있다(S1060).

도 11은 머지 후보에 대한 리파인 과정 및 재정렬 과정을 통하여 도출된 수정된 머지 후보 리스트를 예시적으로 나타낸다.

도 11의 (a)를 참조하면 코스트를 기반으로 머지 후보 Cand1 가 머지 후보 리스트의 첫번째 순서, 머지 후보 Cand0 이 머지 후보 리스트의 두번째 순서, 머지 후보 Cand5 가 머지 후보 리스트의 일곱번째 순서, 머지 후보 Cand6 이 머지 후보 리스트의 다섯번째 순서로 재정렬될 수 있다. 이후, 머지 후보 Cand1 에 대한 리파인먼트가 수행되어 리파인 머지 후보 Cand1r 이 도출될 수 있고, 상기 리파인 머지 후보 Cand1r이 가장 작은 코스트 값을 가지므로 상기 리파인 머지 후보 Cand1r 는 머지 후보 리스트의 첫번째 순서로 재정렬될 수 있다.

도 11의 (b)를 참조하면 코스트를 기반으로 머지 후보 Cand1 가 머지 후보 리스트의 첫번째 순서, 머지 후보 Cand0 이 머지 후보 리스트의 두번째 순서, 머지 후보 Cand5 가 머지 후보 리스트의 일곱번째 순서, 머지 후보 Cand6 이 머지 후보 리스트의 다섯번째 순서로 재정렬될 수 있다. 이후, 인코딩 장치/디코딩 장치는 재정렬된 순서로 상기 머지 후보들에 대한 리파인 과정을 수행할 수 있다. 상술한 내용과 같이 리파인 머지 후보와 상기 리파인 머지 후보의 기준이 되는 머지 후보가 동일한 경우, 상기 리파인 머지 후보는 추가되지 않을 수 있다. 도 11의 (b)를 참조하면 상술한 리파인 과정을 통하여 머지 후보 Cand2 에 대한 리파인먼트가 수행되어 리파인 머지 후보 Cand2r 이 도출될 수 있다. 이 경우, 상기 리파인 머지 후보 Cand2r의 코스트 값을 기준으로 상기 리파인 머지 후보 Cand2r이 재정렬될 수 있다. 도 11의 (b)를 참조하면 상기 리파인 머지 후보 Cand2r 는 머지 후보 리스트의 세번째 순서로 재정렬될 수 있다.

한편, 상기 머지 후보 리스트의 머지 후보의 최대 개수가 7인 경우, 도출된 리파인 머지 후보로 머지 후보 개수가 8개로 구성될 수 있다. 따라서, 총 8개의 머지 후보들 중 하나의 머지 후보가 제거될 수 있다. 예를 들어, 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 제거하는 방안은 다음과 같은 예들이 있을 수 있다.

- 기존 머지 후보 리스트에서의 마지막 순서의 머지 후보

- 템플릿 기반 코스트가 가장 큰 후보 (수정된 머지 후보 리스트에서의 마지막 순서의 머지 후보)

- 리파인 머지 후보에 대한 머지 후보

예를 들어, 상기 머지 후보들 중 기존의 머지 후보 리스트에서의 마지막 순서의 머지 후보가 제거될 수 있다. 도 11의 (a)를 참조하면 상기 현재 블록의 주변 블록들의 움직임 정보를 기반으로 도출된 머지 후보 리스트의 마지막 순서의 머지 후보는 머지 후보 Cand6 이고, 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 상기 머지 후보 Cand6 이 제거될 수 있다.

또한, 다른 예로, 상기 머지 후보들 중 코스트가 가장 큰 머지 후보가 제거될 수 있다. 도 11의 (b)를 참조하면 상기 머지 후보들 중 코스트가 가장 큰 머지 후보는 머지 후보 Cand5 이고, 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 상기 머지 후보 Cand5 이 제거될 수 있다.

또한, 다른 예로, 상기 머지 후보들 중 리파인 머지 후보에 대한 머지 후보가 제거될 수 있다. 즉, 리파인 머지 후보의 기준이 된 머지 후보가 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 후보 Cand1을 기반으로 리파인 머지 후보 Cand1r 이 도출된 경우, 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 상기 머지 후보 Cand1 이 제거될 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 머지 후보 Cand2를 기반으로 리파인 머지 후보 Cand2r 이 도출된 경우, 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 상기 머지 후보 Cand2 가 제거될 수 있다. 한편, 상술한 머지 후보를 제거하는 방법은 머지 후보의 구성 순서나 리파인 머지 후보의 순서 등에 의해 가변적으로 적용될 수 있고, 또는, 머지 후보의 구성 순서나 리파인 머지 후보의 순서 등에 관계없이 동일한 방법으로 유지될 수도 있다.

한편, 리파인 머지 후보가 도출된 경우, 후술하는 내용과 같이 수정된 머지 후보 리스트가 구성될 수도 있다.

도 12는 리파인 머지 후보를 포함하는 수정된 머지 후보 리스트를 구성하는 일 예를 나타낸다. 리파인 머지 후보의 선택률은 리파인 머지 후보의 위치에 따라 달라질 수 있으므로, 상기 리파인 머지 후보의 순서에 따라 다른 수정된 머지 후보 리스트 구성 방법이 고려될 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보가 첫번째 순서의 머지 후보인지 판단할 수 있다(S1200). 상기 리파인 머지 후보가 첫번째 순서의 머지 후보인 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보를 상기 첫번째 순서(S1210), 이외의 머지 후보들을 기존 머지 후보 리스트의 순서로 재정렬하여 수정된 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다(S1220). 상기 리파인 머지 후보가 첫번째 순서의 머지 후보가 아닌 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 수정된 머지 후보 리스트를 유지할 수 있다(S1230).

도 13은 리파인 머지 후보를 포함하는 수정된 머지 후보 리스트를 예시적으로 나타낸다. 도 13의 (a)를 참조하면 코스트를 기반으로 머지 후보 Cand1 가 머지 후보 리스트의 첫번째 순서, 머지 후보 Cand0 이 머지 후보 리스트의 두번째 순서, 머지 후보 Cand5 가 머지 후보 리스트의 일곱번째 순서, 머지 후보 Cand6 이 머지 후보 리스트의 다섯번째 순서로 재정렬될 수 있다. 이후, 머지 후보 Cand1 에 대한 리파인먼트가 수행되어 리파인 머지 후보 Cand1r 이 도출될 수 있고, 상기 리파인 머지 후보 Cand1r이 가장 작은 코스트 값을 가지므로 상기 리파인 머지 후보 Cand1r 는 머지 후보 리스트의 첫번째 순서로 재정렬될 수 있다. 이 경우, 상기 리파인 머지 후보 Cand1r 가 상기 머지 후보 리스트의 첫번째 순서이므로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보 Cand1r 이외의 머지 후보들을 기존 머지 후보 리스트의 순서로 재정렬하여 수정된 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 따라서, 상기 수정된 머지 후보 리스트는 상기 리파인 머지 후보 Cand1r, 머지 후보 Cand0, 머지 후보 Cand1, 머지 후보 Cand2, 머지 후보 Cand3, 머지 후보 Cand4, 머지 후보 Cand5 및 머지 후보 Cand6 순으로 구성될 수 있고, 상기 마지막 순서의 머지 후보 Cand6 이 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거될 수 있다.

도 13의 (b)를 참조하면 코스트를 기반으로 머지 후보 Cand1 가 머지 후보 리스트의 첫번째 순서, 머지 후보 Cand0 이 머지 후보 리스트의 두번째 순서, 머지 후보 Cand5 가 머지 후보 리스트의 일곱번째 순서, 머지 후보 Cand6 이 머지 후보 리스트의 다섯번째 순서로 재정렬될 수 있다. 이후, 인코딩 장치/디코딩 장치는 재정렬된 순서로 상기 머지 후보들에 대한 리파인 과정을 수행할 수 있다. 상술한 내용과 같이 리파인 머지 후보와 상기 리파인 머지 후보의 기준이 되는 머지 후보가 동일한 경우, 상기 리파인 머지 후보는 추가되지 않을 수 있다. 도 13의 (b)를 참조하면 상술한 리파인 과정을 통하여 머지 후보 Cand2 에 대한 리파인먼트가 수행되어 리파인 머지 후보 Cand2r 이 도출될 수 있다. 이 경우, 상기 리파인 머지 후보 Cand2r의 코스트 값을 기준으로 상기 리파인 머지 후보 Cand2r이 재정렬될 수 있다. 도 13의 (b)를 참조하면 상기 리파인 머지 후보 Cand2r 는 머지 후보 리스트의 세번째 순서로 재정렬될 수 있다. 이 경우, 상기 리파인 머지 후보 Cand2r 은 상기 머지 후보 리스트의 첫번째 순서가 아니므로, 상기 리파인 머지 후보 Cand1r 이외의 머지 후보들은 재정렬된 순서로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 수정된 머지 후보 리스트는 머지 후보 cand1, 머지 후보 Cand0, 상기 리파인 머지 후보 Cand2r, 머지 후보 Cand2, 머지 후보 Cand3, 머지 후보 Cand4, 머지 후보 Cand6 및 머지 후보 Cand5 순으로 구성될 수 있고, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 마지막 순서의 머지 후보 Cand5 이 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거될 수 있다.

상술한 실시예는 리파인 머지 후보의 순서에 따라 수정된 머지 후보 리스트의 구성을 달리하는 방법을 기술하였으나, 상술한 실시예와 다르게 템플릿 기반 코스트를 특정 임계값과 비교하여 상기 특정 임계값보다 작은 코스트에 대한 머지 후보는 재정렬된 순서를 유지하고, 상기 특정 임계값보다 큰 코스트에 대한 머지 후보는 기존의 머지 후보 리스트에서의 순서를 유지하는 방안 등의 다양한 구성 방안이 제안될 수 있다. 또한, 도 13의 (b)에서 도시된 것과 같이, 상기 리파인 머지 후보가 코스트가 가장 작지 않은 경우, 즉, 첫번째 순서로 재정렬되지 않은 경우, 상기 리파인 머지 후보의 선택률은 낮을 수 있고, 이에, 상기 리파인 머지 후보를 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제외하고 기존 머지 후보들만으로 상기 수정된 머지 후보 리스트를 구성하는 방안도 제안될 수 있다.

한편, 수정된 머지 후보 리스트에 중복된 움직임 정보가 있는 경우, 이를 제거하여 적은 비트가 할당되도록 하는 방안이 제안될 수 있다.

도 14는 수정된 머지 후보 리스트에 대하여 중복된 움직임 정보를 포함하는 머지 후보를 제거하는 일 예를 나타낸다. 도 14를 참조하면 재정렬된 순서의 머지 후보들로 상기 수정된 머지 후보 리스트가 구성된 경우, 동일한 움직임 정보를 포함하는 머지 후보들은 동일한 템플릿 기반의 코스트를 가질 수 있고, 상기 머지 후보들은 연속된 순서로 재정렬되어 상기 수정된 머지 후보 리스트에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하면 머지 후보 Cand2, 머지 후보 Cand5, 머지 후보 Cand6 는 동일한 움직임 정보를 포함하는 머지 후보들일 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 동일한 움직임 정보를 포함하는 머지 후보가 있는지 체크할 수 있고, 동일한 움직임 정보를 포함하는 머지 후보들이 있는 경우, 상기 머지 후보들 중 가장 앞선 순서의 머지 후보를 제외한 머지 후보는 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거할 수 있다. 동일한 움직임 정보를 포함하는 머지 후보가 있는지 여부를 체크하는 과정은 프루닝 체크(pruning check) 라고 나타낼 수 있다.

상술한 프루닝 체크를 수행함으로써 코딩 효율을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 프루닝 체크는 재정렬된 머지 후보에 대해서만 수행될 수도 있다. 즉, 상기 머지 후보 리스트의 머지 후보들에 대한 재정렬 과정이 수행된 경우, 재정렬된 머지 후보의 움직임 정보에 대해서만 동일한 움직임 정보를 포함하는 머지 후보가 있는지 판단될 수 있다. 이를 통하여, 상기 프루닝 체크 과정은 상기 재정렬된 머지 후보와 상기 재정렬된 머지 후보보다 앞선 순서의 머지 후보와 비교하는 과정만이 수행될 수 있고, 계산 복잡도가 줄어드는 장점이 있다.

또한, 기존 머지 후보 리스트의 머지 후보 순서 그대로 상기 수정된 머지 후보 리스트가 구성되는 경우, 상기 머지 후보들 각각에 대하여 다른 머지 후보 모두와의 프루닝 체크가 수행될 수 있고, 또는, 계산 복잡도를 고려하여 리파인 머지 후보와 상기 리파인 머지 후보 이외의 머지 후보 간의 프루닝 체크 과정만 수행될 수도 있다.

한편, 상술한 프루닝 체크 과정을 통하여 머지 후보가 제거된 경우, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보 개수는 최대 개수보다 작을 수 있다. 이 경우, 새로운 머지 후보를 추가하여 다양한 움직임 정보를 상기 현재 블록에 대한 머지 후보로 사용하는 방안이 제안될 수 있다. 예를 들어, 후술하는 머지 후보를 추가하는 방안이 고려될 수 있다.

예를 들어, 재정렬된 머지 후보들을 기반으로 도출된 머지 후보 combined bi-pred 가 상기 수정된 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 상기 머지 후보 combined bi-pred 는 머지 후보들의 코스트를 기반으로 재정렬된 순서의 머지 후보를 기반으로 도출되므로, 기존의 머지 후보 리스트에 포함된 상기 머지 후보 combined bi-pred 와는 다른 후보로 도출될 수 있다. 또한, 상기 머지 후보 combined bi-pred 를 도출하기 위한 머지 후보에서 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 머지 후보는 제외될 수 있다. 즉, 상기 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 머지 후보를 기반으로 상기 머지 후보 combined bi-pred 가 도출되지 않을 수 있다.

또한, 다른 예로, 영 벡터(Zero vector)가 상기 수정된 머지 후보 리스트에 머지 후보로 추가될 수 있다.

또한, 다른 예로, 리파인 머지 후보를 기반으로 도출된 수정된 머지 후보가 상기 수정된 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 상기 수정된 머지 후보는 후술하는 내용과 같이 도출될 수 있다.

도 15는 상기 리파인 머지 후보를 기반으로 도출되는 수정된 머지 후보가 가리키는 위치를 예시적으로 나타낸다.

예를 들어, 상기 수정된 머지 후보는 다음의 수학식을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서, MV 는 상기 수정된 머지 후보의 움직임 벡터를 나타내고, RefinedMV 는 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터를 나타낸다. DeltaMV는 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터를 기준으로 인티저 펠(Integer Pel) 단위로 +-1의 위치를 나타낸다. 상기 DeltaMV 는 상기 수학식 8 에 도시된 것과 같이 스케일링될 수 있다.

영상 내 개체(object)가 일정한 속도로 움직인다고 가정할 때, L0 움직임 정보와 L1 움직임 정보는 다음과 같이 각 X, Y 좌표의 반대 방향으로 구성될 수 있다.

이를 위해 True-Bi(L0, L1의 참조 픽처가 현재 픽처 기준으로 반대 방향에 있는 경우 True-Bi라고 한다.) 인지 여부로 L0, L1 pair를 결정하는 것이 가능하다.

도 15를 참조하면 상기 scale 을 기반으로 상기 수정된 머지 후보의 움직임 벡터가 가리키는 위치의 범위가 도출될 수 있다. 도 15에 도시된 STEP1 은 1 인티저 펠을 나타낼 수 있고, STEP2는 2 인티저 펠을 나타낼 수 있다. 상기 scale 값을 기반으로 상기 수정된 머지 후보의 움직임 벡터가 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터가 가리키는 위치를 중심으로 1 인티저 펠 범위 이내의 위치를 가리키는 움직임 벡터로 도출되는지, 또는 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터가 가리키는 위치를 중심으로 2 인티저 펠 범위 이내의 위치를 가리키는 움직임 벡터로 도출되는지 결정될 수 있다. 한편, 도 15에 도시된 상기 수정된 머지 후보의 움직임 벡터가 가리키는 위치는 일 예일 뿐이며, 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터를 STEP1..N 으로 변형하는 예나 서브 펠(Sub-Pel) 혹은 쿼터 펠(Quarter-Pel) 단위로 변형하는 예도 제안될 수 있다. 또한, 도 15 는 상기 움직임 벡터의 다이아몬드(Diamond)형의 변형을 도시하고 있지만, 임의의 모양으로의 변형도 가능할 수 있다.

한편, 상기 머지 후보 리스트에 대한 리오더링 및 리파인 과정을 위한 머지 후보의 코스트는 상술한 내용과 같이 템플릿을 기반으로 도출될 수도 있지만, 후술하는 내용과 같이 양방향 정합(Bi-lateral matching) 방법을 통하여 도출될 수도 있다.

도 16은 양방향 정합(Bi-lateral matching) 방법을 통하여 머지 후보의 코스트를 도출하는 일 예를 나타낸다. 도 16을 참조하면 상기 머지 후보의 상기 코스트는 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록 P0 와 상기 머지 후보 의 L1 움직임 정보가 가리키는 참조 블록의 P1 의 대응하는 샘플들간 SAD 로 도출될 수 있다.

한편, 상기 머지 후보가 단예측 움직임 정보를 포함하는 경우, 즉, 상기 머지 후보가 L0 움직임 정보만을 포함하거나 L1 움직임 정보만을 포함하는 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보를 쌍예측 움직임 정보로 도출하고, 도출된 쌍예측 움직임 정보를 기반으로 상기 머지 후보에 대한 코스트를 도출할 수 있다.

도 17은 단예측 움직임 정보를 포함하는 머지 후보에 대한 쌍예측 움직임 정보를 도출하는 일 예를 나타낸다.

구체적으로, 예를 들어, 상기 머지 후보가 L0 움직임 정보를 포함할 수 있고, 상기 L0 움직임 정보를 기반으로 L0 참조 블록이 도출될 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 탐색 범위(search range) 내 참조 블록들 중 상기 L0 움직임 정보의 움직임 벡터 L0(Motion Vector L0, MVL0)가 가리키는 상기 L0 참조 블록과의 코스트가 최소인 참조 블록을 상기 현재 블록의 L1 참조 블록으로 도출할 수 있다. 여기서, 상기 탐색 범위는 상기 움직임 벡터 L0 가 가리키는 위치를 중심으로 1 인티저 펠 범위 내 8개의 주변 위치들로 도출될 수 있다. 또는 상기 탐색 범위는 상기 움직임 벡터 L0 가 가리키는 위치를 중심으로 하프 펠(half pel) 범위 내 주변 위치들로 도출될 수도 있다.

또한, 상기 머지 후보가 L1 움직임 정보를 포함할 수 있고, 상기 L1 움직임 정보를 기반으로 L1 참조 블록이 도출될 수 있다. 이 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 탐색 범위(search range) 내 참조 블록들 중 상기 L1 움직임 정보의 움직임 벡터 L1(Motion Vector L1, MVL1)가 가리키는 상기 L1 참조 블록과의 코스트가 최소인 참조 블록을 상기 현재 블록의 L0 참조 블록으로 도출할 수 있다. 여기서, 상기 탐색 범위는 상기 움직임 벡터 L1 가 가리키는 위치를 중심으로 1 인티저 펠 범위 내 8개의 주변 위치들로 도출될 수 있다. 또는 상기 탐색 범위는 상기 움직임 벡터 L1 가 가리키는 위치를 중심으로 하프 펠(half pel) 범위 내 주변 위치들로 도출될 수도 있다. 상기 탐색 범위 및 상기 주변 위치들의 개수는 상술한 예와 달라질 수도 있다.

한편, 상기 머지 후보의 코스트를 위하여 도출된 상기 머지 후보에 대한 쌍예측 움직임 정보는 머지 후보 리스트의 재정렬 과정 및/또는 머지 후보 리스트의 머지 후보 추가를 위하여 사용될 수도 있다. 또한, 상기 쌍예측 움직임 정보를 도출하기 위한 상기 코스트와 상기 머지 후보 리스트의 재정렬 과정에서의 코스트는 서로 다른 방식을 통하여 도출될 수도 있다. 예를 들어, 상기 쌍예측 움직임 정보를 도출하기 위한 코스트는 상술한 양방향 정합 매칭 방법을 통하여 도출될 수 있고, 상기 재정렬 과정을 위한 상기 머지 후보에 대한 코스트는 상술한 템플릿 매칭 방법을 통하여 도출될 수 있다.

한편, 상기 머지 후보에 대한 코스트를 템플릿을 통하여 도출하지 않고, DMVR(Decoder side Motion Vector Refinement, DMVR)을 통하여 도출된 코스트를 기반으로 상술한 리파인 과정이 수행될 수 있다. 상기 DMVR 에 대한 구체적인 내용은 후술하는 바와 같다.

도 18은 DMVR 통하여 상기 머지 후보에 대한 리파인 과정을 수행하는 일 예를 나타낸다. 도 18을 참조하면 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보에 포함된 L0 움직임 정보가 가리키는 L0 참조 블록과 L1 움직임 정보가 가리키는 L1 참조 블록을 도출할 수 있고, 상기 L0 참조 블록의 주변 영역에 포함된 L0 참조 블록들과 상기 L1 참조 블록의 주변 영역에 포함된 L1 참조 블록들 중 가장 작은 SAD 를 갖는 리파인 L0 참조 블록 및 리파인 L1 참조 블록을 도출할 수 있다. 상기 리파인 L0 참조 블록을 가리키는 리파인 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 참조 블록을 가리키는 리파인 L1 움직임 정보는 리파인 머지 후보로 도출될 수 있다. 즉, 상기 리파인 머지 후보는 상기 리파인 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. 상기 DMVR 을 통한 리파인 과정은 현재 블록의 어느 머지 후보에 대해서도 적용될 수 있다. 또한, 상기 머지 후보 리스트의 재정렬 과정에서의 코스트는 상기 DMVR 을 통한 도출 방식과 다른 방식으로 도출될 수도 있다. 예를 들어, 상기 재정렬 과정을 위한 상기 머지 후보에 대한 코스트는 상술한 양방향 매칭 방법을 통하여 도출될 수 있고, 상기 리파인 과정은 상기 DMVR 을 통하여 수행될 수 있다.

도 19는 양방향 정합 매칭 방법을 통하여 상기 머지 후보 리스트를 재정렬하고, DMVR을 통하여 도출된 리파인 머지 후보를 포함한 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 일 예를 나타낸다.

예를 들어, 상술한 양방향 정합 매칭 방법을 통하여 상기 현재 블록의 머지 후보들에 대한 코스트들이 도출될 수 있고, 상기 머지 후보에 대한 코스트를 기반으로 머지 후보 리스트가 재정렬되어 상기 현재 블록을 위한 최적의 머지 후보에 대한 머지 인덱스가 작은 값으로 할당될 수 있다. 도 19를 참조하면 머지 후보 B1의 코스트가 머지 후보들의 코스트들 중 가장 작을 수 있고, 머지 후보 B0의 코스트가 머지 후보 A1의 코스트보다 작을 수 있다. 또한, 머지 후보 Combined Bi-pred 의 코스트가 머지 후보 ATMVP-Ext 의 코스트보다 작을 수 있다. 이 경우, 상기 머지 후보 리스트 내 상기 머지 후보 B1의 순서가 첫번째 순서, 상기 머지 후보 리스트 내 상기 머지 후보 B0의 순서가 두번째 순서, 상기 머지 후보 리스트 내 상기 머지 후보 A1의 순서가 세번째 순서로 재정렬될 수 있다. 상기 머지 후보 Combined Bi-pred 의 순서가 상기 머지 후보 ATMVP-Ext 의 순서보다 앞선 순서로 재정렬될 수 있다. 상기 머지 후보에 대한 코스트를 기반으로 머지 후보 리스트가 재정렬되므로 상기 현재 블록을 위한 최적의 머지 후보에 대한 머지 인덱스가 작은 값으로 할당될 수 있다.

또한, 최적의 후보, 즉, 머지 인덱스가 작은 값으로 재정렬된 머지 후보를 기준으로 리파인먼트(refinement)하여 도출된 리파인 움직임 벡터를 포함하는 움직임 정보를 머지 후보로 추가될 수 있고, 이를 통하여 정확도가 높은 새로운 후보가 상기 현재 블록의 예측에 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 19를 참조하면 첫번째 순서로 재정렬된 머지 후보 B1 에 대한 리파인먼트가 수행되어 리파인 머지 후보 Refined B1 이 도출될 수 있다. 상기 머지 후보 B1 에 대한 리파인먼트는 상술한 DMVR 을 통하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 상기 머지 후보 B1 의 L0 움직임 정보가 가리키는 L0 참조 블록과 상기 머지 후보 B1 의 L1 움직임 정보가 가리키는 L1 참조 블록이 도출될 수 있고, 상기 L0 참조 블록의 주변 영역에 포함된 L0 참조 블록들과 상기 L1 참조 블록의 주변 영역에 포함된 L1 참조 블록들 중 가장 작은 SAD 를 갖는 리파인 L0 참조 블록 및 리파인 L1 참조 블록이 도출될 수 있다. 상기 리파인 L0 참조 블록을 가리키는 리파인 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 참조 블록을 가리키는 리파인 L1 움직임 정보는 리파인 머지 후보 Refined B1로 도출될 수 있다. 즉, 상기 리파인 머지 후보 Refined B1는 상기 리파인 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다.

상기 리파인 머지 후보 Refined B1의 순서는 첫번째 순서로 재정렬될 수 있다. 한편, 상기 리파인 머지 후보 Refined B1 이 상기 머지 후보 리스트에 추가되는 경우, 상기 머지 후보의 개수가 최대 개수보다 많아지므로 임의의 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에서 제외될 수 있다. 예를 들어, 상기 조합을 통하여 생성된 움직임 정보의 정확도는 낮아지므로 머지 후보 Combined Bi-pred 는 상기 현재 블록의 상기 머지 후보 리스트에서 제외될 수 있다.

한편, 상술한 템플릿 매칭 방법 또는 양방향 매칭 방법을 통하여 도출된 리파인 머지 후보가 포함된 머지 후보 리스트에 대하여 상기 DMVR 을 통한 리파인 과정이 수행되는 경우, 상기 리파인 머지 후보가 상기 DMVR 을 통하여 다시 리파인되는 경우가 발생될 수 있다. 상기 리파인 머지 후보에 대하여 상기 DMVR 이 수행되는 경우, 잘못된 움직임 정보가 도출될 수 있다. 따라서, 상술한 템플릿 매칭 방법 또는 양방향 매칭 방법을 통하여 도출된 리파인 머지 후보에 대해서는 상기 DMVR 을 수행하지 않는 방안이 제안될 수 있다.

도 20은 리파인 머지 후보를 포함하는 머지 후보 리스트에 대한 DMVR을 수행하는 방안을 예시적으로 나타낸다. 도 20을 참조하면 인코딩 장치/디코딩 장치는 해당 머지 후보에 대하여 DMVR 이 수행되는지 여부를 체크할 수 있다(S2000). 인코딩 장치/디코딩 장치는 해당 머지 후보의 움직임 정보가 리파인 움직임 정보인지 판단할 수 있다(S2010). 해당 머지 후보의 움직임 정보가 리파인 움직임 정보인 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 해당 머지 후보를 포함한 상기 머지 후보 리스트를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S2020).

한편, 해당 머지 후보의 움직임 정보가 리파인 움직임 정보가 아닌 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상술한 DMVR 을 통하여 해당 머지 후보에 대한 리파인 과정을 수행할 수 있다(S2030). 구체적으로, 인코딩 장치/디코딩 장치는 해당 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 L0 참조 블록과 해당 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 L1 참조 블록을 도출할 수 있고, 상기 L0 참조 블록의 주변 영역에 포함된 L0 참조 블록들과 상기 L1 참조 블록의 주변 영역에 포함된 L1 참조 블록들 중 가장 작은 SAD 를 갖는 리파인 L0 참조 블록 및 리파인 L1 참조 블록을 도출할 수 있다. 상기 리파인 L0 참조 블록을 가리키는 리파인 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 참조 블록을 가리키는 리파인 L1 움직임 정보는 리파인 머지 후보로 도출될 수 있다. 즉, 상기 리파인 머지 후보는 상기 리파인 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보를 포함한 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S2040).

한편, 상술한 실시예들과 같이 현재 블록의 머지 후보 리스트가 재정렬되고, 재정렬된 머지 후보 리스트에 대하여 리파인 과정이 수행될 수 있지만, 상기 머지 후보 리스트에 대한 리파인 과정이 먼저 수행될 수도 있다.

도 21은 리파인 과정을 수행하여 리파인 머지 후보를 도출하고, 상기 리파인 머지 후보를 포함한 머지 후보들을 재정렬하는 일 예를 나타낸다. 도 21을 참조하면 인코딩 장치/디코딩 장치는 상술한 DMVR 을 통하여 머지 후보 A1, 머지 후보 B1, 머지 후보 B0, 머지 후보 A0, 머지 후보 Combined Bi-pred 에 대한 리파인 머지 후보들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 DMVR 을 통하여 머지 후보 A1에 대한 리파인 머지 후보 A1', 머지 후보 B1 에 대한 리파인 머지 후보 B1', 머지 후보 B0 에 대한 리파인 머지 후보 B0', 머지 후보 A0 에 대한 리파인 머지 후보 A0', 머지 후보 Combined Bi-pred 에 대한 리파인 머지 후보 Combined Bi-pred'를 도출할 수 있다. 상기 머지 후보들 중 서브 블록 단위의 움직임 정보를 포함하는 머지 후보 ATMVP 및 머지 후보 ATMVP-Ext 에 대한 리파인 과정은 수행되지 않을 수 있다. 한편, 도 21에 도시된 상기 리파인 머지 후보가 도출되는 머지 후보는 일 예로, 상기 리파인 머지 후보가 도출되는 머지 후보의 개수 및 종류는 다양하게 설정될 수 있다.

도 21을 참조하면 상기 리파인 머지 후보들이 도출된 경우, 상기 리파인 머지 후보들에 대한 머지 후보들은 상기 리파인 머지 후보들로 대체될 수 있다. 이 후, 상기 리파인 머지 후보들을 포함하는 머지 후보들에 대한 코스트가 도출될 수 있고, 상기 코스트를 기반으로 상기 머지 후보들은 재정렬될 수 있다. 상기 머지 후보들 각각에 대한 코스트는 현재 블록의 템플릿과 해당 머지 후보에 대한 참조 블록의 템플릿을 기반으로 도출될 수 있다(템플릿 매칭 방법). 또는, 상기 머지 후보들 각각에 대한 코스트는 해당 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 L0 참조 블록과 L1 움직임 정보가 가리키는 L1 참조 블록을 기반으로 도출될 수 있다(양방향 정합 매칭 방법).

한편, 영상 내에 광원이나 그림자가 존재하는 경우, 그 영향을 받는 영역에 국지적(local) 조도 변화가 발생한다. 이 경우 블록 내 객체에 대한 예측을 수행함에 있어서, 현재 픽처의 현재 블록과 참조 픽처의 참조 블록 간의 조도의 차이로 인하여 예측의 성능이 감소된다. 이는 비디오 인코딩/디코딩 과정에서 사용되는 일반적인 움직임 추정(estimation)/보상(compensation) 알고리즘에 따르면 이러한 국지적 조도 변화를 보상하지 못하기 때문이다. 반면에, 이러한 국지적 조도 변화를 보상하는 경우, 보다 정확한 예측을 수행할 수 있다.

구체적으로, 조도 보상을 적용하여 보상된 참조 블록을 기반으로 현재 블록을 예측하여 예측의 효율을 높일 수 있으며, 이 경우 예측된 현재 블록과 원본 블록 간의 레지듀얼이 감소되어, 레지듀얼 신호에 할당되는 데이터가 줄어들고 코딩 효율이 향상될 수 있다. 이와 같이 참조 블록에 조도를 보상하여 예측의 효율을 높이는 방법은 국지적 조도 보상(location illumination compensation, LIC)라고 불릴 수 있다. LIC는 IC(illumination compensation)와 혼용될 수도 있다.

LIC를 위한 부가 정보로서, LIC 의 적용 여부를 나타내기 위한 LIC 플래그, 및 LIC 를 적용하기 위한 LIC 파라미터가 사용될 수 있다. LIC 파라미터는 후술하는 바와 같이 스케일링 펙터(scaling factor) a 및 오프셋(offset) b를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 LIC 플래그의 값이 1 인 경우(즉, 상기 LIC 플래그의 값이 '참(true)'인 경우), 상기 LIC 플래그는 현재 블록에 LIC 가 적용됨을 나타낼 수 있고, 상기 LIC 플래그의 값이 0 인 경우(즉, 상기 LIC 플래그의 값이 '거짓(false)'인 경우), 상기 LIC 플래그는 현재 블록에 LIC 가 적용되지 않음을 나타낼 수 있다.

LIC 의 효율을 높이기 위하여는, LIC 를 위한 부가 정보를 최소화하면서 예측 성능을 높이는 것이 중요하다. 예를 들어, 부가 정보를 최소화하기 위하여 특정 사이즈의 CU나 2Nx2N의 파티션 타입을 갖는 PU에 대하여 제한적으로 적용하는 것과 같이 블록 사이즈 또는 파티션 타입을 고려하여 LIC 적용 여부를 결정할 수도 있다. 또한, 상술한 바와 같이 QTBT 구조가 사용되는 경우, CU, PU, TU의 구분 없이 다양한 사이즈의 CU가 사용될 수 있음에 따라, 해당 구조에 적합하도록 LIC 를 적용하여 예측의 정확도를 높일 수 있다.

LIC 는 선형 모델을 기반으로 하며, 예를 들어 다음과 같은 수학식에 기반할 수 있다.

여기서, LIC 파라미터인 a 및 b는 각각 스케일링 펙터 및 오프셋을 나타내며, x 및 y는 각각 LIC 파라미터를 도출하기 위하여 사용되는 참조 블록의 주변 참조 샘플 값 및 현재 블록의 주변 참조 샘플 값을 나타낸다. 또는 x 및 y는 각각 LIC 파라미터를 도출하기 위하여 사용되는 참조 블록 내의 참조 샘플 값 및 현재 블록에 대응하는 원본(original) 픽처 내 원본 블록의 샘플 값을 나타낼 수도 있다. 상기 참조 블록은 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 기반으로 지시될 수 있다. 상기 LIC 파라미터 도출 과정에서는 상기 수학식의 양 변의 차이를 에러(E)로 볼 수 있으며, 상기 에러를 최소화 시켜주는 조건을 만족하는 LIC 파라미터 a, b를 구하여, 상기 참조 블록에 적용할 수 있다. 즉, LIC 파라미터가 도출된 후에는, 상기 참조 블록의 참조 샘플들에 샘플 단위로 스케일링 펙터 및 오프셋을 적용하여 수정된 (조도 보상된) 참조 샘플들을 도출할 수 있다.

상기 수학식 9에서 구하고자 하는 LIC 파라미터 a, b는 결국 양변의 에러를 최소화 하는 값이므로, LIC 파라미터를 구하기 위한 수학식은 다음과 같이 나타내어질 수 있다.

여기서, E(a, b)는 에러를 최소화하는 a, b 값을 나타내며, 여기서 i는 각 샘플의 인덱싱, λ(람다)는 제어 파라미터(control parameter)를 나타낸다. 상기 λ는 미리 정해질 수 있고, 또는 예를 들어, x를 기반으로 도출될 수 있다. 일 예로,

와 같이 도출될 수 있고, 다른 예로 λ가 0으로 설정되어 상기 수학식 10의 후단은 생략될 수도 있다. 이는 후술하는 수학식들에서도 마찬가지이다.

상기 수학식 10을 정리하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.

상기 수학식 11을 기반으로 상기 IC 파라미터 a, b는 다음과 같이 도출될 수 있다.

상기 수학식 12에서 N은 정규화 파라미터(normalization parameter)를 나타낸다. 여기서 N은 상기 수학식 11의

부분으로부터 도출될 수 있다. 예를 들어, N은 현재 블록(또는 참조 블록)의 사이즈를 기반으로 결정될 수 있으며, 예를 들어, 해당 블록의 너비*넓이 또는 너비+넓이와 같은 값이 될 수 있다. 또는 해당 블록의 너비 또는 넓이 + n과 같은 값 등이 될 수도 있다.

한편, 머지 후보는 LIC 플래그를 포함할 수 있고, 상기 머지 후보의 LIC 플래그는 기설정된 규칙에 의하여 생성될 수 있다. 상기 머지 후보의 LIC 플래그는 상기 머지 후보에 대한 주변 블록의 LIC 플래그와 동일하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 공간적 머지 후보의 경우, 상기 공간적 머지 후보에 대한 공간적 머지 후보 블록의 LIC 플래그와 동일한 값의 LIC 플래그를 포함할 수 있다.

한편, 리파인 과정을 통하여 도출된 리파인 머지 후보의 LIC 플래그는 상기 리파인 머지 후보를 도출하기 위하여 참조된 머지 후보의 LIC 플래그와 동일하게 설정될 수 있다. 또한, 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터와 상기 머지 후보의 움직임 벡터가 동일한 경우에는 상기 리파인 머지 후보는 머지 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다.

또는, 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 도출된 머지 후보들 중 적어도 하나 이상의 LIC 플래그의 값이 '참(TRUE)'인 머지 후보가 포함된 경우, 머지 후보의 LIC 플래그와 반대의 값을 갖는 LIC 플래그를 포함하는 리파인 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 즉, 머지 후보들 중 적어도 하나 이상의 LIC 플래그의 값이 '참(TRUE)'인 머지 후보가 포함된 경우, 머지 후보의 움직임 벡터와 동일한 움직임 벡터 및 상기 머지 후보의 LIC 플래그와 반대의 값을 갖는 LIC 플래그를 포함하는 리파인 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 또한, 상기 머지 후보의 LIC 플래그와 반대의 값을 갖는 LIC 플래그를 포함하는 리파인 머지 후보의 도출 여부는 LIC 플래그의 값이 '참'인 머지 후보의 수를 기반으로 결정될 수도 있다. 예를 들어, LIC 플래그의 값이 '참'인 머지 후보의 수가 2개 이상인 경우, 상기 머지 후보의 LIC 플래그와 반대의 값을 갖는 LIC 플래그를 포함하는 리파인 머지 후보가 도출될 수 있다. 또한, 상술한 템플릿 매칭 방법, 양방향 정합 매칭 방법 및/또는 DMVR을 통하여 도출된 코스트는 특정 조건을 기반으로 상기 LIC 를 위한 웨이팅 펙터(weighting factor)로 제어될 수 있고, 상기 특정 조건을 기반으로 참'으로 설정된 LIC 플래그를 포함하는 머지 후보의 수가 결정될 수 있다.

도 22는 LIC 플래그를 포함하는 리파인 머지 후보를 머지 후보 리스트에 추가하는 일 예를 나타낸다. 도 22를 참조하면 인코딩 장치/디코딩 장치는 현재 블록의 머지 후보 리스트의 머지 후보들을 재정렬할 수 있다(S2200). 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 머지 후보들의 코스트들을 도출할 수 있고, 코스트가 작은 순으로 상기 머지 후보들을 재정렬할 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 특정 머지 후보에 대한 리파인먼트를 수행할 수 있다(S2210). 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 특정 머지 후보에 대한 리파인 머지 후보를 도출할 수 있다.

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터와 상기 특정 머지 후보의 움직임 벡터가 동일한지 판단할 수 있다(S2220).

상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터와 상기 특정 머지 후보의 움직임 벡터가 동일한 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보의 LIC 플래그를 상기 특정 LIC 플래그와 반대의 값으로 설정할 수 있다(S2230).

인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보를 상기 현재 블록의 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다(S2240). 한편, 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터와 상기 특정 머지 후보의 움직임 벡터가 동일하지 않은 경우, 인코딩 장치/디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보를 상기 현재 블록의 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.

도 23은 본 발명에 따른 인코딩 장치에 의한 비디오 인코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 23에서 개시된 방법은 도 1에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 23의 S2300 내지 S2340은 상기 인코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있고, S2350은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다.

인코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성한다(S2300). 인코딩 장치는 상기 주변 블록의 움직임 정보를 머지 후보로 도출할 수 있고, 상기 머지 후보를 포함한 상기 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 주변 블록의 움직임 정보를 조합하여 도출된 움직임 정보를 상기 현재 블록의 머지 후보로 도출할 수 있고, 상기 머지 후보를 포함한 상기 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다. 상기 공간적 주변 블록은 상기 현재 블록의 좌측 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 주변 블록, 좌하측 주변 블록, 우상측 주변 블록을 포함할 수 있고, 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록의 우하측 위치 또는 중심 위치에 대응하는 참조 픽처 내 위치를 포함하는 동일 위치 블록 및 상기 현재 블록의 특정 주변 블록의 움직임 정보가 가리키는 동일 위치 블록을 포함할 수 있다. 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 좌측 주변 블록은 (-1, H-1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 상측 주변 블록은 (W-1, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 우상측 주변 블록은 (W, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 좌하측 주변 블록은 (-1, H) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 좌상측 주변 블록은 (-1, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록일 수 있다.

또한, 인코딩 장치는 상기 주변 블록을 기반으로 최대 후보 개수의 머지 후보들을 포함한 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 최대 후보 개수는 7개일 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 머지 후보 리스트는 상술한 표 1의 순서로 구성될 수 있다.

한편, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 AMVP(adaptive motion vector prediction) 모드 중 어느 하나의 모드가 적용되는지 결정할 수 있고, 상기 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 생성할 수 있다. 상기 인터 예측에 대한 정보는 상기 현재 블록에 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 AMVP(adaptive motion vector prediction) 모드 중 어느 하나의 모드가 적용되는지 나타낼 수 있다.

인코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출한다(S2310). 인코딩 장치는 상기 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출할 수 있다.

예를 들어, 머지 후보의 코스트는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 머지 후보의 템플릿과의 SAD(Sum of Absolute Difference) 로 도출될 수 있다. 즉, 상기 코스트는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 머지 후보의 템플릿의 대응하는 샘플들간 차이의 절대값의 합(Sum of Absolute Difference, SAD)으로 도출될 수 있다. 상기 코스트는 상술한 수학식 1을 기반으로 도출될 수 있다.

여기서, 상기 현재 블록의 템플릿은 상측 템플릿 및 좌측 템플릿을 포함할 수 있고, 상기 코스트는 상측 코스트 및 좌측 코스트의 합으로 도출될 수 있다. 상기 상측 코스트는 상기 현재 블록의 상측 템플릿과 상기 머지 후보의 상측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있고, 상기 좌측 코스트는 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과 상기 머지 후보의 좌측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있다. 또는, 상기 상측 코스트는 상기 현재 블록의 상측 템플릿과 상기 머지 후보의 상측 템플릿과의 SAD 를 상기 상측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있고, 상기 좌측 코스트는 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과 상기 머지 후보의 좌측 템플릿과의 SAD 를 상기 좌측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있다. 상기 좌측 코스트 및 상기 상측 코스트는 상술한 수학식 5를 기반으로 도출될 수 있다. 또는, 상기 상측 코스트는 상기 현재 블록의 상측 템플릿과 상기 머지 후보의 상측 템플릿과의 SAD 를 업스케일링하고, 상기 업스케일링된 SAD를 상기 상측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있고, 상기 좌측 코스트는 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과 상기 머지 후보의 좌측 템플릿과의 SAD 를 를 업스케일링하고, 상기 업스케일링된 SAD를 상기 좌측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있다. 상기 좌측 코스트 및 상기 상측 코스트는 상술한 수학식 6을 기반으로 도출될 수 있다.

상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 여기서, 상기 n은 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보가 나타내는 값을 나타낼 수 있다. 인코딩 장치는 상기 템플릿에 대한 사이즈를 결정할 수 있고, 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보를 생성할 수 있다.

또는, 상기 현재 블록의 템플릿은 상기 머지 후보에 대한 주변 블록에 따라 가변적일 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (-n, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, (n+W-1)xn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 또한, 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, -n) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nx(n+H-1) 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보 및 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보 이외의 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 여기서, 상기 n은 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보가 나타내는 값을 나타낼 수 있다. 인코딩 장치는 상기 템플릿에 대한 사이즈를 결정할 수 있고, 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보를 생성할 수 있다.

한편, 다른 예로, 머지 후보의 코스트는 상기 머지 후보의 L0 참조 블록과 상기 머지 후보의 L1 참조 블록과의 SAD(Sum of Absolute Difference) 로 도출될 수 있다. 즉, 상기 코스트는 상기 L0 참조 블록과 상기 L1 참조 블록의 대응하는 샘플들간 차이의 절대값의 합(Sum of Absolute Difference, SAD)으로 도출될 수 있다. 여기서, 상기 L0 참조 블록은 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록이고, 상기 L1 참조 블록은 상기 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 참조 블록일 수 있다.

한편, 상기 머지 후보가 L0 움직임 정보를 포함하는 단예측 움직임 정보인 경우, 탐색 범위(search range) 내 참조 블록들 중 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 상기 L0 참조 블록과의 코스트가 최소인 참조 블록을 가리키는 움직임 정보가 L1 움직임 정보로 도출될 수 있다. 이 후, 상기 머지 후보의 코스트는 상기 L0 참조 블록과 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 상기 L1 참조 블록과의 코스트로 도출될 수 있다. 여기서, 상기 탐색 범위는 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위일 수 있다. 또한, 상술한 예시들 이외의 범위로 상기 탐색 범위가 설정될 수도 있다.

또한, 상기 머지 후보가 L1 움직임 정보를 포함하는 단예측 움직임 정보인 경우, 탐색 범위(search range) 내 참조 블록들 중 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 상기 L1 참조 블록과의 코스트가 최소인 참조 블록을 가리키는 움직임 정보가 L0 움직임 정보로 도출될 수 있다. 이 후, 상기 머지 후보의 코스트는 상기 L1 참조 블록과 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 상기 L0 참조 블록과의 코스트로 도출될 수 있다. 여기서, 상기 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위일 수 있다. 또한, 상술한 예시들 이외의 범위로 상기 탐색 범위가 설정될 수도 있다.

인코딩 장치는 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출한다(S2320).

예를 들어, 인코딩 장치는 상기 머지 후보들을 코스트가 작은 순으로 재정렬하여 재정렬된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있고, 상기 머지 후보들 중 특정 머지 후보를 기반으로 리파인 머지 후보를 도출할 수 있고, 상기 리파인 머지 후보를 상기 재정렬된 머지 후보 리스트에 추가하여 상기 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다.

또는, 인코딩 장치는 상기 머지 후보들을 코스트가 작은 순으로 재정렬하여 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다. 또는, 인코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 상기 머지 후보들 중 특정 머지 후보를 기반으로 리파인 머지 후보를 도출할 수 있고, 상기 리파인 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가하여 상기 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다.

한편, 상기 머지 후보들이 재정렬된 순서로 상기 특정 머지 후보로 도출될 수 있다. 또는, 상기 머지 후보들 중 코스트가 가장 작은 머지 후보가 상기 특정 머지 후보로 도출될 수 있다.

구체적으로, 상기 리파인 머지 후보는 다음과 같이 도출될 수 있다.

일 예로, 인코딩 장치는 탐색 범위 내 참조 블록들의 템플릿들 중 상기 현재 블록의 템플릿과의 코스트가 가장 작은 템플릿을 도출할 수 있고, 상기 도출된 템플릿의 참조 블록을 가리키는 움직임 정보를 상기 리파인 머지 후보로 도출할 수 있다. 여기서, 상기 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보가 나타내는 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위일 수 있다. 또한, 상술한 예시들 이외의 범위로 상기 탐색 범위가 설정될 수도 있다.

다른 예로, 인코딩 장치는 L0 탐색 범위 내 L0 참조 블록들과 L1 탐색 범위 내 L1 참조 블록들 중 가장 작은 SAD 를 갖는 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록을 리파인 L0 참조 블록 및 리파인 L1 참조 블록으로 도출할 수 있고, 상기 리파인 L0 참조 블록을 가리키는 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 참조 블록을 가리키는 L1 움직임 정보를 리파인 머지 후보로 도출할 수 있다. 여기서, 상기 L0 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위이고, 상기 L1 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 L0 탐색 범위는 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위이고, 상기 L1 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 L0 탐색 범위는 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위이고, 상기 L1 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위일 수 있다. 또한, 상술한 예시들 이외의 범위로 상기 탐색 범위가 설정될 수도 있다.

다른 예로, 상기 리파인 머지 후보는 상기 특정 머지 후보의 LIC(location illumination compensation) 플래그의 값과 반대의 값을 갖는 LIC 플래그를 포함하는 머지 후보로 도출될 수 있다. 상기 LIC 플래그는 상기 현재 블록의 LIC 적용 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 머지 후보의 상기 LIC 플래그의 값이 1인 경우, 상기 리파인 머지 후보는 값이 0 인 LIC 플래그를 포함할 수 있다. 상기 특정 머지 후보의 상기 LIC 플래그의 값이 0인 경우, 상기 리파인 머지 후보는 값이 1 인 LIC 플래그를 포함할 수 있다.

상기 리파인 머지 후보는 상기 특정 머지 후보에 선행하는 순서로 상기 수정된 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 한편, 상기 수정된 머지 후보 리스트에 상기 리파인 머지 후보가 추가된 경우, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들은 재정렬될 수도 있다. 예를 들어, 상기 리파인 머지 후보가 상기 수정된 머지 후보 리스트의 첫번째 순서의 머지 후보인 경우, 상기 리파인 머지 후보 이외의 머지 후보들은 상기 머지 후보 리스트의 순서로 재정렬될 수 있다.

한편, 인코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보가 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 머지 후보가 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는 경우, 상기 머지 후보는 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거될 수 있다. 인코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트의 모든 머지 후보들에 대하여 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 인코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보에 대하여 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 인코딩 장치는 재정렬된 머지 후보에 대하여 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 재정렬된 머지 후보는 상기 머지 후보 리스트에서의 순서와 상기 재정렬된 머지 후보 리스트에서의 순서가 다른 머지 후보일 수 있다.

한편, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 큰 경우, 가장 큰 코스트에 대한 머지 후보는 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거될 수 있다. 또는, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 큰 경우, 상기 머지 후보 리스트의 마지막 순서의 머지 후보는 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거될 수 있다. 또는, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 큰 경우, 상기 리파인 머지 후보에 대한 상기 특정 머지 후보는 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거될 수 있다.

한편, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우, 상기 머지 후보 리스트의 순서와 다른 순서로 재정렬된 머지 후보를 기반으로 도출된 머지 후보가 상기 수정된 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 또는, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우, 영 벡터(zero vector)를 나타내는 머지 후보가 상기 수정된 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 또는, 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우, 상기 리파인 머지 후보를 기반으로 도출된 수정된(modified) 머지 후보가 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 추가될 수 있다. 상기 수정된 머지 후보의 움직임 벡터는 상기 리파인 머지 후보의 움직임 벡터와 델타 움직임 벡터(delta motion vector)의 합으로 도출될 수 있다. 상기 수정된 머지 후보의 움직임 벡터는 상술한 수학식 8을 기반으로 도출될 수 있다.

인코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S2330). 인코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있고, 상기 선택된 머지 후보가 나타내는 움직임 정보를 상기 현재 블록의 움직임 정보로 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스(merge index)를 생성할 수 있다. 상기 머지 인덱스는 상기 인터 예측에 대한 정보에 포함될 수 있다.

인코딩 장치는 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행한다(S2340). 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 블록이 도출될 수 있고, 상기 예측 블록을 기반으로 복원 블록이 도출될 수 있다. 구체적으로, 인코딩 장치는 상기 움직임 정보를 기반으로 참조 픽처 내 참조 블록을 도출할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 참조 픽처 리스트의 참조 픽처들 중 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처를 상기 현재 블록의 참조 픽처로 도출할 수 있고, 상기 참조 픽처 내 상기 움직임 벡터가 가리키는 블록을 상기 현재 블록의 참조 블록으로 도출할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 참조 블록을 기반으로 예측 샘플을 생성할 수 있다.

또한, 인코딩 장치는 원본 샘플과 상기 생성된 예측 샘플을 기반으로 레지듀얼(residual) 샘플을 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 상기 레지듀얼에 관한 정보를 생성할 수 있다. 상기 레지듀얼에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수들을 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 상기 복원 샘플을 도출할 수 있다. 즉, 인코딩 장치는 상기 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 더하여 상기 복원 샘플을 도출할 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 레지듀얼에 관한 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.

인코딩 장치는 상기 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 인코딩한다(S2350). 상기 현재 블록에 머지 모드가 적용된 경우, 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하기 위하여 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스를 생성할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 머지 인덱스를 인코딩하여 출력할 수 있다. 상기 머지 인덱스는 상기 인터 예측에 대한 정보에 포함될 수 있다. 또한, 인코딩 장치는 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 상기 레지듀얼에 관한 정보를 생성할 수 있다. 상기 레지듀얼에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수들을 포함할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 레지듀얼에 관한 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.

도 24는 본 발명에 따른 영상 인코딩 방법을 수행하는 인코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 23에서 개시된 방법은 도 24에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 24의 상기 인코딩 장치의 예측부는 도 23의 S2300 내지 S2340을 수행할 수 있고, 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부는 도 23의 S2350을 수행할 수 있다.

도 25는 본 발명에 따른 디코딩 장치에 의한 영상 디코딩 방법을 개략적으로 나타낸다. 도 25에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 25의 S2500 내지 S2540은 상기 디코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다.

디코딩 장치는 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성한다(S2500). 디코딩 장치는 상기 주변 블록의 움직임 정보를 머지 후보로 도출할 수 있고, 상기 머지 후보를 포함한 상기 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 디코딩 장치는 상기 주변 블록의 움직임 정보를 조합하여 도출된 움직임 정보를 상기 현재 블록의 머지 후보로 도출할 수 있고, 상기 머지 후보를 포함한 상기 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 여기서, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다. 상기 공간적 주변 블록은 상기 현재 블록의 좌측 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 주변 블록, 좌하측 주변 블록, 우상측 주변 블록을 포함할 수 있고, 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록의 우하측 위치 또는 중심 위치에 대응하는 참조 픽처 내 위치를 포함하는 동일 위치 블록 및 상기 현재 블록의 특정 주변 블록의 움직임 정보가 가리키는 동일 위치 블록을 포함할 수 있다. 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 좌측 주변 블록은 (-1, H-1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 상측 주변 블록은 (W-1, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 우상측 주변 블록은 (W, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 좌하측 주변 블록은 (-1, H) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록이고, 상기 좌상측 주변 블록은 (-1, -1) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하는 블록일 수 있다.

또한, 디코딩 장치는 상기 주변 블록을 기반으로 최대 후보 개수의 머지 후보들을 포함한 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 최대 후보 개수는 7개일 수 있다. 또한, 예를 들어, 상기 머지 후보 리스트는 상술한 표 1의 순서로 구성될 수 있다.

한편, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 획득할 수 있다. 상기 인터 예측에 대한 정보는 상기 현재 블록에 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 AMVP(adaptive motion vector prediction) 모드 중 어느 하나의 모드가 적용되는지 나타낼 수 있다. 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 상기 머지 후보 리스트를 구성할 수 있고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스(merge index)를 획득할 수 있다.

디코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출한다(S2510). 디코딩 장치는 상기 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출할 수 있다.

여기서, 상기 현재 블록의 템플릿은 상측 템플릿 및 좌측 템플릿을 포함할 수 있고, 상기 코스트는 상측 코스트 및 좌측 코스트의 합으로 도출될 수 있다. 상기 상측 코스트는 상기 현재 블록의 상측 템플릿과 상기 머지 후보의 상측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있고, 상기 좌측 코스트는 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과 상기 머지 후보의 좌측 템플릿과의 SAD 로 도출될 수 있다. 또는, 상기 상측 코스트는 상기 현재 블록의 상측 템플릿과 상기 머지 후보의 상측 템플릿과의 SAD 를 상기 상측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있고, 상기 좌측 코스트는 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과 상기 머지 후보의 좌측 템플릿과의 SAD 를 상기 좌측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있다. 상기 좌측 코스트 및 상기 상측 코스트는 상술한 수학식 5를 기반으로 도출될 수 있다. 또는, 상기 상측 코스트는 상기 현재 블록의 상측 템플릿과 상기 머지 후보의 상측 템플릿과의 SAD 를 업스케일링하고, 상기 업스케일링된 SAD를 상기 상측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있고, 상기 좌측 코스트는 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과 상기 머지 후보의 좌측 템플릿과의 SAD 를 업스케일링하고, 상기 업스케일링된 SAD를 상기 좌측 템플릿의 사이즈로 노말라이제이션(normalization) 한 값으로 도출될 수 있다. 상기 좌측 코스트 및 상기 상측 코스트는 상술한 수학식 6을 기반으로 도출될 수 있다.

상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 여기서, 상기 n은 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보가 나타내는 값을 나타낼 수 있다. 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보를 획득할 수 있다.

또는, 상기 현재 블록의 템플릿은 상기 머지 후보에 대한 주변 블록에 따라 가변적일 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (-n, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, (n+W-1)xn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 또한, 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, -n) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nx(n+H-1) 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 또한, 상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보 및 상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보 이외의 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출될 수 있다. 여기서, 상기 n은 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보가 나타내는 값을 나타낼 수 있다. 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보를 획득할 수 있다.

디코딩 장치는 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출한다(S2520).

예를 들어, 디코딩 장치는 상기 머지 후보들을 코스트가 작은 순으로 재정렬하여 재정렬된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있고, 상기 머지 후보들 중 특정 머지 후보를 기반으로 리파인 머지 후보를 도출할 수 있고, 상기 리파인 머지 후보를 상기 재정렬된 머지 후보 리스트에 추가하여 상기 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다.

또는, 디코딩 장치는 상기 머지 후보들을 코스트가 작은 순으로 재정렬하여 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다. 또는, 디코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 상기 머지 후보들 중 특정 머지 후보를 기반으로 리파인 머지 후보를 도출할 수 있고, 상기 리파인 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가하여 상기 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있다.

일 예로, 디코딩 장치는 탐색 범위 내 참조 블록들의 템플릿들 중 상기 현재 블록의 템플릿과의 코스트가 가장 작은 템플릿을 도출할 수 있고, 상기 도출된 템플릿의 참조 블록을 가리키는 움직임 정보를 상기 리파인 머지 후보로 도출할 수 있다. 여기서, 상기 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보가 나타내는 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 탐색 범위는 상기 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위일 수 있다. 또한, 상술한 예시들 이외의 범위로 상기 탐색 범위가 설정될 수도 있다.

다른 예로, 디코딩 장치는 L0 탐색 범위 내 L0 참조 블록들과 L1 탐색 범위 내 L1 참조 블록들 중 가장 작은 SAD 를 갖는 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록을 리파인 L0 참조 블록 및 리파인 L1 참조 블록으로 도출할 수 있고, 상기 리파인 L0 참조 블록을 가리키는 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 참조 블록을 가리키는 L1 움직임 정보를 리파인 머지 후보로 도출할 수 있다. 여기서, 상기 L0 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위이고, 상기 L1 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 L0 탐색 범위는 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위이고, 상기 L1 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 2 인티저 펠 범위일 수 있다. 또는, 상기 L0 탐색 범위는 상기 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위이고, 상기 L1 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 하프 인티저 펠 범위일 수 있다. 또한, 상술한 예시들 이외의 범위로 상기 탐색 범위가 설정될 수도 있다.

한편, 디코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보가 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 머지 후보가 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는 경우, 상기 머지 후보는 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트의 모든 머지 후보들에 대하여 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 디코딩 장치는 상기 리파인 머지 후보에 대하여 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 또는, 디코딩 장치는 재정렬된 머지 후보에 대하여 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 상기 재정렬된 머지 후보는 상기 머지 후보 리스트에서의 순서와 상기 재정렬된 머지 후보 리스트에서의 순서가 다른 머지 후보일 수 있다.

디코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S2530). 디코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있고, 상기 선택된 머지 후보가 나타내는 움직임 정보를 상기 현재 블록의 움직임 정보로 도출할 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 상기 수정된 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스(merge index)를 획득할 수 있다. 상기 머지 인덱스는 상기 인터 예측에 대한 정보에 포함될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 수정된 머지 후보 리스트의 머지 후보들 중 상기 머지 인덱스가 가리키는 머지 후보의 움직임 정보를 상기 현재 블록의 움직임 정보로 도출할 수 있다.

디코딩 장치는 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행한다(S2540). 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 블록이 도출될 수 있고, 상기 예측 블록을 기반으로 복원 블록이 도출될 수 있다. 구체적으로, 디코딩 장치는 상기 움직임 정보를 기반으로 참조 픽처 내 참조 블록을 도출할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 참조 픽처 리스트의 참조 픽처들 중 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처를 상기 현재 블록의 참조 픽처로 도출할 수 있고, 상기 참조 픽처 내 상기 움직임 벡터가 가리키는 블록을 상기 현재 블록의 참조 블록으로 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 참조 블록을 기반으로 예측 샘플을 생성할 수 있고, 예측 모드에 따라 상기 예측 샘플을 바로 복원 샘플로 이용할 수도 있고, 또는 상기 예측 샘플에 레지듀얼 샘플을 더하여 복원 샘플을 생성할 수도 있다. 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플이 존재하는 경우, 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼에 관한 정보를 수신할 수 있다. 상기 레지듀얼에 관한 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수를 포함할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성할 수 있고, 상기 복원 샘플을 기반으로 복원 블록 또는 복원 픽처를 도출할 수 있다. 이후 디코딩 장치는 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링 및/또는 SAO 절차와 같은 인루프 필터링 절차를 상기 복원 픽처에 적용할 수 있음은 상술한 바와 같다.

도 26은 본 발명에 따른 영상 디코딩 방법을 수행하는 디코딩 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 25에서 개시된 방법은 도 26에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 26의 상기 디코딩 장치의 예측부는 도 25의 S2500 내지 S2540을 수행할 수 있다. 한편, 상기 머지 인덱스. 상기 인터 예측에 대한 정보 및/또는 레지듀얼에 관한 정보는 비트스트림은 도 26에서 개시된 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부에 의하여 획득될 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면 코스트를 고려하여 현재 블록에 대한 최적의 머지 후보가 작은 값의 머지 인덱스로 나타내는 순서로 재정렬될 수 있고, 이를 통하여, 예측을 위한 비트량을 감소시키고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 현재 블록의 머지 후보를 기반으로 최적의 머지 후보인 리파인 머지 후보를 도출할 수 있고, 이를 통하여, 예측 정확도 및 효율을 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면 현재 블록의 특성을 고려하여 보다 효율적으로 현재 블록에 대한 수정된 머지 후보 리스트를 도출할 수 있고, 이를 통하여, 예측 정확도 및 예측 효율을 향상시킬 수 있고 전반적인 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.

상술한 실시예에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타내어진 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.

본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 즉, 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 디코딩 장치 및 인코딩 장치는 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 판독 가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.

또한, 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.

Claims

디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하는 단계;
상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하는 단계;
상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 단계;
상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하는 단계; 및
상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
머지 후보의 코스트는 상기 현재 블록의 템플릿과 상기 머지 후보의 템플릿과의 SAD(Sum of Absolute Difference) 로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제2항에 있어서,
상기 현재 블록의 상기 템플릿은 상측 템플릿 및 좌측 템플릿을 포함하고,
상기 코스트는 상측 코스트 및 좌측 코스트의 합으로 도출되고,
상기 상측 코스트는 상기 현재 블록의 상측 템플릿과 상기 머지 후보의 상측 템플릿과의 SAD 로 도출되고,
상기 좌측 코스트는 상기 현재 블록의 좌측 템플릿과 상기 머지 후보의 좌측 템플릿과의 SAD 로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제3항에 있어서,
상기 현재 블록의 상기 템플릿에 대한 사이즈 정보가 수신되고,
상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출되고,
상기 n 은 상기 사이즈 정보가 나타내는 값인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제3항에 있어서,
상기 현재 블록의 템플릿은 상기 머지 후보에 대한 주변 블록에 따라 가변적인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제5항에 있어서,
상기 공간적 주변 블록은 상기 현재 블록의 좌측 주변 블록, 상측 주변 블록을 포함하고,
상기 현재 블록의 사이즈가 WxH 이고, 상기 현재 블록의 좌상단(top-left) 샘플 포지션의 x성분이 0 및 y성분이 0인 경우, 상기 상측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, 0) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nxH 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (-n, -n) 의 좌상단 샘플을 포함하고, (n+W-1)xn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출되고,
상기 좌측 주변 블록의 움직임 정보를 나타내는 머지 후보에 대한 상기 현재 블록의 템플릿은 (-n, -n) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, nx(n+H-1) 사이즈를 갖는 상기 좌측 템플릿과, (0, -n) 좌표의 좌상단 샘플을 포함하고, Wxn 사이즈를 갖는 상기 상측 템플릿으로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
머지 후보의 코스트는 상기 머지 후보의 L0 참조 블록과 상기 머지 후보의 L1 참조 블록과의 SAD(Sum of Absolute Difference) 로 도출되고,
상기 L0 참조 블록은 상기 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 참조 블록이고, 상기 L1 참조 블록은 상기 머지 후보의 L1 움직임 정보가 가리키는 참조 블록인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제7항에 있어서,
상기 머지 후보가 L1 움직임 정보를 포함하는 단예측 움직임 정보인 경우, 탐색 범위(search range) 내 참조 블록들 중 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 상기 L1 참조 블록과의 코스트가 최소인 참조 블록을 가리키는 움직임 정보가 상기 L0 움직임 정보로 도출되는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제8항에 있어서,
상기 탐색 범위는 상기 L1 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제1항에 있어서,
상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 단계는,
상기 머지 후보들을 코스트가 작은 순으로 재정렬하여 재정렬된 머지 후보 리스트를 도출하는 단계;
상기 머지 후보들 중 특정 머지 후보를 기반으로 리파인 머지 후보를 도출하는 단계;
상기 리파인 머지 후보를 상기 재정렬된 머지 후보 리스트에 추가하여 상기 수정된 머지 후보 리스트를 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제10항에 있어서,
상기 머지 후보들 중 상기 특정 머지 후보를 기반으로 상기 리파인 머지 후보를 도출하는 단계는,
탐색 범위 내 참조 블록들의 템플릿들 중 상기 현재 블록의 템플릿과의 코스트가 가장 작은 템플릿을 도출하는 단계; 및
상기 도출된 템플릿의 참조 블록을 가리키는 움직임 정보를 상기 리파인 머지 후보로 도출하는 단계를 포함하고,
상기 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보가 나타내는 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제10항에 있어서,
상기 머지 후보들 중 상기 특정 머지 후보를 기반으로 상기 리파인 머지 후보를 도출하는 단계는,
L0 탐색 범위 내 L0 참조 블록들과 L1 탐색 범위 내 L1 참조 블록들 중 가장 작은 SAD(Sum of Absolute Difference) 를 갖는 L0 참조 블록 및 L1 참조 블록을 리파인 L0 참조 블록 및 리파인 L1 참조 블록으로 도출하는 단계; 및
상기 리파인 L0 참조 블록을 가리키는 L0 움직임 정보 및 상기 리파인 L1 참조 블록을 가리키는 L1 움직임 정보를 리파인 머지 후보로 도출하는 단계를 포함하고,
상기 L0 탐색 범위는 상기 특정 머지 후보의 L0 움직임 정보가 가리키는 위치 주변의 1 인티저 펠(integer pel) 범위인 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제10항에 있어서,
상기 리파인 머지 후보는 상기 특정 머지 후보의 LIC(location illumination compensation) 플래그의 값과 반대의 값을 갖는 LIC 플래그를 포함하는 머지 후보로 도출되고,
상기 LIC 플래그는 LIC 적용 여부를 나타내는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
제10항에 있어서,
상기 수정된 머지 후보 리스트의 재정렬된 머지 후보가 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 재정렬된 머지 후보가 앞선 순서의 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 나타내는 경우, 상기 재정렬된 머지 후보를 상기 수정된 머지 후보 리스트에서 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 디코딩 방법.
영상 디코딩을 수행하는 디코딩 장치에 있어서,
비트스트림을 통하여 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 획득하는 엔트로피 디코딩부; 및
상기 현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하고, 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하고, 상기 수정된 머지 후보 리스트 및 머지 인덱스를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 예측부를 포함하되,
상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하고, 상기 인터 예측에 대한 정보는 상기 머지 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 디코딩 장치.
영상 인코딩을 수행하는 인코딩 장치에 있어서,
현재 블록의 주변 블록을 기반으로 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들에 대한 코스트들을 도출하고, 상기 머지 후보들에 대한 상기 코스트들을 기반으로 수정된 머지 후보 리스트를 도출하고, 상기 수정된 머지 후보 리스트를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 결정하고, 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측을 수행하는 예측부; 및
상기 현재 블록의 인터 예측에 대한 정보를 인코딩하는 엔트로피 인코딩부를 포함하되,
상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록을 포함하고, 상기 인터 예측에 대한 정보는 머지 인덱스를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코딩 장치.