KR102616680B1 - 인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 - Google Patents
인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102616680B1 KR102616680B1 KR1020217029164A KR20217029164A KR102616680B1 KR 102616680 B1 KR102616680 B1 KR 102616680B1 KR 1020217029164 A KR1020217029164 A KR 1020217029164A KR 20217029164 A KR20217029164 A KR 20217029164A KR 102616680 B1 KR102616680 B1 KR 102616680B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- sample
- prediction
- block
- gradient
- parameter
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 91
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 114
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 111
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 86
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims description 27
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 10
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 193
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 83
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 53
- 230000006870 function Effects 0.000 description 45
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 38
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 description 32
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 24
- 241000023320 Luma <angiosperm> Species 0.000 description 22
- OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N methyl salicylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1O OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 208000037170 Delayed Emergence from Anesthesia Diseases 0.000 description 19
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 12
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 10
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 238000003491 array Methods 0.000 description 8
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 7
- 101001036283 Xenopus laevis DNA-binding protein inhibitor ID-3-A Proteins 0.000 description 6
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 5
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 5
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 5
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000007620 mathematical function Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 2
- 230000007727 signaling mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 2
- 241000385654 Gymnothorax tile Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000003190 augmentative effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/577—Motion compensation with bidirectional frame interpolation, i.e. using B-pictures
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
- H04N19/107—Selection of coding mode or of prediction mode between spatial and temporal predictive coding, e.g. picture refresh
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/132—Sampling, masking or truncation of coding units, e.g. adaptive resampling, frame skipping, frame interpolation or high-frequency transform coefficient masking
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
- H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
- H04N19/137—Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
- H04N19/139—Analysis of motion vectors, e.g. their magnitude, direction, variance or reliability
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
- H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
- H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/513—Processing of motion vectors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/513—Processing of motion vectors
- H04N19/517—Processing of motion vectors by encoding
- H04N19/52—Processing of motion vectors by encoding by predictive encoding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/537—Motion estimation other than block-based
- H04N19/54—Motion estimation other than block-based using feature points or meshes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/587—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal sub-sampling or interpolation, e.g. decimation or subsequent interpolation of pictures in a video sequence
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
- Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
양방향 옵티컬 플로잉 예측 방법은, 현재 블록에 대한 초기 모션 벡터 쌍을 획득하는 단계; 순방향 모션 벡터에 따른 순방향 및 역방향 예측 블록 그리고 초기 모션 벡터 쌍에 따른 역방향 예측 블록을 획득하는 단계; 현재 블록의 현재 샘플에 대한 그레이디언트 파라미터를 계산하는 단계; 그레이디언트 파라미터에 기반하여 현재 샘플에 대한, 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 포함하는 적어도 2개의 샘플 옵티컬 플로 파라미터를 획득하는 단계; 현재 블록의 샘플의 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 블록 옵티컬 플로 파라미터를 획득하는 단계 - 블록 옵티컬 플로 파라미터 중 하나는 제1 파라미터의 값과 제2 파라미터의 부호 함수의 값을 곱하는 것을 포함하는 연산에 의해 획득되고, 부호 함수는 적어도 3개의 서브간격을 갖는 개별식 함수임 -; 및 현재 블록의 예측값을 획득하는 단계를 포함한다.
Description
본 출원은, 2019년 3월 8일에 출원된 인도 가출원 번호 제IN201931009184호에 대한 우선권을 주장하는 바이며, 상기 문헌의 내용은 그 전체로서 원용에 의해 본 명세서에 포함된다.
본 출원의 실시예들은 일반적으로 화상 처리 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 인터 예측에 관한 것이다.
비디오 코딩(비디오 인코딩 및 디코딩)은 예를 들어, 방송 디지털 TV, 인터넷 및 모바일 네트워크를 통한 비디오 전송, 비디오 채팅과 같은 실시간 대화 애플리케이션, 비디오 회의, DVD 및 블루레이(Blu-ray) 디스크, 비디오 콘텐츠 수집 및 편집 시스템, 보안 애플리케이션의 캠코더와 같은 광범위한 디지털 비디오 애플리케이션에서 사용된다.
상대적으로 짧은 비디오라도 묘사하는 데 필요한 비디오 데이터의 양은 상당할 수 있으며, 이는 데이터가 스트리밍되거나 제한된 대역폭 용량을 가진 통신 네트워크를 통해 통신될 때 어려움을 초래할 수 있다. 따라서, 비디오 데이터는 일반적으로 현대의 통신 네트워크를 통해 통신되기 전에 압축된다. 메모리 리소스가 제한될 수 있기 때문에 비디오가 저장 디바이스에 저장될 때 비디오의 크기도 문제가 될 수 있다. 비디오 압축 디바이스는 전송 또는 저장 전에 비디오 데이터를 코딩하기 위해 소스에서 소프트웨어 및/또는 하드웨어를 사용하여 디지털 비디오 이미지를 나타내는 데 필요한 데이터의 양을 줄이는 경우가 많다. 압축된 데이터는 비디오 데이터를 디코딩하는 비디오 압축 해제 디바이스에 의해 목적지에서 수신된다. 제한된 네트워크 리소스와 더 높은 비디오 품질에 대한 요구가 계속 증가함에 따라 화질을 거의 또는 전혀 희생하지 않으면서 압축 비율을 개선하는 향상된 압축 및 압축 해제 기술이 바람직하다.
본 출원의 실시예는 독립항에 따른 인코딩 및 디코딩을 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 출원의 제1 측면에서, 양방향 옵티컬 플로잉 예측(bidirectional optical flowing prediction) 방법은, 현재 블록에 대한 초기 모션 벡터 쌍을 획득하는 단계 - 상기 초기 모션 벡터 쌍은 순방향 모션 벡터(forward motion vector) 및 역방향 모션 벡터(backward motion vector)를 포함함 -; 상기 순방향 모션 벡터에 따른 순방향 예측 블록 및 상기 역방향 모션 벡터에 따른 역방향 예측 블록을 획득하는 단계; 현재 샘플에 대응하는 순방향 예측 샘플 및 역방향 예측 샘플에 기반하여 상기 현재 블록의 상기 현재 샘플에 대한 그레이디언트 파라미터(gradient parameter)를 계산하는 단계 - 상기 순방향 예측 샘플은 상기 순방향 예측 블록에 있고, 상기 역방향 예측 샘플은 상기 역방향 예측 블록에 있음 -; 상기 그레이디언트 파라미터에 기반하여 상기 현재 샘플에 대한 적어도 2개의 샘플 옵티컬 플로(optical flow) 파라미터를 획득하는 단계 - 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 포함함 -; 상기 현재 블록에서의 샘플의 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 블록 옵티컬 플로 파라미터를 획득하는 단계 - 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 중 하나는 상기 제1 파라미터의 값과 상기 제2 파라미터의 부호 함수(sign function)의 값을 곱하는 것을 포함하는 연산에 의해 획득되며, 상기 부호 함수는 적어도 3개의 서브간격(subinterval)을 갖는 개별식 함수(piecewise function)임 -; 및 상기 순방향 예측 블록, 상기 역방향 예측 블록, 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 및 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 예측값을 획득하는 단계를 포함한다.
실현 가능한 구현에서, 상기 부호 함수는
이고, T는 음이 아닌 실수이다.
실현 가능한 구현에서, T는 0이고; 이에 따라 상기 부호 함수는
이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 초기 모션 벡터 쌍은 상기 현재 블록의 적어도 하나의 공간적 및/또는 시간적 이웃 블록의 모션 정보에 따라 획득된다.
실현 가능한 구현에서, 상기 현재 블록은 코딩 유닛 또는 상기 코딩 유닛의 서브 블록이다.
실현 가능한 구현에서, 그레이디언트 파라미터는 순방향 수평 그레이디언트, 역방향 수평 그레이디언트, 순방향 수직 그레이디언트, 역방향 수직 그레이디언트이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 순방향 수평 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 역방향 수평 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 순방향 수직 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 하부(bottom) 샘플과 상부(upper) 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 역방향 수직 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 하부 샘플과 상부 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 샘플 차이, 수평 평균 그레이디언트 및 수직 평균 그레이디언트를 포함한다.
실현 가능한 구현에서, 상기 제1 파라미터는 상기 샘플 차이, 또는 상기 수평 평균 그레이디언트, 또는 상기 수직 평균 그레이디언트이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 제2 파라미터는 상기 샘플 차이, 또는 상기 수평 평균 그레이디언트, 또는 상기 수직 평균 그레이디언트이고, 상기 제2 파라미터는 상기 제1 파라미터가 아니다.
본 출원의 제2 측면에서, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치는, 현재 블록에 대한 초기 모션 벡터 쌍을 획득하도록 - 상기 초기 모션 벡터 쌍은 순방향 모션 벡터 및 역방향 모션 벡터를 포함함 - 구성된 획득 모듈; 상기 순방향 모션 벡터에 따른 순방향 예측 블록 및 상기 역방향 모션 벡터에 따른 역방향 예측 블록을 획득하도록 구성된 패칭(patching) 모듈; 현재 샘플에 대응하는 순방향 예측 샘플 및 역방향 예측 샘플에 기반하여 상기 현재 블록의 상기 현재 샘플에 대한 그레이디언트 파라미터를 계산하도록 - 상기 순방향 예측 샘플은 상기 순방향 예측 블록에 있고, 상기 역방향 예측 샘플은 상기 역방향 예측 블록에 있음 - 구성된 그레이디언트 모듈; 상기 그레이디언트 파라미터에 기반하여 상기 현재 샘플에 대한 적어도 2개의 샘플 옵티컬 플로 파라미터를 획득하도록 - 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 포함함 - 구성된 계산 모듈; 상기 현재 블록에서의 샘플의 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 블록 옵티컬 플로 파라미터를 획득하도록 - 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 중 하나는 상기 제1 파라미터의 값과 상기 제2 파라미터의 부호 함수의 값을 곱하는 것을 포함하는 연산에 의해 획득되며, 상기 부호 함수는 적어도 3개의 서브간격을 갖는 개별식 함수임 - 구성된 트레이닝 모듈 -; 및 상기 순방향 예측 블록, 상기 역방향 예측 블록, 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 및 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 예측값을 획득하도록 구성된 예측 모듈을 포함한다.
실현 가능한 구현에서, 상기 부호 함수는
이고, T는 음이 아닌 실수이다.
실현 가능한 구현에서, T는 0이고; 이에 따라 상기 부호 함수는
이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 초기 모션 벡터 쌍은 상기 현재 블록의 적어도 하나의 공간적 및/또는 시간적 이웃 블록의 모션 정보에 따라 획득된다.
실현 가능한 구현에서, 상기 현재 블록은 코딩 유닛 또는 상기 코딩 유닛의 서브 블록이다.
실현 가능한 구현에서, 그레이디언트 파라미터는 순방향 수평 그레이디언트, 역방향 수평 그레이디언트, 순방향 수직 그레이디언트, 역방향 수직 그레이디언트이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 순방향 수평 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 역방향 수평 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 순방향 수직 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 하부 샘플과 상부 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 역방향 수직 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 하부 샘플과 상부 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 샘플 차이, 수평 평균 그레이디언트 및 수직 평균 그레이디언트를 포함한다.
실현 가능한 구현에서, 상기 제1 파라미터는 상기 샘플 차이, 또는 상기 수평 평균 그레이디언트, 또는 상기 수직 평균 그레이디언트이다.
실현 가능한 구현에서, 상기 제2 파라미터는 상기 샘플 차이, 또는 상기 수평 평균 그레이디언트, 또는 상기 수직 평균 그레이디언트이고, 상기 제2 파라미터는 상기 제1 파라미터가 아니다.
본 출원의 제3 측면에서, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치는, 하나 이상의 프로세서; 및 상기 프로세서에 결합되면서 또한 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체를 포함하고, 상기 프로그래밍은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 본 출원의 제1 측면의 어느 하나의 구현에 따른 방법을 수행하도록 상기 장치를 구성한다.
본 출원의 제4 측면에서, 본 출원의 제1 측면의 어느 하나의 구현에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함한다.
본 출원의 제5 측면에서, 디코더는 하나 이상의 프로세서 및 상기 프로세서에 결합되면서 또한 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체를 포함하고, 상기 프로그래밍은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 본 출원의 제1 측면의 어느 하나의 구현에 따른 방법을 수행하도록 상기 디코더를 구성한다.
본 출원의 제6 측면에서, 인코더는 하나 이상의 프로세서 및 및 상기 프로세서에 결합되면서 또한 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체를 포함하고, 상기 프로그래밍은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 본 출원의 제1 측면의 어느 하나의 구현에 따른 방법을 수행하도록 상기 인코더를 구성한다.
본 출원의 제7 측면에서, 본 출원의 제1 측면의 어느 하나의 구현에 따라 비트스트림이 생성된다.
전술한 그리고 다른 객체는 독립항의 주제에 의해 달성된다. 추가 구현 형태는 종속항, 설명 및 도면으로부터 명백하다.
특정 실시예는 종속항의 다른 실시예와 함께 첨부된 독립항에 개략적으로 설명되어 있다.
하나 이상의 실시예의 세부사항은 첨부 도면 및 아래의 설명에 설명되어 있다. 다른 특징, 목적 및 이점은 설명, 도면 및 청구범위에서 명백할 것이다.
이하의 본 출원의 실시예는 첨부된 도면 및 그림을 참조하여 보다 상세하게 설명되며, 여기서:
도 1a는 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 코딩 시스템의 예를 보여주는 블록도이다.
도 1b는 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 코딩 시스템의 다른 예를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 인코더의 예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 디코더의 예시적인 구조를 보여주는 블록도이다.
도 4는 인코딩 장치 또는 디코딩 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 인코딩 장치 또는 디코딩 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 삼진 값 출력 함수(ternary valued output function)의 예를 도시한다.
도 7은 5-값 출력 함수의 예를 도시한다.
도 8은 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 프로세스의 예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 프로세스의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 출원에 따른 인터 예측 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 출원에 따른 인터 예측 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
다음의 동일한 참조 부호는 달리 명시적으로 지정되지 않는 한 동일하거나 최소한 기능적으로 동등한 기능을 나타낸다.
도 1a는 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 코딩 시스템의 예를 보여주는 블록도이다.
도 1b는 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 코딩 시스템의 다른 예를 보여주는 블록도이다.
도 2는 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 인코더의 예를 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 출원의 실시예를 구현하도록 구성된 비디오 디코더의 예시적인 구조를 보여주는 블록도이다.
도 4는 인코딩 장치 또는 디코딩 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 인코딩 장치 또는 디코딩 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 6은 삼진 값 출력 함수(ternary valued output function)의 예를 도시한다.
도 7은 5-값 출력 함수의 예를 도시한다.
도 8은 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 프로세스의 예를 나타내는 블록도이다.
도 9는 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 프로세스의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 출원의 양방향 옵티컬 플로 예측 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 출원에 따른 인터 예측 장치의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 13은 본 출원에 따른 인터 예측 장치의 다른 예를 나타내는 블록도이다.
다음의 동일한 참조 부호는 달리 명시적으로 지정되지 않는 한 동일하거나 최소한 기능적으로 동등한 기능을 나타낸다.
다음 설명에서, 본 개시의 일부를 형성하고, 본 개시의 실시예의 특정 측면 또는 본 개시의 실시예가 사용될 수 있는 특정 측면을 예시로서 보여주는 첨부 도면을 참조한다. 본 출원의 실시예는 다른 측면에서 사용될 수 있고 도면에 도시되지 않은 구조적 또는 로직적 변경을 포함할 수 있다는 것이 이해된다. 따라서, 다음의 상세한 설명은 제한적인 의미로 취해져서는 안 되며, 본 출원의 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정의된다.
예를 들어, 설명된 방법과 관련된 개시는 또한 방법을 수행하도록 구성된 대응하는 디바이스 또는 시스템에 대해 참일 수 있고 그 반대의 경우도 마찬가지인 것으로 이해된다. 예를 들어, 하나 또는 복수의 특정 방법 단계가 설명되면, 그러한 하나 이상의 유닛이 도면에 명시적으로 설명되거나 도시되지 않아도, 대응하는 디바이스는 설명된 하나 또는 복수의 방법 단계를 수행하기 위해 하나 또는 복수의 유닛, 예를 들어 기능 유닛(예: 하나 또는 복수의 단계를 수행하는 하나의 유닛 또는 복수의 단계 중 하나 이상을 각각 수행하는 복수의 유닛)을 포함할 수 있다. 반면에, 예를 들어, 하나 또는 복수의 유닛, 예를 들어, 기능 유닛에 기반하여 특정 장치가 설명되면, 그러한 하나 또는 복수의 단계가 도면에 명시적으로 설명되거나 도시되지 않더라도, 대응하는 방법은 하나 또는 복수의 유닛의 기능을 수행하는 하나의 단계(예: 하나 또는 복수의 유닛의 기능을 수행하는 하나의 단계, 또는 복수의 유닛 중 하나 이상의 기능을 각각 수행하는 복수의 단계)를 포함할 수 있다. 또한, 여기에서 설명된 다양한 예시적인 실시 예들 및/또는 측면들의 특징들은 특별히 달리 언급되지 않는 한 서로 조합될(combine) 수 있다는 것이 이해된다.
비디오 코딩은 일반적으로 비디오 또는 비디오 시퀀스를 형성하는 일련의 화상을 처리하는 것을 말한다. "화상"이라는 용어 대신 "프레임" 또는 "이미지"라는 용어가 비디오 코딩 분야의 동의어로 사용될 수 있다. 비디오 코딩(또는 일반적으로 코딩)은 비디오 인코딩과 비디오 디코딩의 두 부분을 포함한다. 비디오 인코딩은 소스(source) 측에서 수행되며, 일반적으로 (보다 효율적인 저장 및/또는 전송을 위해) 비디오 화상을 나타내는 데 필요한 데이터의 양을 줄이기 위해 원본 비디오 화상을 (예: 압축에 의해) 처리하는 것을 포함한다. 비디오 디코딩은 목적지(destination) 측에서 수행되고 일반적으로 비디오 화상을 재구성하기 위해 인코더에 비해 역 처리를 포함한다. 비디오 화상(또는 일반적으로 화상)의 "코딩"을 참조하는 실시 예는 비디오 화상 또는 각각의 비디오 시퀀스의 "인코딩" 또는 "디코딩"과 관련되는 것으로 이해되어야 한다. 인코딩 부분과 디코딩 부분의 조합을 CODEC(Coding and Decoding)이라고도 한다.
무손실 비디오 코딩의 경우, 원본 비디오 화상이 재구성될 수 있으며, 즉, 재구성된 비디오 화상은 원본 비디오 화상과 같은 품질을 갖는다(저장 또는 전송 중 전송 손실 또는 기타 데이터 손실이 없다고 가정). 손실 비디오 코딩의 경우, 예를 들어, 양자화에 의해 추가 압축이 수행되어, 디코더에서 완전히 재구성될 수 없는 비디오 화상을 나타내는 데이터의 양을 감소시키며, 즉, 재구성된 비디오 화상의 품질이 원본 비디오 화상의 품질에 비해 낮거나 더 나쁘다.
여러 비디오 코딩 표준은 "손실 하이브리드 비디오 코덱" 그룹(즉, 샘플 도메인에서의 공간적 및 시간적 예측과 변환 도메인에서 양자화를 적용하기 위해 2D 변환 코딩을 조합)에 속한다. 비디오 시퀀스의 각 화상은 일반적으로 중첩되지 않는 블록의 세트로 파티셔닝되고(partitioned), 코딩은 일반적으로 블록 레벨에서 수행된다. 다시 말해서, 인코더에서 비디오는 일반적으로 블록(비디오 블록) 레벨에서 처리 즉, 인코딩되며, 예를 들어, 공간적(인트라 화상) 예측 및/또는 시간적(인터 화상) 예측을 사용하여 예측 블록을 생성하고, 현재 블록(현재 처리/처리될 블록)에서 예측 블록을 감산하여 잔차 블록을 획득하고, 잔차 블록을 변환하고 잔차 블록을 변환 도메인에서 양자화하여 전송될 데이터의 양을 감소시키며, 반면 디코더에서는 인코더와 비해 역 처리가 인코딩되거나 압축된 블록에 적용되어 표현을 위해 현재 블록을 재구성한다. 또한, 인코더는 디코더 처리 루프(loop)를 복제하여 둘 다 동일한 예측(예: 인트라 예측 및 인터 예측) 및/또는 후속 블록을 처리, 즉 코딩하기 위한 재구성을 생성한다. 비디오 코딩 시스템(10)의 다음 실시예에서, 비디오 인코더(20) 및 비디오 디코더(30)는 도 1 내지 도 3에 기반하여 설명된다.
도 1a는 예시적인 코딩 시스템(10), 예를 들어, 본 출원의 기술을 활용할 수 있는 비디오 코딩 시스템(10)(또는 짧게, 코딩 시스템(10))의 개략도이다. 비디오 코딩 시스템(10)의 비디오 인코더(20)(또는 짧게, 인코더(20)) 및 비디오 디코더(30)(또는 짧게, 디코더(30))는 본 출원에서 설명된 다양한 예들에 따른 기술들을 수행하도록 구성될 수 있는 디바이스들의 예들을 나타낸다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 코딩 시스템(10)은 인코딩된 화상 데이터(21)를 예를 들어, 인코딩된 화상 데이터(13)를 디코딩하기 위해 목적지 디바이스(14)로 제공하도록 구성된 소스 디바이스(12)를 포함한다.
소스 디바이스(12)는 인코더(20)를 포함하고, 추가적으로, 즉 선택적으로, 화상 소스(16), 전처리기(pre-processor)(또는 전처리 유닛)(18), 예를 들어, 화상 전처리기(18), 및 통신 인터페이스 또는 통신 유닛(22)을 포함한다.
화상 소스(16)는 예를 들어 실제 세계의 화상을 캡처하기 위한 카메라와 같은 임의의 종류의 화상 캡처 디바이스 및/또는 예를 들어, 컴퓨터 애니메이션을 생성하기 위한 컴퓨터 그래픽 프로세서와 같은 임의의 종류의 화상 생성 디바이스, 또는 실제 세계 화상, 컴퓨터 생성 화상(예: 화면 콘텐츠, 가상 현실(virtual reality, VR) 화상) 및/또는 이들의 조합(예: 증강 현실(augmented reality, AR) 화상)을 획득하거나 및/또는 제공하는 임의의 종류의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 화상 소스는 전술한 화상들 중 임의의 것을 저장하는 임의의 종류의 메모리 또는 스토리지(storage)일 수 있다.
전처리기(18) 및 전처리 유닛(18)에 의해 수행되는 처리와 구별하여, 화상 또는 화상 데이터(17)는 또한 원시(raw) 화상 또는 원시 화상 데이터(17)로 지칭될 수 있다.
전처리기(18)는 (원시) 화상 데이터(17)를 수신하고 화상 데이터(17)에 대한 전처리를 수행하여 전처리된 화상(19) 또는 전처리된 화상 데이터(19)를 획득하도록 구성된다. 전처리기(18)에 의해 수행되는 전처리는 예를 들어 트리밍(trimming), 색상 포맷 변환(예: RGB에서 YCbCr로), 색상 보정, 또는 노이즈 제거(de-noising)를 포함할 수 있다. 전처리 유닛(18)은 선택적인 구성 요소일 수 있다는 것이 이해될 수 있다.
비디오 인코더(20)는 전처리된 화상 데이터(19)를 수신하고 인코딩된 화상 데이터(21)를 제공하도록 구성된다(더 자세한 사항은 예를 들어, 도 2에 기반하여 아래에서 설명될 것이다).
소스 디바이스(12)의 통신 인터페이스(22)는 인코딩된 화상 데이터(21)를 수신하고, 인코딩된 화상 데이터(21)(또는 그의 임의의 추가 처리된 버전)를 통신 채널(13)을 통해 다른 디바이스, 예를 들어 저장 또는 직접 재구성을 위해 목적지 디바이스(14) 또는 임의의 다른 디바이스로 전송하도록 구성될 수 있다.
목적지 디바이스(14)는 디코더(30)(예: 비디오 디코더(30))를 포함하고, 추가적으로, 즉 선택적으로, 통신 인터페이스 또는 통신 유닛(28), 후처리기(post-processor)(32)(또는 후처리 유닛(32)) 및 디스플레이 디바이스(34)를 포함할 수 있다.
목적지 디바이스(14)의 통신 인터페이스(28)는 예를 들어 소스 디바이스(12)로부터 직접 또는 임의의 다른 소스, 예를 들어, 저장 디바이스, 예를 들어, 인코딩된 화상 데이터 저장 디바이스로부터, 인코딩된 화상 데이터(21)(또는 그것의 추가 처리된 버전)를 수신하고, 인코딩된 화상 데이터(21)를 디코더(30)에 제공하도록 구성된다.
통신 인터페이스(22) 및 통신 인터페이스(28)는 소스 디바이스(12)와 목적지 디바이스(14) 사이의 직접 통신 링크, 예를 들어 직접 유선 또는 무선 연결을 통해, 또는 임의의 종류의 네트워크, 예를 들어 유선 또는 무선 네트워크 또는 이들의 임의의 조합, 또는 임의의 종류의 사설 및 공용 네트워크, 또는 이들의 임의의 종류의 조합을 통해, 인코딩된 화상 데이터(21) 또는 인코딩된 데이터(13)를 전송 또는 수신하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(22)는 예를 들어, 인코딩된 화상 데이터(21)를 적절한 포맷, 예를 들어 패킷으로 패키징하거나, 및/또는 임의의 종류의 전송 인코딩 또는 통신 링크 또는 통신 네트워크를 통한 전송을 위한 처리를 사용하여, 인코딩된 화상 데이터를 처리하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(22)의 대응물을 형성하는 통신 인터페이스(28)는 예를 들어, 전송된 데이터를 수신하고, 임의의 종류의 대응하는 전송 디코딩 또는 처리 및/또는 디패키징(de-packaging)을 사용하여 전송 데이터를 처리하여 인코딩된 화상 데이터(21)를 획득하도록 구성될 수 있다.
통신 인터페이스(22) 및 통신 인터페이스(28) 모두는 도 1a에서 소스 디바이스(12)에서 목적지 디바이스(14)를 가리키는 통신 채널(13)에 대한 화살표에 의해 지시된 바와 같은 단방향 통신 인터페이스 또는 양방향 통신 인터페이스로서 구성될 수 있으며, 예를 들어, 메시지를 송신 및 수신하여, 예를 들어, 연결을 설정하여, 통신 링크 및/또는 데이터 전송, 예를 들어 인코딩된 화상 데이터 전송에 관련된 기타 정보를 확인 및 교환하도록 구성될 수 있다.
디코더(30)는 인코딩된 화상 데이터(21)를 수신하고 디코딩된 화상 데이터(31) 또는 디코딩된 화상(31)을 제공하도록 구성된다(더 자세한 사항은 예를 들어, 도 3 또는 도 5에 기반하여 아래에서 설명될 것이다).
목적지 디바이스(14)의 후처리기(32)는 디코딩된 화상 데이터(31)(또한 재구성된 화상 데이터라고도 함), 예를 들어, 디코딩된 화상 데이터(33)를 후처리하여, 후처리된 화상 데이터(33), 예를 들어, 후처리된 화상(33)을 획득하도록 구성된다. 후처리 유닛(32)에 의해 수행되는 후처리는 예를 들어, 색상 포맷 변환(예: YCbCr에서 RGB로), 색상 보정, 트리밍 또는 재샘플링(re-sampling), 또는 임의의 다른 처리, 예를 들어 디스플레이 디바이스(34)에 의한 디스플레이를 위해 디코딩된 화상 데이터(31)를 준비하는 것을 포함할 수 있다.
목적지 디바이스(14)의 디스플레이 디바이스(34)는 예를 들어 사용자 또는 뷰어에게 화상을 디스플레이하기 위해 후처리된 화상 데이터(33)를 수신하도록 구성된다. 디스플레이 디바이스(34)는 재구성된 화상을 표현하기 위한 임의의 종류의 디스플레이, 예를 들어 통합 또는 외부 디스플레이 또는 모니터이거나 이를 포함할 수 있다. 디스플레이는 예를 들어 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED) 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 프로젝터, 마이크로 LED 디스플레이, 액정 온 실리콘(liquid crystal on silicon, LCoS), 디지털 광 프로세서(digital light processor, DLP) 또는 모든 종류의 다른 디스플레이를 포함할 수 있다. 비록 도 1a가 소스 디바이스(12) 및 목적지 디바이스(14)를 별개의 디바이스로서 도시하여도, 디바이스의 실시 예는 또한 둘 또는 둘 모두의 기능, 소스 디바이스(12) 또는 대응하는 기능 및 목적지 디바이스(14) 또는 대응하는 기능을 포함할 수 있다. 이러한 실시 예에서, 소스 디바이스(12) 또는 대응하는 기능 및 목적지 디바이스(14) 또는 대응하는 기능은, 동일한 하드웨어 및/또는 소프트웨어를 사용하거나 별개의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 또는 이들의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다.
설명에 기반하여 당업자에게 명백한 바와 같이, 도 1a에 도시된 바와 같이 소스 디바이스(12) 및/또는 목적지 디바이스(14) 내의 상이한 유닛의 기능 또는 기능의 존재 및 (정확한) 분할(split)은 실제 디바이스 및 애플리케이션에 따라 다를 수 있다.
인코더(20)(예: 비디오 인코더(20)) 또는 디코더(30)(예: 비디오 디코더(30)) 또는 인코더(20)와 디코더(30) 모두는, 하나 이상의 마이크로 프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP), 주문형 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(field-programmable gate array, FPGA), 이산 로직, 하드웨어, 비디오 코딩 전용 또는 이들의 조합과 같은, 도 1b에 도시된 바와 같이 처리 회로를 통해 구현될 수 있다. 인코더(20)는 도 2의 인코더(20) 및/또는 여기에 설명된 임의의 다른 인코더 시스템 또는 서브 시스템과 관련하여 논의된 바와 같이 다양한 모듈을 구현하기 위해 처리 회로(46)를 통해 구현될 수 있다. 디코더(30)는 도 3의 디코더(30)와 및/또는 여기에 설명된 임의의 다른 디코더 시스템 또는 서브 시스템과 관련하여 논의된 바와 같은 다양한 모듈을 구현하기 위해 처리 회로(46)를 통해 구현될 수 있다. 처리 회로는 나중에 논의되는 바와 같이 다양한 작동을 수행하도록 구성될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기술이 소프트웨어에서 부분적으로 구현되면, 디바이스는 소프트웨어에 대한 명령을, 적절한 컴퓨터가 판독 가능한 비 일시적 저장 매체에 저장할 수 있으며, 하나 이상의 프로세서를 사용하여 하드웨어에서 명령을 실행하여 본 개시의 기술을 수행할 수 있다 비디오 인코더(20) 및 비디오 디코더(30) 중 하나는 예를 들어, 도 1b에 도시된 바와 같이, 단일 디바이스에서 조합된 인코더/디코더(CODEC)의 일부로서 통합될 수 있다.
소스 디바이스(12) 및 목적지 디바이스(14)는 임의의 종류의 핸드헬드 또는 고정 디바이스, 예를 들어 노트북 또는 랩톱 컴퓨터, 휴대폰, 스마트 폰, 태블릿 또는 태블릿 컴퓨터, 카메라, 데스크톱 컴퓨터, 셋톱 박스, 텔레비전, 디스플레이 디바이스, 디지털 미디어 플레이어, 비디오 게임 콘솔, 비디오 스트리밍 디바이스(예: 콘텐츠 서비스 서버 또는 콘텐츠 전달 서버), 방송 수신기 디바이스, 방송 송신기 디바이스 등을 포함하는, 광범위한 디바이스를 포함할 수 있으며, 임의의 운영 체제를 사용하지 않거나 또는 사용할 수 있다. 일부 경우에, 소스 디바이스(12) 및 목적지 디바이스(14)는 무선 통신을 위해 장착될 수 있다. 따라서, 소스 디바이스(12) 및 목적지 디바이스(14)는 무선 통신 디바이스일 수 있다.
일부 경우에, 도 1a에 도시된 비디오 코딩 시스템(10)은 단지 예일 뿐이고, 본 출원의 기술은 인코딩 디바이스와 디코딩 디바이스 사이의 임의의 데이터 통신을 반드시 포함하지 않는 비디오 코딩 설정(예: 비디오 인코딩 또는 비디오 디코딩)에 적용될 수 있다. 다른 예들에서, 데이터는 로컬 메모리로부터 검색되거나, 네트워크를 통해 스트리밍된다. 비디오 인코딩 디바이스는 데이터를 인코딩하여 메모리에 저장할 수 있거나 및/또는 비디오 디코딩 디바이스는 메모리로부터 데이터를 검색 및 디코딩할 수 있다. 일부 예에서, 인코딩 및 디코딩은 서로 통신하지 않고 단순히 데이터를 메모리로 인코딩하고 및/또는 메모리로부터 데이터를 검색 및 디코딩하는 디바이스에 의해 수행된다.
설명의 편의를 위해, 본 개시의 실시 예는, HEVC(High-Efficiency Video Coding) 또는 ITU-T VCEG(Video Coding Experts Group) 및 ISO/IEC MPEG(Motion Picture Experts Group)의 JCT-VC(Joint Collaboration Team on Video Coding)에 의해 개발된 차세대 비디오 코딩 표준인, VVC(Versatile Video Coding)의 참조 소프트웨어를 참조하여 여기에 설명된다. 당업자는 본 개시의 실시예가 HEVC 또는 VVC로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다.
인코더 및 인코딩 방법
도 2는 본 출원의 기술을 구현하도록 구성된 예시적인 비디오 인코더(20)의 개략적인 블록도를 도시한다. 도 2의 예에서, 비디오 인코더(20)는 입력(201)(또는 입력 인터페이스(201)), 잔차(residual) 계산 유닛(204), 변환 처리 유닛(206), 양자화 유닛(208), 역 양자화(inverse quantization) 유닛(210) 및 역 변환(inverse transform) 처리 유닛(212), 재구성 유닛(214), 루프 필터(loop filter) 유닛(220), 디코딩된 화상 버퍼(decoded picture buffer, DPB)(230), 모드 선택 유닛(260), 엔트로피 인코딩 유닛(270) 및 출력(272)(또는 출력 인터페이스(272))을 포함한다. 모드 선택 유닛(260)은 인터 예측 유닛(244), 인트라 예측 유닛(254) 및 파티셔닝 유닛(262)를 포함할 수 있다. 인터 예측 유닛(244)는 모션 추정 유닛 및 모션 보상 유닛(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 비디오 인코더(20)는 하이브리드 비디오 인코더 또는 하이브리드 비디오 코덱에 따른 비디오 인코더로 지칭될 수도 있다.
잔차 계산 유닛(204), 변환 처리 유닛(206), 양자화 유닛(208), 모드 선택 유닛(260)은 인코더(20)의 순방향 신호 경로를 형성하는 것으로 지칭될 수 있는 반면, 역 양자화 유닛(210), 역 변환 처리 유닛(212), 재구성 유닛(214), 버퍼(216), 루프 필터(220), 디코딩된 화상 버퍼(DPB)(230), 인터 예측 유닛(244) 및 인트라 예측 유닛(254)은 비디오 인코더(20)의 역방향 신호 경로를 형성하는 것으로 지칭될 수 있으며, 여기서 비디오 인코더(20)의 역방향 신호 경로는 디코더의 신호 경로에 대응한다(도 3의 비디오 디코더(30) 참조). 역 양자화 유닛(210), 역 변환 처리 유닛(212), 재구성 유닛(214), 루프 필터(220), 디코딩 화상 버퍼(DPB)(230), 인터 예측 유닛(244) 및 인트라 예측 유닛(254)도 비디오 인코더(20)의 "내장 디코더(built-in decoder)"를 형성하는 것으로 지칭될 수 있다.
화상 & 화상 파티셔닝(화상 & 블록)
인코더(20)는 예를 들어 입력(201)을 통해, 화상(17)(또는 화상 데이터(17)), 예를 들어 비디오 또는 비디오 시퀀스를 형성하는 화상 시퀀스의 화상을 수신하도록 구성될 수 있다. 수신된 화상 또는 화상 데이터는 또한 전처리된 화상(19)(또는 전처리된 화상 데이터(19))일 수 있다. 단순화를 위해 다음 설명은 화상(17)을 참조한다. 화상(17)은 또한 (특히, 현재 화상을 다른 화상, 예를 들어, 동일한 비디오 시퀀스, 즉 현재 화상도 포함하는 비디오 시퀀스의 이전에 인코딩 및/또는 디코딩된 화상과 구별하기 위한 비디오 코딩에서) 현재 화상 또는 코딩될 화상으로 지칭될 수 있다.
(디지털) 화상은 강도(intensity) 값이 있는 샘플들의 2차원 어레이 또는 행렬이거나 이들로 간주될 수 있다. 어레이의 샘플은 픽셀(pixel)(화상 엘리먼트의 짧은 형식) 또는 펠(pel)이라고도 한다. 어레이 또는 화상의 수평 및 수직 방향(또는 축)의 샘플 수는 화상의 크기 및/또는 해상도를 정의한다. 색상 표현을 위해, 일반적으로 세 가지 색상 컴포넌트가 사용되며, 즉, 화상이 세개의 샘플 어레이로 표현되거나 이를 포함할 수 있다. RBG 형식 또는 색 공간에서 화상은 대응하는 빨강, 녹색 및 파랑 샘플 어레이로 구성된다. 그러나 비디오 코딩에서 각 픽셀은 일반적으로 휘도(luminance) 및 색차(chrominance) 형식 또는 색 공간, 예를 들어 Y로 지시되는 휘도 컴포넌트(때로는 L이 대신 사용됨)와 Cb 및 Cr로 지시되는 2개의 색차 컴포넌트를 포함하는 YCbCr로 표현된다. 휘도(또는 짧게, 루마(luma)) 컴포넌트 Y는 밝기 또는 그레이 레벨 강도(예: 그레이 스케일 화상에서와 같이)를 나타내는 반면, 2개의 색차(또는 짧게 크로마(chroma)) 컴포넌트 Cb 및 Cr은 색차 또는 색상 정보 컴포넌트를 나타낸다. 따라서, YCbCr 형식의 화상은 휘도 샘플 값(Y)의 휘도 샘플 어레이와 색차 값(Cb 및 Cr)의 두 색차 샘플 어레이로 구성된다. RGB 형식의 화상은 YCbCr 형식으로 컨버전(conversion) 또는 변환될 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지이며, 이 프로세스는 색상 변환 또는 색상 컨버전이라고도 한다. 화상이 단색이면, 화상은 휘도 샘플 어레이만 포함할 수 있다. 따라서, 화상은 예를 들어 단색 형식의 루마 샘플 어레이 또는 4: 2: 0, 4: 2: 2 및 4: 4: 4 색상 형식에서의 루마 샘플 어레이와 2개의 대응하는 크로마 샘플 어레이일 수 있다.
비디오 인코더(20)의 실시 예는 화상(17)을 복수의 (일반적으로 비 중첩) 화상 블록(203)으로 파티셔닝하도록 구성된 화상 파티셔닝 유닛(도 2에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 이러한 블록은 루트(root) 블록, 매크로 블록(H.264/AVC) 또는 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB) 또는 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU)(H.265/HEVC 및 VVC)이라고도 한다. 화상 파티셔닝 유닛은 비디오 시퀀스의 모든 화상에 대해 동일한 블록 크기 및 블록 크기를 정의하는 대응하는 그리드(grid)를 사용하거나, 또는 화상 또는 서브 세트 또는 화상 그룹 사이의 블록 크기를 변경하고, 각 화상을 대응하는 블록으로 파티셔닝하도록 구성될 수 있다.
추가 실시 예에서, 비디오 인코더는 화상(17)의 블록(203), 예를 들어 화상(17)을 형성하는 하나, 여러 또는 모든 블록을 직접 수신하도록 구성될 수 있다. 화상 블록(203)은 또한 현재 화상 블록 또는 코딩될 화상 블록으로 지칭될 수 있다.
화상(17)과 같이, 화상 블록(203)은 화상(17)보다 작은 차원이지만, 강도 값(샘플 값)을 갖는 샘플의 2차원 어레이 또는 행렬이거나 또는 그렇게 간주될 수 있다. 다시 말해서, 블록(203)은 예를 들어, 하나의 샘플 어레이(예: 단색 화상(17)의 경우 루마 어레이, 또는 컬러 화상의 경우 루마 또는 크로마 어레이) 또는 3개의 샘플 어레이(예: 컬러 화상(17)의 경우 루마 및 2개의 크로마 어레이) 또는 적용된 색상 형식에 따라 다른 수 및/또는 다른 종류의 어레이를 포함할 수 있다. 블록(203)의 수평 및 수직 방향(또는 축)의 샘플 수는 블록(203)의 크기를 정의한다. 따라서, 블록은 예를 들어 샘플의 M×N(M-열 × N-행) 어레이, 또는 변환 계수의 M×N 어레이일 수 있다.
도 2에 도시된 비디오 인코더(20)의 실시 예는 화상(17)을 블록별로 인코딩하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 인코딩 및 예측은 블록(203)마다 수행된다.
도 2에 도시된 바와 같이 비디오 인코더(20)의 실시예는 추가로, 슬라이스(slice)(비디오 슬라이스라고도 함)를 사용하여 화상을 파티셔닝 및/또는 인코딩하도록 구성될 수 있으며, 여기서 화상은 하나 이상의 슬라이스(전형적으로 비중첩)를 사용하여 파티셔닝되거나 인코딩될 수 있으며, 각각의 슬라이스는 하나 이상의 블록(예: CTU) 또는 하나 이상의 블록 그룹(예: 타일(tile)(H.265/HEVC 및 VVC) 또는 브릭(brick)(VVC))을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 비디오 인코더(20)의 실시예는 추가로, 슬라이스/타일 그룹(또는 비디오 타일 그룹이라고도 함) 및/또는 타일(또는 비디오 타일이라고도 함)을 사용하여 화상을 파티셔닝 및/또는 인코딩하도록 구성되며, 여기서, 화상은 하나 이상의 슬라이스/타일 그룹(일반적으로 비충첩)을 사용하여 파티셔닝되거나 인코딩될 수 있으며, 각각의 슬라이스/타일 그룹은 예를 들어, 하나 이상의 블록(예: CTU) 또는 하나 이상의 타일을 포함할 수 있으며, 각 타일은 예를 들어, 직사각형 형상일 수 있으며, 하나 이상의 블록(예: CTU), 예를 들어, 완전 또는 부분 블록을 포함할 수 있다.
잔차 계산
잔차 계산 유닛(204)은 예를 들어, 샘플별로(픽셀별로) 화상 블록(203)의 샘플 값으로부터 예측 블록(265)의 샘플 값을 감산하여 샘플 도메인에서 잔차 블록(205)을 획득하는 것에 의해, 화상 블록(203) 및 예측 블록(265)(예측 블록(265)에 대한 자세한 내용은 나중에 제공됨)에 기반하여 잔차 블록(205)(잔차(205)라고도 함)을 계산하도록 구성될 수 있다.
변환
변환 처리 유닛(206)은 잔차 블록(205)의 샘플 값에 변환, 예를 들어 이산 코사인 변환(discrete cosine transform, DCT) 또는 이산 사인 변환(discrete sine transform, DST)을 적용하여, 변환 도메인에서 변환 계수(207)를 획득하도록 구성될 수 있다. 변환 계수(207)는 또한 변환 잔차 계수로 지칭될 수 있고, 변환 도메인에서 잔차 블록(205)을 나타낼 수 있다.
변환 처리 유닛(206)은 H.265/HEVC에 대해 지정된 변환과 같은 DCT/DST의 정수 근사(integer approximation)를 적용하도록 구성될 수 있다. 직교 DCT 변환과 비교할 때, 이러한 정수 근사는 일반적으로 특정 팩터(factor)에 의해 조정된다. 순방향 및 역변환에 의해 처리되는 잔차 블록의 표준(norm)을 보존하기 위해, 추가 스케일링 팩터(scaling factor)가 변환 프로세스의 일부로 적용된다. 스케일링 팩터는 일반적으로 시프트 연산에 대해 2의 거듭 제곱인 스케일링 팩터, 변환 계수의 비트 깊이, 정확도와 구현 비용 간의 균형 등 특정 제약 조건을 기반으로 선택된다. 특정 스케일링 팩터는, 예를 들어, 역 변환 처리 유닛(212)에 의한 역 변환(및 예를 들어 비디오 디코더(30)의 역 변환 처리 유닛(312)에 의한 대응하는 역 변환)에 대해 지정되고, 예를 들어, 인코더(20)에서의 변환 처리 유닛(206)에 의한, 순방향 변환에 대응하는 스케일링 팩터가 지정될 수 있다.
비디오 인코더(20)(각각 변환 처리 유닛(206))의 실시 예는, 예를 들어, 직접 또는 엔트로피 인코딩 유닛(270)을 통해 인코딩 또는 압축된, 예를 들어, 변환 또는 변환들의 유형과 같은 변환 파라미터를 출력하도록 구성될 수 있으므로, 예를 들어, 비디오 디코더(30)는 디코딩을 위해 변환 파라미터를 수신하고 사용할 수 있다.
양자화
양자화 유닛(208)은 예를 들어, 스칼라 양자화 또는 벡터 양자화를 적용하는 것에 의해, 변환 계수(207)를 양자화하여 양자화된 계수(209)를 획득하도록 구성될 수 있다. 양자화된 계수(209)는 또한 양자화된 변환 계수(209) 또는 양자화된 잔차 계수(209)로 지칭될 수 있다. 양자화 프로세스는 변환 계수(207)의 일부 또는 전부와 관련된 비트 깊이를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, n-비트 변환 계수는 양자화 동안 m-비트 변환 계수로 반올림될 수 있으며, 여기서 n은 m보다 크다. 양자화의 정도(degree)는 양자화 파라미터(quantization parameter, QP)를 조정하는 것에 의해 수정될 수 있다. 예를 들어, 스칼라 양자화의 경우, 더 미세하거나(finer) 거친(coarser) 양자화를 달성하기 위해 상이한 스케일링이 적용될 수 있다. 더 작은 양자화 단계 크기는 더 미세한 양자화에 대응하는 반면 더 큰 양자화 단계 크기는 더 거친 양자화에 대응한다. 더 큰 양자화 단계 크기는 더 거친 양자화에 대응한다. 적용 가능한 양자화 단계 크기는 양자화 파라미터(quantization parameter, QP)에 의해 지시될 수 있다. 양자화 파라미터는 예를 들어 적용 가능한 양자화 단계 크기의 미리 정의된 세트에 대한 인덱스일 수 있다. 예를 들어, 작은 양자화 파라미터는 미세 양자화(작은 양자화 단계 크기)에 대응할 수 있고, 큰 양자화 파라미터는 거친 양자화(큰 양자화 단계 크기)에 대응하거나 그 반대일 수 있다. 양자화는 양자화 단계 크기에 의한 나눗셈(division)을 포함할 수 있고, 예를 들어 역 양자화 유닛(210)에 의한, 대응하는 및/또는 역 양자화는 양자화 단계 크기에 의한 곱셈(multiplication)을 포함할 수 있다. 예를 들어, HEVC와 같은 일부 표준에 따른 실시 예는 양자화 단계 크기를 결정하기 위해 양자화 파라미터를 사용하도록 구성될 수 있다. 일반적으로 양자화 단계 크기는 나눗셈을 포함하는 수식의 고정 소수점 근사(fixed point approximation)를 사용하여 양자화 파라미터를 기반으로 계산될 수 있다. 잔차 블록의 표준(norm)을 복원하기 위해 추가 스케일링 팩터가 양자화 및 역 양자화에 도입될 수 있으며, 이는 양자화 단계 크기 및 양자화 파라미터에 대한 수식의 고정 소수점 근사에 사용되는 스케일링으로 인해 수정될 수 있다. 하나의 예시적인 구현에서, 역 변환 및 역 양자화의 스케일링이 조합될 수 있다. 다르게는, 맞춤형 양자화 테이블이 사용되어 인코더로부터 디코더로, 예를 들어 비트스트림으로 시그널링될 수 있다. 양자화는 손실 연산이며, 양자화 단계 크기가 증가함에 따라 손실이 증가한다.
비디오 인코더(20)(각각 양자화 유닛(208))의 실시 예는, 예를 들어 직접 또는 엔트로피 인코딩 유닛(270)을 통해 인코딩된 양자화 파라미터(QP)를 출력하도록 구성될 수 있으므로, 예를 들어, 비디오 디코더(30)는 디코딩을 위한 양자화 파라미터를 수신하고 적용할 수 있다.
역 양자화
역 양자화 유닛(210)은, 예를 들어, 양자화 유닛(208)과 같은 양자화 단계 크기에 기반하거나 이를 사용하여 양자화 유닛(208)에 의해 적용된 양자화 방식의 역을 적용하는 것에 의해, 양자화된 계수에 양자화 유닛(208)의 역 양자화를 적용하여 역양자화된 계수(dequantized coefficient)(211)를 획득하도록 구성된다. 역양자화된 계수(211)는 또한 역양자화된 잔차 계수(211)로 지칭될 수 있고, 일반적으로 양자화에 의한 손실로 인한 변환 계수와 동일하지는 않지만 변환 계수(207)에 대응한다.
역 변환
역 변환 처리 유닛(212)은 변환 처리 유닛(206)에 의해 적용된 변환의 역 변환, 예를 들어 역 이산 코사인 변환(inverse discrete cosine transform, DCT) 또는 역 이산 사인 변환(inverse discrete sine transform, DST) 또는 다른 역 변환을 적용하여, 샘플 도메인에서 재구성된 잔차 블록(213)(또는 대응하는 역양자화된 계수(213))를 획득하도록 구성된다. 재구성된 잔차 블록(213)은 또한 변환 블록(213)으로 지칭될 수 있다.
재구성
재구성 유닛(214)(예: 가산기(adder) 또는 합산기(summer)(214))은 예측 블록(265)에 변환 블록(213)(즉, 재구성된 잔차 블록(213))을 추가하여, 예를 들어 샘플별로 재구성된 잔차 블록(213)의 샘플 값 및 예측 블록(265)의 샘플 값을 추가하는 것에 의해, 샘플 도메인에서 재구성된 블록(215)을 획득하도록 구성된다.
필터링
루프 필터 유닛(220)(또는 짧게 "루프 필터"(220))은 재구성된 블록(215)을 필터링하여 필터링된 블록(221)을 획득하거나, 일반적으로 재구성된 샘플을 필터링하여 필터링된 샘플을 획득하도록 구성된다. 루프 필터 유닛은 예를 들어 픽셀 전환(pixel transition)을 평활화하거나(smooth) 또는 그렇지 않으면 비디오 품질을 향상시키도록 구성된다. 루프 필터 유닛(220)은 디블로킹(de-blocking) 필터, 샘플 적응 오프셋(sample-adaptive offset, SAO) 필터 또는 하나 이상의 다른 필터, 예를 들어 적응 루프 필터(adaptive loop filter, ALF), 노이즈 억제 필터(noise suppression filter, NSF) 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 루프 필터를 포함할 수 있다. 루프 필터 유닛(220)은 일 예에서, 루프 필터 유닛(220)은 디블로킹 필터, SAO 필터 및 ALF 필터를 포함할 수 있다. 필터링 프로세스의 순서는 디블로킹 필터, SAO 및 ALF일 수 있다. 다른 예에서, LMCS(luma mapping with chroma scaling)(즉, 적응형 인루프 개조자(reshaper))라는 프로세스가 추가된다. 이 프로세스는 디블록킹 전에 수행된다. 다른 예에서, 디블록킹 필터 프로세스는 내부 서브블록 에지(edge), 예를 들어, 아핀(affine) 서브블록 에지, ATMVP 서브블록 에지, 서브블록 변환(sub-block transform, SBT) 에지 및 인트라 서브파티션(intra sub-partition, ISP) 에지에 적용될 수 있다. 루프 필터 유닛(220)이 도 2에 인루프 필터(in loop filter)로서 도시되어 있지만, 다른 구성에서 루프 필터 유닛(220)은 포스트(post) 루프 필터로 구현될 수 있다. 필터링된 블록(221)은 또한 필터링된 재구성된 블록(221)으로 지칭될 수 있다.
비디오 인코더(20)(각각 루프 필터 유닛(220))의 실시 예는 예를 들어 직접 또는 엔트로피 인코딩 유닛(270)을 통해 인코딩된, 루프 필터 파라미터(예: SAO 필터 파라미터 또는 ALF 필터 파라미터 또는 LMCS 파라미터)를 출력하도록 구성될 수 있으므로, 예를 들어, 직접 또는 엔트로피 인코딩 유닛(270)을 통해 인코딩되므로, 예를 들어, 디코더(30)는 디코딩을 위해 동일한 루프 필터 파라미터 또는 각각의 루프 필터를 수신하고 적용할 수 있다.
디코딩된 화상 버퍼
디코딩된 화상 버퍼(DPB)(230)는 비디오 인코더(20)에 의해 비디오 데이터를 인코딩하기 위해 참조 화상 또는 일반적으로 참조 화상 데이터를 저장하는 메모리일 수 있다. DPB(230)는 동기식 DRAM(synchronous DRAM, SDRAM), 자기 저항성 RAM(magnetoresistive RAM, MRAM), 저항성 RAM(resistive RAM, RRAM) 또는 기타 유형의 메모리 디바이스를 포함하는 동적 랜덤 액세스 메모리(dynamic random access memory, DRAM)와 같은 다양한 메모리 디바이스로 형성될 수 있다. 디코딩된 화상 버퍼(DPB)(230)는 하나 이상의 필터링된 블록(221)을 저장하도록 구성될 수 있다. 디코딩된 화상 버퍼(230)는 추가로, 동일한 현재 화상 또는 상이한 화상, 예를 들어, 이전에 재구성된 화상의 다른 이전에 필터링된 블록, 예를 들어 이전에 재구성되고 필터링된 블록(221)을 저장하도록 구성될 수 있고, 예를 들어 인터 예측을 위해, 완전한 이전에 재구성된, 즉 디코딩된 화상(및 대응하는 참조 블록 및 샘플) 및/또는 부분적으로 재구성된 현재 화상(및 대응하는 참조 블록 및 샘플)을 제공할 수 있다. 디코딩된 화상 버퍼(DPB)(230)는 또한 하나 이상의 필터링되지 않은 재구성된 블록(215), 또는 예를 들어, 재구성된 블록(215)이 루프 필터 유닛(220)에 의해 필터링되지 않으면, 일반적으로 필터링되지 않은 재구성된 샘플, 또는 임의의 다른 추가 처리 재구성된 블록 또는 샘플의 버전을 저장하도록 구성될 수 있다.
모드 선택(파티셔닝 & 예측)
모드 선택 유닛(260)은 파티셔닝 유닛(262), 인터 예측 유닛(244) 및 인트라 예측 유닛(254)을 포함하고, 예를 들어 디코딩된 화상 버퍼(230) 또는 다른 버퍼(예: 라인 버퍼, 도시되지 않음)로부터, 원본 화상 데이터, 예를 들어, 원본 블록(203)(현재 화상(17)의 현재 블록(203)), 및 재구성된 화상 데이터, 예를 들어, 동일한(현재) 화상 및/또는 하나 또는 복수의 이전에 디코딩된 화상으로부터의 필터링 및/또는 필터링되지 않은 재구성된 샘플을 수신하거나 획득하도록 구성된다. 재구성된 화상 데이터는 예측 블록(265) 또는 예측자(predictor)(265)를 획득하기 위해 예측, 예를 들어 인터 예측 또는 인트라 예측을 위한 참조 화상 데이터로서 사용된다.
모드 선택 유닛(260)은 현재 블록 예측 모드(파티셔닝 없음을 포함) 및 예측 모드(예: 인트라 또는 인터 예측 모드)에 대한 파티셔닝을 결정 또는 선택하며, 대응하는 예측 블록(265)을 생성하도록 구성될 수 있으며, 예측 블록(265)은 잔차 블록(265)의 계산 및 재구성된 블록(215)의 재구성을 위해 사용된다.
모드 선택 유닛(260)의 실시 예는 파티셔닝 및 예측 모드(예: 모드 선택 유닛(260)에 의해 지원되거나 사용 가능한 것들로부터)를 선택하도록 구성될 수 있으며, 이는 최상(best)의 매칭을 제공하거나, 다시 말해서, 최소 잔차(최소 잔차는 전송 또는 저장을 위한 더 나은 압축을 의미함) 또는 최소 시그널링 오버헤드(최소 시그널링 오버 헤드는 전송 또는 저장을 위한 더 나은 압축을 의미함)를 제공하거나, 또는 둘 다 고려하거나 균형을 잡는다. 모드 선택 유닛(260)은 레이트 왜곡 최적화(rate distortion optimization, RDO)에 기반하여 파티셔닝 및 예측 모드를 결정하도록, 즉, 최소 레이트 왜곡을 제공하는 예측 모드를 선택하도록 구성된다. 이 문맥에서 "최상", "최소", "최적(optimum)" 등과 같은 용어는 반드시 전체적인 "최상", "최소", "최적" 등을 의미하는 것은 아니지만, 임계 값을 초과하거나 아래로 떨어지는 값 또는 잠재적으로 "서브 최적 선택(sub-optimum selection)"으로 이어지지만 복잡성과 처리 시간을 감소시키는 기타 제약 조건과 같은 종료 또는 선택 기준의 충족을 의미한다.
다시 말해서, 파티셔닝 유닛(262)은 비디오 시퀀스로부터의 화상을 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU)의 시퀀스로 파티셔닝하고 - 예를 들어, 쿼드트리 파티셔닝(quad-tree-partitioning, QT), 이진 파티셔닝(binary partitioning, BT) 또는 트리플 트리 파티셔닝(triple-tree-partitioning, TT) 또는 이들의 임의의 조합을 반복적으로 사용하여, CTU(203)는 추가로, 더 작은 블록 분할 또는 서브 블록(이는 다시 블록을 형성함)으로 파티셔닝될 수 있음 -, 예를 들어 블록 분할 또는 서브블록 각각에 대한 예측을 수행하도록 구성될 수 있으며, 여기서 모드 선택은 파티션된 블록(203)의 트리 구조의 선택을 포함하고, 예측 모드는 각 블록 파티션 또는 서브 블록에 적용된다.
다음에, 예시적인 비디오 인코더(20)에 의해 수행되는 파티셔닝(예: 파티셔닝 유닛(260)에 의한) 및 예측 처리(인터 예측 유닛(244) 및 인트라 예측 유닛(254)에 의한)가 더 상세히 설명될 것이다.
파티셔닝
파티셔닝 유닛(262)은 비디오 시퀀스로부터의 화상을 코딩 트리 유닛(CTU)의 시퀀스로 파티셔닝하도록 구성될 수 있고, 파티셔닝 유닛(262)은 코딩 트리 유닛(CTU)(203)을 더 작은 파티션, 예를 들어, 정사각형 또는 직사각형 크기의 더 작은 블록으로 파티셔닝(또는 분할)할 수 있다. 3개의 샘플 어레이가 있는 화상의 경우, CTU는 2개의 대응하는 크로마 샘플 블록과 함께 루마 샘플의 N×N 블록으로 구성된다. CTU에서 허용되는 최대 루마 블록 크기는 VVC(Developing Versitive Video Coding)에서 128×128로 지정되지만 향후 128×128이 아닌 값, 예를 들어, 256×256으로 지정될 수 있다. 화상의 CTU는 슬라이스/타일 그룹, 타일 또는 브릭(brick)으로 클러스터링/그룹화될 수 있다. 타일은 화상의 직사각형 영역을 커버하고(cover), 타일은 하나 이상의 브릭으로 나눌 수 있다. 브릭은 타일 내의 복수의 CTU 행으로 구성된다. 다수의 브릭으로 파티셔닝되지 않은 타일은 브릭으로 지칭될 수 있다. 그러나, 브릭은 타일의 진정한 서브 세트이며 타일이라고 하지 않는다. VVC에서 지원되는 타일 그룹의 두 가지 모드, 즉 래스터 스캔(raster-scan) 슬라이스/타일 그룹 모드와 직사각형 슬라이스 모드가 있다. 래스터 스캔 타일 그룹 모드에서 슬라이스/타일 그룹은 화상의 타일 래스터 스캔에서 타일 시퀀스를 포함한다. 직사각형 슬라이스 모드에서 슬라이스는 화상의 직사각형 영역을 세트적으로 형성하는 여러 개의 화상 브릭을 포함한다. 직사각형 슬라이스 내의 브릭은 슬라이스의 브릭 래스터 스캔 순서이다. 이러한 더 작은 블록(서브 블록이라고도 함)은 추가로 더 작은 파티션으로 파티셔닝될 수 있다. 이것은 또한 트리 파티셔닝 또는 계층적 트리 파티셔닝이라고도 하며, 여기서 예를 들어 루트 트리 레벨 0(계층 구조 레벨 0, 깊이 0)에서의 루트 블록은 재귀적으로 파티셔닝될 수 있으며, 예를 들어 다음 하위 트리(lower tree) 레벨, 예를 들어, 트리 레벨 1(계층 레벨 1, 깊이 1)의 노드의 2개 이상의 블록으로 파티셔닝될 수 있으며, 여기서 이들 블록은 파티셔닝이 종료될 때까지, 예를 들어, 종료 기준이 충족되었기 때문에, 예를 들어 최대 트리 깊이 또는 최소 블록 크기에 도달할 때까지, 다시 다음 하위 레벨, 예를 들어, 트리 레벨 2(계층 레벨 2, 깊이 2)의 2개 이상의 블록으로 파티셔닝될 수 있다. 더 이상 파티셔닝되지 않는 블록은 트리의 리프(leaf) 블록 또는 리프 노드라고도 한다. 2개의 파티션으로 파티셔닝하는 것을 이용하는 트리를 이진 트리(binary-tree, BT)로 지칭하고, 3개의 파티션으로 파티셔닝하는 것을 이용하는 트리를 TT(ternary-tree)라고 지칭하며, 4개의 파티션으로 파티셔닝하는 것을 이용하는 트리를 쿼드-트리(quad-tree, QT)라고 지칭한다.
예를 들어, 코딩 트리 유닛(CTU)은 루마 샘플의 CTB, 3개의 샘플 어레이를 갖는 화상의 크로마 샘플의 2개의 대응하는 CTB, 또는 단색 화상 또는 샘플을 코딩하는 데 사용되는 세개의 개별 색상 평면과 신택스 구조를 사용하여 코딩된 화상의 샘플의 CTB이거나 이들을 포함할 수 있다. 이에 상응하여, 코딩 트리 블록(CTB)은 컴포넌트를 CTB로 나누는 것(division)이 파티셔닝이 되도록 N의 일부 값에 대한 샘플의 N×N 블록일 수 있다. 코딩 유닛(CU)은 루마 샘플의 코딩 블록, 3개의 샘플 어레이를 갖는 화상의 크로마 샘플의 2개의 대응하는 코딩 블록, 또는 단색 화상 또는 샘플을 코딩하는 데 사용되는 세개의 개별 색상 평면과 신택스 구조를 사용하여 코딩된 화상의 샘플의 코딩 블록이거나 이들을 포함할 수 있다. 이에 상응하여, 코딩 블록(CB)은 CTB를 코딩 블록으로 나누는 것이 파티셔닝이 되도록 M 및 N의 일부 값에 대한 샘플의 M×N 블록일 수 있다.
실시 예에서, 예를 들어, HEVC에 따르면, 코딩 트리 유닛(CTU)은 코딩 트리로 표시된(denote) 쿼드트리 구조를 사용하여 CU로 분할될 수 있다. 인터 화상(시간) 또는 인트라 화상(공간) 예측을 사용하여 화상 영역을 코딩할지는 리프 CU 레벨에서 결정된다. 각 리프 CU는 PU 분할 유형(splitting type)에 따라 1개, 2개 또는 4개의 PU로 추가로 분할될 수 있다. 하나의 PU 내부에서, 동일한 예측 프로세스가 적용되고 관련 정보가 PU 기반으로 디코더로 전송된다. PU 분할 유형을 기반으로 한 예측 프로세스를 적용하여 잔차 블록을 획득한 후, 리프 CU는 CU에 대한 코딩 트리와 유사한 다른 쿼드트리 구조에 따라 변환 유닛(TU)으로 파티셔닝될 수 있다. 실시 예에서, 예를 들어 VVC(Versatile Video Coding)라고 하는 현재 개발중인 최신 비디오 코딩 표준에 따르면, 이진 및 삼진을 사용하는 조합된 쿼드 트리 중첩 다중 유형 트리(combined Quad-tree nested multi-type tree)는 예를 들어 코딩 트리 유닛을 파티셔닝하는데 사용되는 세그멘테이션 구조를 분할한다. 예를 들어, 코딩 트리 유닛(CTU)은 먼저 4차 트리(quaternary tree)에 의해 분할된다. 그런 다음 4차 트리 리프 노드는 추가로 다중 유형 트리 구조로 파티셔닝될 수 있다. 다중 유형 트리 구조는 수직 이진 분할(vertical binary splitting)(SPLIT_BT_VER), 수평 이진 분할(SPLIT_BT_HOR), 수직 삼진 분할(vertical ternary splitting)(SPLIT_TT_VER) 및 수평 삼진 분할(SPLIT_TT_HOR)의 4가지 분할 유형이 있다. 다중 유형 트리 리프 노드를 코딩 유닛(CU)이라고 하며, CU가 최대 변환 길이에 비해 너무 크지 않는다면, 이 세그멘테이션은 추가 파티셔닝 없이 예측 및 변환 처리에 사용된다. 이는 대부분의 경우 CU, PU 및 TU가 중첩된 다중 유형 트리 코딩 블록 구조를 갖는 쿼드트리에서 동일한 블록 크기를 갖는다는 것을 의미한다. 지원되는 최대 변환 길이가 CU의 색상 컴포넌트의 너비 또는 높이보다 작을 때 예외가 발생한다. VVC는 중첩된 다중 유형 트리 코딩 트리 구조를 사용하여 쿼드 트리에서 파티션 분할 정보의 고유한 시그널링 메커니즘을 개발한다. 시그널링 메커니즘에서 CTU(Coding Tree Unit)는 4차 트리의 루트로 취급되며 먼저 4차 트리 구조로 파티셔닝된다. 각 4차 트리 리프 노드(이를 허용할 만큼 충분히 큰 경우)는 다중 유형 트리 구조에 의해 추가로 파티셔닝된다. 다중 유형 트리 구조에서, 노드가 추가로 파티셔닝되었는지 여부를 지시하기 위해 제1 플래그(mtt_split_cu_flag)가 시그널링되며; 노드가 추가로 파티셔닝될 때, 분할 방향을 지시하기 위해 제2 플래그(mtt_split_cu_vertical_flag)가 시그널링되고, 그 다음에 분할이 이진 분할인지 삼진 분할인지를 지시하기 위해 제3 플래그(mtt_split_cu_binary_flag)가 시그널링된다. mtt_split_cu_vertical_flag 및 mtt_split_cu_binary_flag의 값에 기반하여, 미리 정의된 규칙 또는 테이블을 기반으로 하는 디코더에 의해 CU의 다중 유형 트리 슬리팅(slitting) 모드(MttSplitMode)가 도출될 수 있다. VVC 하드웨어 디코더의 64×64 루마 블록 및 32×32 크로마 파이프라이닝 설계와 같은 특정 설계의 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 TT 분할은 루마 코딩 블록의 너비 또는 높이가 64보다 클 때 금지된다. TT 분할은 크로마 코딩 블록의 너비 또는 높이가 32보다 큰 경우에도 금지된다. 파이프라인 설계는 화상을 화상에서 겹치지 않는 유닛으로 정의되는 가상 파이프라인 데이터 유닛(Virtual pipeline data unit, VPDU)으로 나눈다. 하드웨어 디코더에서, 연속적인 VPDU는 여러 파이프라인 스테이지(stage)에서 동시에 처리된다. VPDU 크기는 대부분의 파이프라인 스테이지에서 버퍼 크기에 대략 비례하므로 VPDU 크기를 작게 유지하는 것이 중요하다. 대부분의 하드웨어 디코더에서, VPDU 크기는 최대 변환 블록(transform block, TB) 크기로 설정될 수 있다. 그러나, VVC에서, TT(Ternary Tree) 및 BT(Binary Tree) 파티션으로 인해 VPDU 크기가 증가할 수 있다.
또한, 트리 노드 블록의 일부가 하단 또는 우측 화면 경계를 초과할 때, 트리 노드 블록은 모든 코딩된 CU의 모든 샘플이 화면 경계 내부에 위치할 때까지 강제로 분할된다는 점에 유의해야 한다.
일 예로서, ISP(Intra Sub-Partitions) 도구는 블록 크기에 따라 루마 인트라 예측 블록을 수직 또는 수평으로 2개 또는 4개의 서브 파티션으로 나눌 수 있다.
일 예에서, 비디오 인코더(20)의 모드 선택 유닛(260)은 여기에 설명된 파티셔닝 기법들의 임의의 조합을 수행하도록 구성될 수도 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 비디오 인코더(20)는 (예를 들어, 미리 결정된) 예측 모드들의 세트로부터 최상의 또는 최적의 예측 모드를 결정하거나 선택하도록 구성된다. 예측 모드의 세트는 예를 들어 인트라 예측 모드 및/또는 인터 예측 모드를 포함할 수 있다.
인트라 예측
인트라 예측 모드의 세트는 35개의 상이한 인트라 예측 모드, 예를 들어 DC(또는 평균) 모드 및 평면(planar) 모드와 같은 비 지향성(non-directional) 모드, 또는 예를 들어 HEVC에 정의된 바와 같은 지향성(directional) 모드를 포함할 수 있거나, 또는 67개의 상이한 인트라 예측 모드, 예를 들어 DC(또는 평균) 모드 및 평면(planar) 모드와 같은 비 지향성 모드, 또는 예를 들어 VVC에 대해 정의된 바와 같은 지향성 모드를 포함할 수 있다. 일 예로서, 여러 기존의 각도 인트라 예측 모드는 비정사각형 블록(non-square block)에 대한 광각 인트라 예측 모드로 적응적으로 대체된다. 또 다른 예로서, DC 예측을 위한 나눗셈 연산을 피하기 위해 더 긴 쪽만 비정사각형 블록의 평균을 계산하는 데 사용된다. 그리고, 평면(planner) 모드의 인트라 예측 결과는 PDPC(Position-dependent Intra Prediction Combine) 방식에 의해 추가로 수정될 수 있다.
인트라 예측 유닛(254)은 동일한 현재 화상의 이웃 블록의 재구성된 샘플을 사용하여, 인트라 예측 모드 세트의 인트라 예측 모드에 따라 인트라 예측 블록(265)을 생성하도록 구성된다.
인트라 예측 유닛(254)(또는 일반적으로 모드 선택 유닛(260))은 추가로, 인코딩된 화상 데이터(21)에 포함시키기 위해, 인트라 예측 파라미터(또는 블록에 대해 선택된 인트라 예측 모드를 나타내는 일반적인 정보)를 신택스 엘리먼트(266)의 형태로 엔트로피 인코딩 유닛(270)에 출력하도록 구성되므로, 예를 들어, 비디오 디코더(30)가 디코딩을 위해 예측 파라미터를 수신하고 사용할 수 있다.
인터 예측
(또는 가능한) 인터 예측 모드의 세트는 사용 가능한 참조 화상(즉, 예를 들어, DBP(230)에 저장된 이전의 적어도 부분적으로 디코딩된 화상) 및 기타 인터 예측 파라미터, 예를 들어 전체 참조 화상 또는 참조 화상의 일부, 예를 들어, 현재 블록의 영역 주변의 검색 창 영역이, 최상의 매칭하는 참조 블록을 검색하는 데 사용되는지 여부, 및/또는 예를 들어 픽셀 보간, 예를 들어 하프/세미-펠(half/semi-pel) 및/또는 1/4 펠(quarter-pel) 보간이 적용되는지 여부에 따라 달라진다.
상기 예측 모드 외에 스킵(skip) 모드 및/또는 다이렉트(direct) 모드가 적용될 수 있다.
예를 들어, 확장 병합 예측(Extended merge prediction), 이러한 모드의 병합 후보 리스트는 다음 5가지 유형의 후보를 순서대로 포함하여 구성된다: 공간적 이웃 CU로부터의 공간적 MVP(Spatial MVP from spatial neighbor CU), 공동 CU로부터의 시간적 MVP(Temporal MVP from collocated CU), FIFO 테이블로부터의 이력 기반 MVP(History-based MVP from an FIFO table), 페어별 평균 MVP 및 제로 MV(Pairwise average MVP and Zero MV). 그리고 병합 모드의 MV의 정확도를 높이기 위해 양방향 매칭 기반 DMVR(Decoder Side Motion Vector Refinement)이 적용될 수 있다. MVD(MMVD)가 있는 병합 모드는 모션 벡터 차이가 있는 병합 모드에서 비롯된다. MMVD 플래그는 CU에 대해 MMVD 모드가 사용되는지를 지정하기 위해 스킵 플래그 및 병합 플래그를 송신한 직후에 시그널링된다. 그리고, CU 레벨 AMVR(Adaptive Motion Vector Resolution) 방식이 적용될 수 있다. AMVR을 사용하면 CU의 MVD를 다른 정밀도로 코딩할 수 있다. 현재 CU에 대한 예측 모드에 따라 현재 CU의 MVD가 적응적으로 선택될 수 있다. CU가 병합 모드로 코딩될 때, 현재 CU에 CIIP(Combined Inter/Intra Prediction) 모드가 적용될 수 있다. 인터 및 인트라 예측 신호의 가중 평균(Weighted averaging)은 CIIP 예측을 획득하기 위해 수행된다. 아핀 모션 보상 예측, 블록의 아핀 모션 필드는 2개의 제어 포인트(control point)(4-파라미터) 또는 3개의 제어 포인트 모션 벡터(6-파라미터)의 모션 정보로 설명된다. 서브블록 기반 시간적 모션 벡터 예측(Subblock-based temporal motion vector prediction, SbTMVP)은 HEVC의 시간적 모션 벡터 예측(temporal motion vector prediction, TMVP)과 유사하지만 현재 CU 내의 서브-CU의 모션 벡터를 예측한다. 이전에 BIO라고 하던 BDOF(Bi-directional optical flow)는 특히 곱셈 수와 승수 크기 면에서 훨씬 적은 계산을 필요로 하는 간단한 버전이다. 삼각형 파티셔닝 모드(Triangle partition mode), 이러한 모드에서 CU는 대각선 분할 또는 반대각 분할(anti-diagonal split)을 사용하여 두 개의 삼각형 모양 파티션으로 균등하게 분할된다. 게다가, 이중 예측(bi-prediction) 모드는 두 예측 신호의 가중 평균을 허용하기 위해 단순한 평균을 넘어 확장된다.
인터 예측 유닛(244)은 모션 추정(motion estimation, ME) 유닛 및 모션 보상(motion compensation, MC) 유닛(둘 다 도 2에 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 모션 추정 유닛은 모션 추정을 위해, 화상 블록(203)(현재 화상(17)의 현재 화상 블록(203)) 및 디코딩된 화상(231), 또는 적어도 하나 또는 복수의 이전에 재구성된 블록, 예를 들어, 하나 또는 복수의 다른/상이한 이전에 디코딩된 화상(231)의 재구성된 블록을 수신하거나 획득하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 비디오 시퀀스는 현재 화상 및 이전에 디코딩된 화상(231)을 포함할 수 있거나, 다시 말해서, 현재 화상 및 이전에 디코딩된 화상(231)은 비디오 시퀀스를 형성하는 화상의 시퀀스의 일부이거나 이를 형성할 수 있다.
인코더(20)는, 예를 들어, 복수의 다른 화상의 동일하거나 상이한 화상의 복수의 참조 블록으로부터 참조 블록을 선택하고, 참조 화상(또는 참조 화상 인덱스) 및/또는 참조 블록의 위치(x, y 좌표)와 현재 블록의 위치 사이의 오프셋(공간적 오프셋)을 인터 예측 파라미터로서 모션 추정 유닛에 제공하도록 구성될 수 있다. 이 오프셋은 모션 벡터(motion vector, MV)라고도 한다.
모션 보상 유닛은 인터 예측 파라미터를 획득, 예를 들어 수신하고, 인터 예측 파라미터에 기반하여 또는 인터 예측 파라미터를 사용하여 인터 예측을 수행하여 인터 예측 블록(265)을 획득하도록 구성된다. 모션 보상 유닛에 의해 수행되는 모션 보상은 모션 추정에 의해 결정된 모션/블록 벡터에 기반하여 예측 블록을 페치(fetch)하거나 생성하는 것을 포함할 수 있으며, 가능하게는 서브 픽셀 정밀도(sub-pixel precision)에 대한 보간을 수행할 수 있다. 보간 필터링은 알려진 픽셀 샘플로부터 추가 픽셀 샘플을 생성할 수 있으며, 이에 따라 화상 블록을 코딩하는 데 사용될 수 있는 후보 예측 블록의 수를 잠재적으로 증가시킬 수 있다. 모션 보상 유닛은 현재 화상 블록의 PU에 대한 모션 벡터를 수신하면, 참조 화상 리스트 중 하나에서 모션 벡터가 가리키는 예측 블록을 찾을 수 있다.
모션 보상 유닛은 또한 비디오 슬라이스의 화상 블록의 디코딩시에 비디오 디코더(30)에 의해 사용하기 위해 블록 및 비디오 슬라이스와 연관된 신택스 엘리먼트를 생성할 수 있다. 슬라이스 및 각각의 신택스 엘리먼트에 추가로 또는 대안으로서, 타일 그룹 및/또는 타일 및 각각의 신택스 엘리먼트가 생성되거나 사용될 수 있다.
엔트로피 코딩
엔트로피 인코딩 유닛(270)은 예를 들어, 엔트로피 인코딩 알고리즘 또는 방식(예: 가변 길이 코딩(variable length coding, VLC) 방식, 콘텍스트 적응형 VLC 방식(context adaptive VLC scheme, CAVLC), 산술 코딩 방식, 이진화, 콘텍스트 적응형 이진 산술 코딩(context adaptive binary arithmetic coding, CABAC), 신택스 기반 콘텍스트 적응 이진 산술 코딩(syntax-based context-adaptive binary arithmetic coding, SBAC), 확률 간격 파티셔닝 엔트로피(probability interval partitioning entropy, PIPE) 코딩 또는 다른 엔트로피 인코딩 방법론 또는 기술) 또는 우회(비 압축)를, 양자화된 계수, 인터 예측 파라미터, 인트라 예측 파라미터, 루프 필터 파라미터 및/또는 기타 신택스 엘리먼트에 적용하여, 예를 들어, 인코딩된 비트스트림(21)의 형태로 출력(272)을 통해 출력될 수 있는 인코딩된 화상 데이터(21)를 획득하도록 구성되므로, 예를 들어, 비디오 디코더(30)는 디코딩을 위해 파라미터를 수신하고 사용할 수 있다. 인코딩된 비트스트림(21)은 비디오 디코더(30)로 전송되거나, 나중에 비디오 디코더(30)에 의한 전송 또는 검색을 위해 메모리에 저장될 수 있다.
비디오 인코더(20)의 다른 구조적 변형이 비디오 스트림을 인코딩하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 비 변환(non-transform) 기반 인코더(20)는 특정 블록 또는 프레임에 대해 변환 처리 유닛(206) 없이 직접 잔차 신호를 양자화할 수 있다. 다른 구현에서, 인코더(20)는 단일 유닛으로 조합된 양자화 유닛(208) 및 역 양자화 유닛(210)을 가질 수 있다.
디코더 및 디코딩 방법
도 3은 본 출원의 기술을 구현하도록 구성된 비디오 디코더(30)의 예를 도시한다. 비디오 디코더(30)는 예를 들어 인코더(20)에 의해 인코딩된, 인코딩된 화상 데이터(21)(예: 인코딩된 비트스트림(21))를 수신하여 디코딩된 화상(331)을 획득하도록 구성된다. 인코딩된 화상 데이터 또는 비트스트림은 인코딩된 화상 데이터를 디코딩하기 위한 정보, 예를 들어 인코딩된 비디오 슬라이스(및/또는 타일 그룹 또는 타일)의 화상 블록 및 연관 신택스 엘리먼트를 나타내는 데이터를 포함한다.
도 3의 예에서, 디코더(30)는 엔트로피 디코딩 유닛(304), 역 양자화 유닛(310), 역 변환 처리 유닛(312), 재구성 유닛(314)(예: 합산기(314)), 루프 필터(320), 디코딩된 화상 버퍼(decoded picture buffer, DBP)(330), 모드 적용(mode application) 유닛(360), 인터 예측 유닛(344) 및 인트라 예측 유닛(354)을 포함한다. 인터 예측 유닛(344)은 모션 보상 유닛이거나 이를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(30)는, 일부 예에서, 도 2의 비디오 인코더(100)에 대해 설명된 인코딩 패스에 일반적으로 역인 디코딩 패스를 수행할 수 있다.
인코더(20)에 대해 설명한 바와 같이, 역 양자화 유닛(210), 역 변환 처리 유닛(212), 재구성 유닛(214), 루프 필터(220), 디코딩된 화상 버퍼(DPB)(230), 인터 예측 유닛(344) 및 인트라 예측 유닛(354)은 또한 비디오 인코더(20)의 "내장 디코더"를 형성하는 것으로도 지칭된다. 따라서, 역 양자화 유닛(310)은 역 양자화 유닛(110)과 기능면에서 동일할 수 있고, 역 변환 처리 유닛(312)은 역 변환 처리 유닛(212)과 기능면에서 동일할 수 있으며, 재구성 유닛(314)은 재구성 유닛(214)과 기능면에서 동일할 수 있고, 루프 필터(320)는 루프 필터(220)와 기능면에서 동일할 수 있으며, 디코딩된 화상 버퍼(330)는 디코딩된 화상 버퍼(230)와 기능면에서 동일할 수 있다. 따라서, 비디오(20) 인코더의 각 유닛 및 기능에 대해 제공된 설명은 비디오 디코더(30)의 각 유닛 및 기능에 대응하여 적용된다.
엔트로피 디코딩
엔트로피 디코딩 유닛(304)은 비트스트림(21)(또는 일반적으로 인코딩된 화상 데이터(21))을 파싱하고(parse), 인코딩된 화상 데이터(21)에 대해 예를 들어, 엔트로피 디코딩을 수행하여, 예를 들어, 양자화된 계수(309) 및/또는 디코딩된 코딩 파라미터(도 3에 도시되지 않음), 예를 들어, 인터 예측 파라미터(예: 참조 화상 인덱스 및 모션 벡터), 인트라 예측 파라미터(예: 인트라 예측 모드 또는 인덱스), 변환 파라미터, 양자화 파라미터, 루프 필터 파라미터 및/또는 기타 신택스 엘리먼트 중 어느 하나 또는 전부를 획득하도록 구성된다. 엔트로피 디코딩 유닛(304)은 인코더(20)의 엔트로피 인코딩 유닛(270)과 관련하여 설명된 인코딩 방식에 대응하는 디코딩 알고리즘 또는 방식을 적용하도록 구성될 수 있다. 엔트로피 디코딩 유닛(304)은 추가로, 인터 예측 파라미터, 인트라 예측 파라미터 및/또는 기타 신택스 엘리먼트를 모드 적용 유닛(360)에 제공하고, 디코더(30)의 다른 유닛에 다른 파라미터를 제공하도록 구성될 수 있다. 비디오 디코더(30)는 비디오 슬라이스 레벨 및/또는 비디오 블록 레벨에서의 신택스 엘리먼트를 수신할 수 있다. 슬라이스 및 각각의 신택스 엘리먼트에 추가로 또는 대안으로서, 타일 그룹 및/또는 타일 및 각각의 신택스 엘리먼트가 수신 및/또는 사용될 수 있다.
역양자화
역 양자화 유닛(310)은 (예: 엔트로피 디코딩에 의한 파싱 및/또는 디코딩에 의해) 인코딩된 화상 데이터(21)로부터 양자화 파라미터(QP)(또는 일반적으로 역 양자화와 관련된 정보) 및 양자화된 계수를 수신하고, 양자화 파라미터에 기반하여 디코딩된 양자화된 계수(309)에 역 양자화를 적용하여, 변환 계수(311)로도 지칭될 수 있는 역양자화된 계수(311)를 획득하도록 구성될 수 있다. 역 양자화 프로세스는 양자화의 정도 및 마찬가지로 적용되어야 하는 역 양자화의 정도를 결정하기 위해, 비디오 슬라이스의 각 비디오 블록에 대해 비디오 인코더(20)에 의해 결정된 양자화 파라미터를 사용하는 것을 포함할 수 있다.
역 변환
역 변환 처리 유닛(312)은 변환 계수(311)라고도 하는, 역양자화된 계수(311)를 수신하고, 샘플 도메인에서 재구성된 잔차 블록(213)을 획득하기 위해 역양자화된 계수(311)에 변환을 적용하도록 구성될 수 있다. 재구성된 잔차 블록(213)은 또한 변환 블록(313)으로 지칭될 수 있다. 변환은 역 변환, 예를 들어 역 DCT, 역 DST, 역 정수 변환, 또는 개념적으로 유사한 역 변환 프로세스일 수 있다. 역 변환 처리 유닛(312)은 추가로, 인코딩된 화상 데이터(21)로부터(예: 예를 들어 엔트로피 디코딩 유닛(304)에 의한 파싱 및/또는 디코딩하는 것에 의해) 변환 파라미터 또는 대응하는 정보를 수신하여, 역양자화된 계수(311)에 적용될 변환을 결정하도록 구성될 수 있다.
재구성
재구성 유닛(314)(예: 가산기 또는 합산기(314))은 재구성된 잔차 블록(313)을 예측 블록(365)에 추가하여, 예를 들어 재구성된 잔차 블록(313)의 샘플 값 및 예측 블록(365)의 샘플 값을 더하는 것에 의해, 샘플 도메인에서 재구성된 블록(315)을 획득하도록 구성될 수 있다.
필터링
루프 필터 유닛(320)(코딩 루프 내에서 또는 코딩 루프 이후)은 재구성된 블록(315)을 필터링하여 필터링된 블록(321)을 획득하며, 예를 들어, 픽셀 전환을 평활화하거나 그렇지 않으면, 비디오 품질을 개선하도록 구성된다. 루프 필터 유닛(320)은 디블로킹 필터, 샘플 적응 오프셋(sample-adaptive offset, SAO) 필터 또는 하나 이상의 다른 필터, 예를 들어 적응 루프 필터(adaptive loop filter, ALF), 노이즈 억제 필터(noise suppression filter, NSF), 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 루프 필터를 포함할 수 있다. 일 예에서, 루프 필터 유닛(320)는 디블로킹 필터, SAO 필터, ALF 필터를 포함할 수 있다. 필터링 프로세스의 순서는 디블로킹 필터, SAO 및 ALF일 수 있다. 다른 예에서, 크로마 스케일링을 사용하는 루마 매핑(luma mapping with chroma scaling, LMCS)이라고 하는 프로세스가 추가된다. 이 프로세스는 블록 해제 전에 수행된다. 다른 예에서, 디블록킹 필터 프로세스는 내부 서브블록 에지에도 적용될 수 있으며, 예를 들어, 아핀 서브블록 에지, ATMVP 서브블록 에지, 서브블록 변환(sub-block transform, SBT) 에지 및 인트라 서브파티션(intra sub-partition, ISP) 에지에 적용될 수 있다. 도 3에는 루프 필터 유닛(320)이 인루프 필터인 것으로 도시되어 있지만, 루프 필터 유닛(320)은 다른 구성에서, 포스트 루프 필터로 구현될 수 있다.
디코딩된 화상 버퍼
화상의 디코딩된 비디오 블록(321)은 디코딩된 화상 버퍼(330)에 저장되고, 디코딩된 화상(331)은 다른 화상에 대한 후속 모션 보상 및/또는 각각의 디스플레이 출력을 위한 참조 화상으로서 저장된다.
디코더(30)는 사용자에 대한 프리젠테이션 또는 보기(viewing)를 위해, 예를 들어 출력(312)을 통해 디코딩된 화상(311)을 출력하도록 구성된다.
예측
인터 예측 유닛(344)은 인터 예측 유닛(244)(특히 모션 보상 유닛에 대해)과 동일할 수 있고, 인트라 예측 유닛(354)은 기능면에서 인터 예측 유닛(254)과 동일할 수 있으며, (예: 엔트로피 디코딩 유닛(304)에 의한 예를 들어 파싱 및/또는 디코딩하는 것에 의해) 인코딩된 화상 데이터(21)로부터 수신된 파티셔닝 및/또는 예측 파라미터 또는 각각의 정보에 기반하여, 분할 또는 파티셔닝 결정 및 예측을 수행할 수 있다. 모드 적용 유닛(360)은 재구성된 화상, 블록 또는 각각의 샘플(필터링되거나 필터링되지 않은)에 기반하여 블록 당 예측(인트라 예측 또는 인터 예측)을 수행하여, 예측 블록(365)을 획득하도록 구성될 수 있다.
비디오 슬라이스가 인트라 코딩(I) 슬라이스로서 코딩될 때, 모드 적용 유닛(360)의 인트라 예측 유닛(354)은 시그널링된 인트라 예측 모드 및 현재 화상의 이전에 디코딩된 블록으로부터의 데이터를 기반으로 현재 비디오 슬라이스의 화상 블록에 대한 예측 블록(365)을 생성하도록 구성된다. 비디오 화상이 인터 코딩된(즉, B 또는 P) 슬라이스로서 코딩될 때, 모드 적용 유닛(360)의 인터 예측 유닛(344)(예: 모션 보상 유닛)은, 엔트로피 디코딩 유닛(304)으로부터 수신된 모션 벡터 및 기타 신택스 엘리먼트에 기반하여, 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대해 예측 블록(365)을 생성하도록 구성된다. 인터 예측을 위해, 예측 블록은 참조 화상 리스트 중 하나 내의 참조 화상 중 하나로부터 생성될 수 있다. 비디오 디코더(30)는 DPB(330)에 저장된 참조 화상에 기반한 디폴트 구성 기술을 사용하여 참조 프레임 리스트인, 리스트 0 및 리스트 1을 구성할 수 있다. 슬라이스(예: 비디오 슬라이스)에 추가로 또는 다르게는 타일 그룹(예: 비디오 타일 그룹) 및/또는 타일(예: 비디오 타일)을 사용하는 실시예에 대해 또는 실시예에 의해 동일하거나 유사한 것이 적용될 수 있으며, 비디오는 I, P 또는 B 타일 그룹 및/또는 타일을 사용하여 코딩될 수 있다.
모드 적용 유닛(360)은 모션 벡터 또는 관련 정보 그리고 기타 신택스 엘리먼트를 파싱하는 것에 의해 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록에 대한 예측 정보를 결정하도록 구성되고, 예측 정보를 사용하여 디코딩되는 현재 비디오 블록에 대한 예측 블록을 생성한다. 예를 들어, 모드 적용 유닛(360)은 수신된 신택스 엘리먼트의 일부를 사용하여, 비디오 슬라이스의 비디오 블록을 코딩하는데 사용되는 예측 모드(예: 인트라 예측 또는 인터 예측), 인터 예측 슬라이스 유형(예: B 슬라이스, P 슬라이스 또는 GPB 슬라이스), 슬라이스에 대한 참조 화상 리스트 중 하나 이상에 대한 구성 정보, 슬라이스의 각 인터 인코딩된 비디오 블록에 대한 모션 벡터, 슬라이스의 각 인터 코딩된 비디오 블록에 대한 인터 예측 상태 및 현재 비디오 슬라이스의 비디오 블록을 디코딩하기 위한 다른 정보를 결정한다. 슬라이스(예: 비디오 슬라이스)에 추가로 또는 다르게는 타일 그룹(예: 비디오 타일 그룹) 및/또는 타일(예: 비디오 타일)을 사용하는 실시예에 대해 또는 실시예에 의해 동일하거나 유사한 것이 적용될 수 있으며, 예를 들어, 비디오는 I, P 또는 B 타일 그룹 및/또는 타일을 사용하여 코딩될 수 있다.
도 3에 도시된 비디오 디코더(30)의 실시예는 슬라이스(비디오 슬라이스라고도 함)를 사용하여 화상을 파티셔닝 및/또는 디코딩하도록 구성될 수 있으며, 여기서, 화상은 슬라이스(일반적으로 비충첩)을 사용하여 파티셔닝되거나 디코딩될 수 있으며, 각각의 슬라이스는 하나 이상의 블록(예: CTU) 또는 하나 이상의 블록 그룹(예: 타일(H.265/HEVC 및 VVC) 또는 브릭(VVC))을 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 비디오 디코더(30)의 실시예는 추가로, 슬라이스/타일 그룹(또는 비디오 타일 그룹이라고도 함) 및/또는 타일(또는 비디오 타일이라고도 함)을 사용하여 화상을 파티셔닝 및/또는 디코딩하도록 구성되며, 여기서, 화상은 하나 이상의 슬라이스/타일 그룹(일반적으로 비충첩)을 사용하여 파티셔닝되거나 디코딩될 수 있으며, 각각의 슬라이스/타일 그룹은 예를 들어, 하나 이상의 블록(예: CTU) 또는 하나 이상의 타일을 포함할 수 있으며, 각 타일은 예를 들어, 직사각형 형상일 수 있으며, 하나 이상의 블록(예: CTU), 예를 들어, 완전 또는 부분 블록을 포함할 수 있다.
비디오 디코더(30)의 다른 변형들은 인코딩된 화상 데이터(21)를 디코딩하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 디코더(30)는 루프 필터링 유닛(320) 없이 출력 비디오 스트림을 생성할 수 있다. 예를 들어, 비 변환 기반 디코더(30)는 특정 블록 또는 프레임에 대해 역 변환 처리 유닛(312) 없이 직접 잔차 신호를 역 양자화할 수 있다. 다른 구현에서, 비디오 디코더(30)는 단일 유닛으로 조합된 역 양자화 유닛(310) 및 역 변환 처리 유닛(312)을 가질 수 있다.
인코더(20) 및 디코더(30)에서 현재 단계의 처리 결과가 추가로 처리되어 다음 단계로 출력될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 보간 필터링, 모션 벡터 유도 또는 루프 필터링 후에, 클립(Clip) 또는 시프트(shift)와 같은 추가 연산이 보간 필터링, 모션 벡터 유도 또는 루프 필터링의 처리 결과에 대해 수행될 수 있다.
추가 연산이 현재 블록의 유도된 모션 벡터(아핀 모드의 제어 포인트 모션 벡터, 아핀 모드와 평면 모드와 ATMVP 모드에서의 서브 블록 모션 벡터, 시간적 모션 벡터 및 등)에 적용될 수 있음을 유의해야 한다. 예를 들어, 모션 벡터의 값은 대표 비트(representing bit)에 따라 미리 정의된 범위로 제한된다. 모션 벡터의 대표 비트가 bitDepth이면, 범위는 -2^(bitDepth-1)~2^(bitDepth-1)-1이며, 여기서, "^"는 지수(exponentiation)를 의미한다. 예를 들어, bitDepth가 16과 같게 설정되면, 범위는 -32768 ~ 32767이며; bitDepth가 18과 같게 설정되면, 범위는 -131072 ~ 131071이다. 예를 들어, 유도된 모션 벡터의 값(예: 하나의 8×8 블록 내 4개의 4×4 서브 블록의 MV)은 4개의 4×4 서브블록 MV의 정수 부분 간의 최대 차이가 N 픽셀 이하가 되도록 제한되어, 예를 들어 1픽셀 이하이다. 다음은 bitDepth에 따라 모션 벡터를 제한하는 두 가지 방법을 제공한다.
도 4는 본 개시의 실시예에 따른 비디오 코딩 디바이스(400)의 개략도이다. 비디오 코딩 디바이스(400)는 여기에 설명된 바와 같이 개시된 실시예들을 구현하기에 적합하다. 일 실시 예에서, 비디오 코딩 디바이스(400)는 도 1a의 비디오 디코더(30)와 같은 디코더 또는 도 1a의 비디오 인코더(20)와 같은 인코더일 수 있다. 비디오 코딩 디바이스(400)는 데이터를 수신하기 위한 진입(ingress) 포트(410)(또는 입력 포트(410)) 및 수신기 유닛(Rx)(420); 데이터를 처리하는 프로세서, 로직 유닛 또는 중앙 처리 유닛(central processing unit, CPU)(430); 데이터를 전송하기 위한 송신기 유닛(Tx)(440) 및 출구(egress) 포트(450)(또는 출력 포트(450); 및 데이터를 저장하기 위한 메모리(460)를 포함한다. 비디오 코딩 디바이스(400)는 또한 광학적 또는 전기적 신호의 유출 또는 유입을 위해 진입 포트(410), 수신기 유닛(420), 송신기 유닛(440) 및 출구 포트(450)에 결합된, 광-전기(optical-to-electrical, OE) 컴포넌트 및 전기-광(electrical-to-optical, EO) 컴포넌트를 포함할 수 있다.
프로세서(430)는 하드웨어 및 소프트웨어로 구현된다. 프로세서(430)는 하나 이상의 CPU 칩, 코어(예: 멀티 코어 프로세서), FPGA, ASIC 및 DSP로 구현될 수 있다. 프로세서(430)는 진입 포트(410), 수신기 유닛(420), 송신기 유닛(440), 출구 포트(450) 및 메모리(460)와 통신한다. 프로세서(430)는 코딩 모듈(470)을 포함한다. 코딩 모듈(470)은 위에서 설명된 개시된 실시예들을 구현한다. 예를 들어, 코딩 모듈(470)은 다양한 코딩 동작을 구현, 처리, 준비 또는 제공한다. 따라서, 코딩 모듈(470)의 포함은 비디오 코딩 디바이스(400)의 기능에 실질적인 개선을 제공하고, 비디오 코딩 디바이스(400)의 상이한 상태로의 변환에 영향을 미친다. 다르게는, 코딩 모듈(470)은 메모리(460)에 저장되고 프로세서(430)에 의해 실행되는 명령으로서 구현된다.
메모리(460)는 하나 이상의 디스크(disk), 테이프 드라이브 및 솔리드 스테이트 드라이브를 포함할 수 있으며, 오버 플로우 데이터 저장 디바이스로 사용되어 이러한 프로그램 실행을 위해 선택될 때 프로그램을 저장하고 프로그램 실행 중에 판독되는 명령 및 데이터를 저장한다. 메모리(460)는 예를 들어, 휘발성 및/또는 비 휘발성일 수 있으며, 판독 전용 메모리(read-only memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM), 터너리 콘텐츠 주소 지정 가능 메모리(ternary content-addressable memory, TCAM) 및/또는 정적 랜덤 액세스 메모리(static random-access memory, SRAM)일 수 있다
도 5는 예시적인 실시 예에 따라 도 1a로부터의 소스 디바이스(12) 및 목적지 디바이스(14) 중 하나 또는 둘 모두로서 사용될 수 있는 장치(500)의 단순화된 블록도이다.
장치(500)의 프로세서(502)는 중앙 처리 유닛일 수 있다. 다르게는, 프로세서(502)는 현재 존재하거나 향후 개발될 정보를 조작하거나 처리할 수 있는 임의의 다른 유형의 디바이스 또는 다중 디바이스일 수 있다. 개시된 구현은 도시된 바와 같이 단일 프로세서, 예를 들어 프로세서(502)로 실행될 수 있지만, 속도 및 효율성의 이점은 하나 이상의 프로세서를 사용하여 달성될 수 있다.
장치(500)의 메모리(504)는 구현에서 판독 전용 메모리(read only memory, ROM) 디바이스 또는 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 디바이스일 수 있다. 임의의 다른 적절한 유형의 저장 디바이스가 메모리(504)로 사용될 수 있다 메모리(504)는 버스(512)를 사용하여 프로세서(502)에 의해 액세스되는 코드 및 데이터(506)를 포함할 수 있다. 메모리(504)는 운영 체제(508) 및 애플리케이션 프로그램(510)을 더 포함할 수 있으며, 애플리케이션 프로그램(510)은 프로세서(502)가 여기에 설명된 방법을 수행하도록 허용하는 적어도 하나의 프로그램을 포함한다. 예를 들어, 애플리케이션 프로그램(510)은 여기에 설명된 방법을 수행하는 비디오 코딩 애플리케이션을 더 포함하는 애플리케이션 1 내지 애플리케이션 N을 포함할 수 있다.
장치(500)는 또한 디스플레이(518)와 같은 하나 이상의 출력 디바이스를 포함할 수 있다. 디스플레이(518)는, 일 예에서, 터치 입력을 감지하도록 작동 가능한 터치 감지 엘리먼트와 디스플레이를 조합하는 터치 감지 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(518)는 버스(512)를 통해 프로세서(502)에 결합될 수 있다.
여기서는 단일 버스로 도시되어 있지만, 장치(500)의 버스(512)는 다중 버스로 구성될 수 있다. 또한, 보조 스토리지(514)는 장치(500)의 다른 컴포넌트에 직접 결합될 수 있거나 네트워크를 통해 액세스될 수 있으며, 메모리 카드와 같은 단일 통합 유닛 또는 다중 메모리 카드와 같은 다중 유닛을 포함할 수 있다. 따라서, 장치(500)는 매우 다양한 구성으로 구현될 수 있다.
본 출원의 현재 솔루션으로 구현될 수 있는 몇 가지 기술은 다음과 같이 소개된다. 기술에 대한 설명은 웹사이트 http://phenix.int-evry.fr/jvet/에서 다운로드할 수 있는 JVET-P2001-v14 및 JVET-P2002-v2 문서를 참조한다. 특정 구현은 JVET-P2001-v14 및 JVET-P2002-v2에 의해 도입된 기술을 기반으로 다양한 변형을 가질 수 있으며, 이는 본 출원에 의해 제한되지 않는다.
이중 예측 옵티컬 플로 개선(Bi-predictive Optical flow refinement)
이중 예측 옵티컬 플로 개선은 이중 예측을 위해 일반적으로 시그널링되는 정보 이외의 정보를 비트스트림에 명시적으로 시그널링하지 않고 이중 예측의 정확도를 향상시키는 프로세스이다.
이중 예측에서, 두 개의 모션 벡터에 따라 두 개의 인터 예측을 획득한 후 가중 평균을 적용하여 예측을 조합한다. 조합된 예측은 2개의 참조 패치(Prediction1, Prediction2)의 양자화 노이즈가 제거되어 단일 예측에 비해 코딩 효율을 향상시키기 때문에 감소된 잔류 에너지를 초래할 수 있다. 이중 예측의 가중 조합은 다음 수식:
이중 예측(Bi-prediction) = Prediction1 * W1 + Prediction2 * W2 + K,
에 의해 수행될 수 있으며, 여기서 W1 및 W2는 시그널링되거나 미리 정의될 수 있는 추가 팩터이다. K는 시그널링되거나 미리 정의될 수도 있는 추가 팩터이다. 예를 들어, 다음:
이중 예측 =(Prediction1 + Prediction2)/2,
을 사용하여 이중 예측이 획득될 수 있으며, 여기서 W1 및 W2는 0.5로 설정되고 K는 0으로 설정된다.
옵티컬 플로 개선의 목표는 이중 예측의 정확도를 향상시키는 것이다. 옵티컬 플로는 객체나 카메라의 움직임으로 인해 연속된 두 프레임 사이의 이미지 객체의 외관상 모션 패턴이다. 옵티컬 플로 개선 프로세스는 옵티컬 플로 수식을 적용하여 이중 예측의 정확도를 향상시킨다.
제1 프레임의 픽셀 I(x,y,t)를 고려한다(x 및 y는 공간 좌표에 대응하고 t는 시간 차원에 대응함). dt 시간 이후에 찍은 다음 프레임에서 거리(vx, vy)만큼 이동한다. 이러한 픽셀은 동일하고 강도가 변경되지 않기 때문에 옵티컬 플로 수식은 다음:
I(x,y,t) = I(x+ vx ,y+ vy ,t+dt)
과 같이 주어지며, I(x,y,t)는 (x,y,t) 좌표에서 픽셀의 강도(샘플 값)를 지정한다.
작은 변위(displacement)와 Taylor 시리즈 확장(series expansion)의 고차 항을 무시할 수 있다고 가정하면, 옵티컬 플로 수식은 다음:
= 0
과 같이 쓸 수도 있으며, 여기서 및 은 위치(x,y)에서의 수평 공간 샘플 그레이디언트(gradient) 및 수직 공간 샘플 그레이디언트이며, 은 (x,y)에서의 편시간 도함수(partial temporal derivative)이다.
옵티컬 플로 개선은 이중 예측의 품질을 향상시키기 위해 위의 원리를 활용한다.
옵티컬 플로 개선의 구현에는 일반적으로 다음 단계를 포함한다:
1. 샘플 그레이디언트를 계산하는 단계;
2. 제1 예측과 제2 예측 간의 차이를 계산하는 단계;
3. 다음 옵티컬 플로 수식:
을 사용하여 획득된 두 참조 패치 간의 오차 를 최소화하는 픽셀 또는 픽셀 그룹의 변위를 계산하는 단계;
여기서 I(0)은 제1 예측의 샘플 값에 대응하고, I(1)은 제2 예측의 샘플 값이며, vx 및 vy는 -x 및 -y 방향으로 계산된 변위이고, 및 는 x 및 y 방향의 그레이디언트이며, 및 은 제1 예측과 제2 예측이 획득된 참조 화상까지의 거리를 나타낸다. 일부 접근 방식은 제곱 오차의 합을 최소화하는 반면 일부 접근 방식은 절대 오차의 합을 최소화한다. 주어진 위치(x,y) 주변의 샘플 패치는 최소화 문제를 해결하는 데 사용된다.
4. 다음과 같은 옵티컬 플로 수식:
의 특정 구현을 사용하는 단계.
여기서 pred BIO는 옵티컬 플로 개선 프로세스의 출력인 수정된 예측을 지정한다.
샘플 그레이디언트는 다음 수식:
으로 획득될 수 있다.
일부 실시예에서, 각 픽셀에 대한 변위를 추정하는 복잡성을 줄이기 위해, 변위는 픽셀 그룹에 대해 추정된다. 일부 예에서, 4×4 루마 샘플들의 블록에 대한 개선된 이중 예측을 계산하기 위해, 중심에 샘플들의 4×4 블록을 갖는 8×8 루마 샘플들의 블록의 샘플 값들을 사용하여 변위들이 추정된다.
옵티컬 플로 개선 프로세스의 입력은 두 개의 참조 화상으로부터의 예측 샘플이고, 옵티컬 플로 개선의 출력은 옵티컬 플로 수식에 따라 계산되는 조합 예측(pred BIO)이다.
일부 실시예에서, 옵티컬 플로는 더 높은 비트 심도 항(higher bit-depth term)을 포함하는 곱셈을 제거하기 위해 다음 수식을 사용하여 결정된다. 추정에 사용된 샘플(즉, i 및 j 범위)은 옵티컬 플로가 추정되는 현재 샘플 또는 샘플의 현재 블록 근처에 있는 각 참조에서 예측된 샘플 세트이다. 일 예에서, 4×4 샘플의 현재 블록에 대해, 중앙에 샘플의 4×4 블록이 있는 각 참조에서 예측된 샘플의 6×6 블록이 사용된다.
특정 예에서 양방향 옵티컬 플로 예측 프로세스가 도입되었다.
이 프로세스에 대한 입력은 다음과 같다.
- 현재 코딩 블록의 너비와 높이를 지정하는 두 개의 변수 nCbW 및 nCbH,
- 2개의 (nCbW + 2)x(nCbH + 2) 루마 예측 샘플 어레이 predSamplesL0 및 predSamplesL1,
- 예측 리스트 활용(prediction list utilization) 플래그 predFlagL0 및 predFlagL1,
- 참조 인덱스 refIdxL0 및 refIdxL1,
- xIdx = 0..(nCbW >> 2) - 1, yIdx = 0..(nCbH >> 2) - 1인, 양방향 옵티컬 플로 활용 플래그 bdofUtilizationFlag[xIdx][yIdx].
이 프로세스의 출력은 루마 예측 샘플 값의((nCbW)x(nCbH) array pbSamples이다.
변수 bitDepth, shift1, shift2, shift3, shift4, offset4 및 mvRefineThres는 다음과 같이 유도된다.
- 변수 bitDepth는 BitDepthY와 같게 설정된다.
- 변수 shift1은 Max(2, 14 - bitDepth)와 같게 설정된다.
- 변수 shift2는 Max(8, bitDepth - 4)와 같게 설정된다.
- 변수 shift3은 Max(5, bitDepth - 7)와 같게 설정된다.
- 변수 shift4는 Max(3, 15 - bitDepth)와 같게 설정되고 변수 offset4는 1 <<(shift4 - 1)과 같게 설정된다.
- 변수 mvRefineThres는 Max(2, 1 <<(13 - bitDepth))와 같게 설정된다.
xIdx = 0..(nCbW >> 2) - 1 및 yIdx = 0..(nCbH >> 2) - 1에 대해, 다음이 적용된다.
- 변수 xSb는 (xIdx << 2) + 1과 같게 설정되고, ySb는 (yIdx << 2) + 1과 같게 설정된다.
- bdofUtilizationFlag[xSbIdx][yIdx]가 FALSE와 같으면, x = xSb - 1..xSb 2, y = ySb - 1.. ySb 2인 경우, 현재 서브블록의 예측 샘플 값은 다음과 같이 유도된다:
- 그렇지 않으면(bdofUtilizationFlag[xSbIdx][yIdx]는 TRUE와 같음), 현재 서브블록의 예측 샘플 값은 다음과 같이 유도된다:
- x =xSb - 1..xSb + 4, y = ySb - 1..ySb + 4의 경우, 다음과 같은 순서화된 단계가 적용된다.
1. 예측 샘플 어레이 내부의 대응 샘플 위치(x, y) 각각에 대한 위치(hx, vy)는 다음과 같이 유도된다:
2. 변수 gradientHL0[x][y], gradientVL0[x][y], gradientHL1[x][y] 및 gradientVL1[x][y]는 다음과 같이 유도된다:
3. 변수 temp[x][y], tempH[x][y] 및 tempV[x][y]는 다음과 같이 유도된다:
- 변수 sGx2, sGy2, sGxGy, sGxdI 및 sGydI는 다음과 같이 유도된다:
- 현재 서브 블록의 수평 및 수직 모션 오프셋은 다음과 같이 유도된다:
- x =xSb - 1..xSb + 2, y = ySb - 1..ySb + 2의 경우, 현재 서브 블록의 예측 샘플 값은 다음과 같이 유도된다:
옵티컬 플로를 추정하는 전통적인 방법은 옵티컬 플로 수식을 사용하여 두 예측된 패치 사이의 오차 의 제곱 값의 합을 최소화하려고 시도한다. 이러한 방법을 사용하려면 샘플 그레이디언트의 합에 대한 제곱 값을 계산하고 샘플 차이를 샘플 그레이디언트의 합과 곱해야 한다. 이러한 곱셈은 곱 항의 비트 심도를 증가시키고 이중 예측 옵티컬 플로 기반 정제를 위한 계산 복잡성과 누산기를 증가시킨다. 옵티컬 플로 추정 방법의 대체 방법은,
(a) 제곱 값의 합 대신에 두 참조에서 그레이디언트의 합에 대한 절대 값의 합을 사용하고;
(b) 샘플 그래이던트의 합과 샘플 차이의 곱을 샘플 그레이디언트의 합의 부호와 샘플 차이의 곱으로 대체하는 것; 후자는 샘플 그레이디언트의 합의 부호를 기반으로, 누적된 값에 샘플 차이 값을 더하거나 빼서 곱하지 않고 수행할 수 있음
에 의해, 임의의 곱셈의 필요성을 제거한다.
그러나, 이 방법은 제곱 오차의 합을 최소화하는 방법에 비해 압축 효율이 떨어진다. 따라서, 이러한 방법에 의해 제공되는 계산 단순화를 유지하면서 압축 효율의 이러한 저하를 줄일 수 있는 방법이 필요하다.
본 출원의 실시예는 수평 샘플 그레이디언트의 합과 수직 샘플 그레이디언트의 합의 부호를 계산하는 방법을 수정한다. 기존의 sign(x) 평가(evaluation)는 x의 양수 값에 대해 값 1, x의 음수 값에 대해 값 -1, x가 0일 때 값 0을 반환한다. 본 출원에서, 샘플 그레이디언트의 합의 비트 심도에 의존하는 미리 결정된 임계값 T가 사용된다. sign(x)는 T보다 큰 x 값에 대해 1 값, -T보다 작은 x 값에 대해 -1 값, 그렇지 않으면 0 값을 반환하도록 수정된다. 이러한 변화에 따라 옵티컬 플로 추정 방법은 계속해서 곱셈이 필요하지 않는다.
본 출원의 대안적인 실시예는 (예를 들어, 미리 결정된 수의 비트 위치만큼 값을 오른쪽으로 시프트하는 것에 의해) 수평 그레이디언트의 합과 수직 그레이디언트의 합을 감소된 비트 심도 값으로 먼저 양자화할 수 있다 그 후, 미리 결정된 임계값은 또한 sing(x) 출력 값을 획득하기 전에 그에 따라 양자화될 수 있다.
특정 실시예에서, 현재 애플리케이션은 sign(x)를 3개 이상의 레벨을 갖는 출력으로 대체할 수 있다. 일 예에서, 출력 레벨의 수는 5이다. 미리 결정된 제2 임계값 T'는 T'보다 큰 그레이디언트의 합에 대한 출력 값이 2가 되고 -T'보다 작은 출력 값은 -2가 되도록 사용된다. 샘플 차이에 대해 1비트 산술 왼쪽 시프트를 사용하여 곱셈을 여전히 피할 수 있다.
본 출원의 실시예는 -T와 T 사이에 속하는 샘플 그레이디언트 값을 갖는 샘플과 관련된 샘플 차이를 억제하는 것에 의해 코딩 효율성을 개선한다. 곱셈이 없는 방법의 낮은 계산 복잡도 측면이 유지된다.
본 출원의 제1 예시적인 실시예에 따르면, 현재 코딩 블록의 이중 예측을 위한 단계는 다음 단계를 포함한다:
단계 0: 현재 코딩 블록에 대한 한 쌍의 모션 벡터를 획득한다.
일부 실현 가능한 구현에서, 2개의 모션 벡터가 입력으로서 획득된다. 초기 모션 벡터는 비트스트림의 지시(indication) 정보에 기반하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 인덱스는 비트스트림에서 시그널링될 수 있고, 인덱스는 후보 모션 벡터 리스트에서의 위치를 나타낸다. 다른 예에서, 모션 벡터 예측자 인덱스 및 모션 벡터 차이 값은 비트스트림에서 시그널링될 수 있다. 다른 예에서, 이들 모션 벡터는 비트스트림에 지시된 모션 벡터의 초기 쌍으로부터 시작하는 모션 벡터 개선(motion vector refinement)을 사용하여 개선 모션 벡터로서 유도될 수 있다.
다른 예에서, 참조 화상 지시는 획득된 모션 벡터 쌍에서 주어진 모션 벡터가 연관되는 참조 화상을 지시하기 위해 비트스트림으로부터 획득될 수 있다.
단계 1: 한 쌍의 모션 벡터를 사용하여 2개의 참조 화상으로부터 중간 비트 심도에서 제1 예측된 샘플의 블록을 획득한다.
일부 실현 가능한 구현에서, 획득된 모션 벡터 쌍 및 K-탭 보간(K-tap interpolation) 필터에 따라 각각의 참조 프레임에서 제1 단방향 예측(uni-directional prediction)이 획득된다. 보다 구체적으로, 예측은 모션 벡터가 정수 샘플 위치에 대응할 때 재구성된 참조 샘플 값을 획득한다. 모션 벡터가 0이 아닌 수평 컴포넌트와 0인 수직 컴포넌트를 가지면, 수평 K-탭 보간을 수행하여 예측 샘플 값을 획득한다. 모션 벡터가 0이 아닌 수직 컴포넌트와 0인 수평 컴포넌트를 가지면, 수직 K-탭 보간을 수행하여 예측 샘플 값을 획득한다. 모션 벡터가 수평 컴포넌트 및 수직 컴포넌트 모두에 대해 0이 아닌 값을 가지면, 수평 보간이 먼저 수행된 후 수직 보간이 수행되는 2차원 분리 가능한 K-탭 보간(2-D separable K-tap interpolation)이 수행되어, 예측 샘플 값을 획득한다.
단계 2: 옵티컬 플로 수식을 사용하여 각 참조에서 대응하는 제1 예측 샘플 사이의 샘플 차이, 각 참조에서 수평 샘플 그레이디언트 및 각 참조에서 수직 샘플 그레이디언트를 사용하여 옵티컬 플로를 계산한다.
옵티컬 플로 계산은 두 참조에 걸친 수평 샘플 그레이디언트의 합 또는 두 참조에 걸친 수직 샘플 그레이디언트의 합을 입력으로 사용하고, N개의 가능한 값 중 하나를 출력으로 반환하는 함수를 사용하며, 여기서 N은 3보다 크거나 같은 홀수 양수 값이다. 함수의 반환 값은 입력 값의 부호와 미리 결정된 제1 임계값 T에 대한 입력의 절대값 비교를 기반으로 한다.
일부 실현 가능한 구현에서, 옵티컬 플로는 각 참조에 대해 단계 1에서 획득된 예측 샘플의 제1 세트를 사용하여 주어진 현재 코딩 유닛의 각 서브블록에 대해 추정된다. 일 예에서, 참조된 제1 참조에 대한 예측 샘플이 으로 표현되고 참조된 제2 참조에 대한 예측 샘플이 로 표현된다고 가정하면, 각 참조의 수평 샘플 그레이디언트 및 수직 샘플 그레이디언트(이하, 제1 참조에서 Gx0, Gy0 및 제2 참조에서 Gx1, Gy1로 표현됨)로 표현되며, 현재 코딩 서브 블록 내의 위치 세트에 대해 계산된다. 위치(x,y)에서의 수평 샘플 그레이디언트는 이 위치의 우측에 있는 샘플 값과 이 위치의 좌측에 있는 샘플 값 사이의 차이를 취하여 계산된다. 위치(x,y)에서의 수직 샘플 그레이디언트는 이 위치 아래의 샘플 값과 이 위치 위의 샘플 값 간의 차이를 취하여 계산된다. 옵티컬 플로는 다음과 같이 추정된다.
함수 f(x)는 수평 그레이디언트의 합 또는 수직 그레이디언트의 합을 입력으로 취하고, N개의 가능한 값 중 하나를 취하는 출력을 생성하며, 여기서 N은 3보다 크거나 같은 양의 홀수 정수 값이다. 출력 값은 입력 값과 미리 결정된 제1 임계값 T에 따라 달라진다. 일 예에서 N은 값 3을 취한다. 출력 값은 3개의 가능한 값 -1, 0, 1 중 하나이다. 이것은 다음과 같이 결정된다.
다르게는, 다음과 같이 작성할 수 있다.
그렇지 않으면, .
도 6은 입력 값(수평 또는 수직 방향으로 두 참조 사이의 대응하는 샘플 그레이디언트의 합)과 미리 결정된 제1 임계값 T을 기반으로 3개의 가능한 값 중 하나를 취하는 출력 값 사이의 관계를 보여준다. 출력은 함수가 각 파티션에 대해 가능한 출력 값 중 하나를 취하도록 미리 결정된 제1 임계값 T를 기반으로 입력의 동적 범위를 3개의 부분으로 파티셔닝하거나 양자화하는 유형으로 볼 수 있다.
미리 결정된 제1 임계값 T는 샘플 그레이디언트 합의 비트 심도를 사용하여 결정된다. 일부 예에서, 샘플 그레이디언트들의 합은 예측 샘플들의 샘플 비트 심도에 의존하는 값을 취한다. 다른 예에서, 샘플 그레이디언트의 합은 샘플 비트 심도 및 원하는 비트 심도에 기반하여 원하는 비트 심도에 있도록 조정된다(예를 들어, 비트 세트를 통해 우측 또는 좌측으로 시프트됨). 일 예에서, 입력 비트 심도가 10비트일 때 T는 3의 값을 취한다.
s3 및 s4에 대한 수식은 합의 각 항에 대한 곱셈을 보여주지만, 0이 아닌 출력 값일 때 주어진 (i,j) 조합에 대한 샘플 차이를 누산기에 조건적으로 추가하거나 감산함으로써 합산(summation)을 곱셈 없이 구현할 수 있는 것으로 이해된다. 구체적으로, 출력 값이 1일 때 샘플 차이가 더해지고 출력 값이 -1일 때 샘플 차이가 감산된다. 다른 예에서, f(x)는 도 7에 도시된 바와 같이 N=5개의 가능한 값, 즉 -2, -1, 0, 1, 2 중 하나를 취할 수 있는 출력을 생성할 수 있다. 도면에서 미리 결정된 제2 임계값 T'는 입력의 동적 범위와 원하는 출력 레벨 수에 따라 다르다.
일 예에서 입력의 동적 범위는 4개의 동일한 부분으로 파티셔닝된다. 다시 말해서, 입력이 10비트 부호 있는 값(10-bit signed value)이면, 동적 범위는 -512에서 511 사이가 될 수 있다. 이것은 범위 (-512 ~ -257), (-256 ~ -1), (0, 255) 및 (256, 512)로 파티셔닝된다. 따라서 제2 미리 결정된 임계값 T'는 이 예에서 256이다. 범위 (-512 ~ -257)의 입력에 대한 출력 값은 -2이다. 범위 (-256 ~ -1)는 (-256 ~ -T-1) 및 (-T ~ -1)로 분할된다. 범위 (-256 ~ -T-1)의 입력에 대한 출력 값은 -1이다. 범위 (0,255)는 범위 (0 ~ T)와 (T+1 ~ 255)로 분할된다. 범위(-T ~ T)의 입력에 대한 출력 값은 0이다. 범위(T+1 ~ 255)의 입력에 대한 출력 값은 1이다. 범위(256 ~ 511)의 입력에 대한 출력 값은 2이다. 따라서 출력 값은 5개의 가능한 값 -2, -1, 0, 1 및 2를 취할 수 있다.
단계 3: 각 참조의 제1 예측 샘플, 계산된 옵티컬 플로, 각 참조의 수평 샘플 그레이디언트 값 및 수직 샘플 그레이디언트 값을 사용하여 현재 코딩 블록에 대한 최종 인터 이중 예측 샘플을 획득한다.
도 8은 현재 애플리케이션의 처리를 도시한다. 블록(810)은 단계 0에 대응하며, 여기서 현재 코딩 블록에 대한 한 쌍의 참조 화상에 대해 MV 쌍이 획득된다. 블록(820)은 단계 1에 대응하며, 여기서 획득된 MV 쌍 및 참조 쌍의 재구성된 참조 루마 샘플을 사용하여 각 참조에서 제1 예측이 획득된다. 블록(830)은 단계 2에 대응하며, 여기서 각 참조에서 획득된 제1 예측에 기반하여 옵티컬 플로가 계산된다. 옵티컬 플로 계산은 샘플 차이와 수평 방향과 수직 방향의 샘플 그레이디언트의 합에 따라 달라진다. 옵티컬 플로 계산은 수평 또는 수직 방향의 샘플 그레이디언트의 합을 취하고, 입력 값의 부호와 출력 값을 생성하기 위해 미리 결정된 제1 임계값에 따라 달라지는 출력 값을 생성하는 함수를 사용한다. 출력 값은 N개의 가능한 값 중 하나를 취할 수 있으며, 여기서 N은 3보다 크거나 같은 값을 취하는 작고 양의 홀수 정수이다. 블록(840)은 단계 3에 대응하며, 여기서 현재 코딩 블록에 대한 이중 예측 샘플이 제1 예측 샘플 및 계산된 옵티컬 플로에 기반하여 획득된다.
도 9는 현재 애플리케이션의 다른 처리를 도시한다.
S901: 현재 블록에 대한 이중 예측의 초기 모션 벡터 쌍을 획득한다.
초기 모션 벡터 쌍은 예를 들어, 병합 모드, AMVP(Advanced Motion Vector Perdition) 모드, 아핀 모드 등과 같은 임의의 기존 양방향 예측 방법으로 획득될 수 있다. 일반적으로 초기 모션 벡터 쌍은 현재 블록의 적어도 하나의 공간적 및/또는 시간적 이웃 블록의 모션 정보에 따라 획득된다. 현재 블록은 코딩 유닛 또는 코딩 유닛의 서브 블록일 수 있다.
S902: 초기 모션 벡터 쌍을 사용하여 순방향(forward) 예측 블록 및 역방향(backward) 예측 블록을 획득한다.
현재 블록의 모든 샘플에 대해, 해당 샘플에 대응하는 순방향 예측 샘플 및 역방향 예측 샘플이 순방향 예측 블록 및 역방향 예측 블록에서 각각 결정된다는 것을 이해할 수 있다.
S903: 대응하는 순방향 예측 샘플 및 역방향 예측 샘플에 기반하여 현재 블록의 샘플에 대한 그레이디언트 파라미터를 계산한다.
예를 들어, 그레이디언트 파라미터는 순방향 수평(forward horizontal) 그레이디언트, 역방향 수평(backward horizontal) 그레이디언트, 역방향 수평 그레이디언트 및 역방향 수평 그레이디언트를 포함할 수 있다.
샘플이 pbSamples[x][y]라고 가정하면, 순방향 예측 샘플은 predSamplesL0[x][y]이고 역방향 예측 샘플은 predSamplesL1[x][y]이다.
순방향 수평 그레이디언트:
gradientHL0[x][y] predSamplesL0[x+1][y] - predSamplesL0[x-1][y];
순방향 수직 그레이디언트:
gradientVL0[x][y] = predSamplesL0[x][y+1] - predSamplesL0[x][y-1];
역방향 수평 그레이디언트:
gradientHL1[x][y] = predSamplesL1[x+1][y] - predSamplesL1[x-1][y];
역방향 수직 그레이디언트:
gradientVL1[x][y] = predSamplesL1[x][y+1] - predSamplesL1[x][y-1];
S904: 그레이디언트 파라미터에 기반하여 샘플에 대한 샘플 옵티컬 플로 파라미터를 획득한다.
예를 들어, 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 샘플 차이, 수평 평균 그레이디언트 및 수직 평균 그레이디언트를 포함할 수 있다.
샘플 차이:
diff[x][y] = predSamplesL0[x][y] - predSamplesL1[x][y];
수평 평균 그레이디언트:
TempH[x][y] =(gradientHL0[x][y] + gradientHL1[x][y])/2;
수직 평균 그레이디언트:
TempV[x][y] =(gradientVL0[x][y] + gradientVL1[x][y])/2.
S905: 현재 블록의 샘플에 대한 샘플 옵티컬 플로 파라미터의 적어도 일부에 기반하여 블록 옵티컬 플로 파라미터를 획득한다.
블록 옵티컬 플로 파라미터 중 적어도 하나는 제1 샘플 옵티컬 플로 파라미터와 제2 샘플 옵티컬 플로 파라미터의 부호 함수의 출력 값 사이의 곱셈에 의해 획득된다.
일 예에서, 부호 함수는 다음과 같다:
다른 예에서, T는 0이므로 부호 함수는 다음과 같다:
일 예에서, 부호 함수는 다음과 같다:
그리고 이 예에서, 2를 곱하는 것이 1비트 왼쪽 시프트 연산으로 대체될 수 있으므로, 곱셈도 피할 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
예를 들어, 현재 블록이 4×4 블록이라고 가정하면, 현재 블록의 최상위 샘플 좌표가 (xSb, ySb)이고 블록 옵티컬 플로 파라미터는 다음을 포함할 수 있다:
S906: 순방향 예측 블록, 역방향 예측 블록, 블록 옵티컬 플로 파라미터 및 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 현재 블록의 예측 값을 획득한다.
도 9에 도시된 실시예에 따르면, 다른 구체적인 예가 도입된다.
이 프로세스에 대한 입력은 다음과 같다.
- 현재 코딩 블록의 너비와 높이를 지정하는 두 개의 변수 nCbW 및 nCbH,
- 2개의 (nCbW + 2)×(nCbH + 2) 루마 예측 샘플 어레이 predSamplesL0 및 predSamplesL1,
- 예측 리스트 활용 플래그 predFlagL0 및 predFlagL1,
- 참조 인덱스 refIdxL0 및 refIdxL1,
- 양방향 옵티컬 플로 활용 플래그 sbBdofFlag.
이 프로세스의 출력은 루마 예측 샘플 값의((nCbW)×(nCbH) array pbSamples이다.
변수 shift1, shift2, shift3, shift4, offset4 및 mvRefineThres는 다음과 같이 유도된다.
- 변수 shift1은 6과 같게 설정된다.
- 변수 shift2는 4와 같게 설정된다.
- 변수 shift3은 1과 같게 설정된다.
- 변수 shift4는 Max(3, 15 - BitDepth)와 같게 설정되고, 변수 offset4는 1 <<(shift4 - 1)과 같게 설정된다.
- 변수 mvRefineThres 변수는 1 << 5와 같게 설정된다.
xIdx = 0..(nCbW >> 2) - 1 및 yIdx = 0..(nCbH >> 2) - 1에 대해, 다음이 적용된다.
- 변수 xSb는 (xIdx << 2) + 1과 같게 설정되고, ySb는 (yIdx << 2) + 1과 같게 설정된다.
- sbBdofFlag가 FALSE와 같으면, x = xSb - 1..xSb + 2, y = ySb - 1.. ySb + 2인 경우, 현재 서브블록의 예측 샘플 값은 다음과 같이 유도된다:
- 그렇지 않으면(sbBdofFlag가 TRUE와 같음) 현재 서브블록의 예측 샘플 값은 다음과 같이 유도된다:
- x =xSb - 1..xSb + 4, y = ySb - 1..ySb + 4에 대해, 다음 순서화된 단계가 적용된다:
4. 예측 샘플 어레이 내부의 대응하는 샘플 위치(x, y) 각각에 대한 위치(hx, vy)는 다음과 같이 유도된다:
5. 변수 gradientHL0[x][y], gradientVL0[x][y], gradientHL1[x][y] 및 gradientVL1[x][y]는 다음과 같이 유도된다:
6. 변수 diff[x][y], tempH[x][y] 및 tempV[x][y]는 다음과 같이 유도된다:
- 변수 sGx2, sGy2, sGxGy, sGxdI 및 sGydI는 다음과 같이 유도된다:
- 현재 서브 블록의 수평 및 수직 모션 오프셋은 다음과 같이 유도된다:
- x =xSb - 1..xSb + 2, y = ySb - 1..ySb + 2에 대해, 현재 서브 블록의 예측 샘플 값은 다음과 같이 유도된다.
다른 실시예에서, 도 10은 본 출원의 장치를 도시한다.
양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치(1000)에 있어서, 현재 블록에 대한 초기 모션 벡터 쌍을 획득하도록 - 초기 모션 벡터 쌍은 순방향 모션 벡터 및 역방향 모션 벡터를 포함함 - 구성된 획득 모듈(1001); 순방향 모션 벡터에 따른 순방향 예측 블록 및 역방향 모션 벡터에 따른 역방향 예측 블록을 획득하도록 구성된 패칭 모듈(1002); 현재 샘플에 대응하는 순방향 예측 샘플 및 역방향 예측 샘플에 기반하여 현재 블록의 현재 샘플에 대한 그레이디언트 파라미터를 계산하도록 - 순방향 예측 샘플은 순방향 예측 블록에 있고 역방향 예측 샘플은 역방향 예측 블록에 있음 - 구성된 그레이디언트 모듈(1003); 그레이디언트 파라미터에 기반하여 현재 샘플에 대한 적어도 2개의 샘플 옵티컬 플로 파라미터를 획득하도록 - 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 포함함 - 구성된 계산 모듈(1004); 현재 블록의 샘플의 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 블록 옵티컬 플로 파라미터를 획득하도록 - 블록 옵티컬 플로 파라미터 중 하나는 제1 파라미터의 값과 제2 파라미터의 부호 함수의 값을 곱하는 것을 포함하는 연산에 의해 획득되며, 부호 함수는 적어도 3개의 서브간격을 갖는 개별식 함수(piecewise function)임 - 구성된 트레이닝 모듈(1005); 및 순방향 예측 블록, 역방향 예측 블록, 블록 옵티컬 플로 파라미터 및 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 현재 블록의 예측 값을 획득하도록 구성된 예측 모듈(1006)을 포함한다.
실현 가능한 구현에서, 부호 함수는 다음:
과 같으며, 여기서 T는 음이 아닌 실수이다.
실행 가능한 구현에서, T는 0이며; 이에 따라 부호 함수는
이다.
실현 가능한 구현에서, 초기 모션 벡터 쌍은 현재 블록의 적어도 하나의 공간적 및/또는 시간적 이웃 블록의 모션 정보에 따라 획득된다.
실현 가능한 구현에서, 현재 블록은 코딩 유닛 또는 코딩 유닛의 서브 블록이다.
실현 가능한 구현에서, 그레이디언트 파라미터는 순방향 수평그레이디언트, 역방향 수평 그레이디언트, 순방향 수직 그레이디언트 및 역방향 수직 그레이디언트를 포함한다.
실현 가능한 구현에서, 순방향 수평 그레이디언트는 순방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 역방향 수평 그레이디언트는 역방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 순방향 수직 그레이디언트는 순방향 예측 샘플에 인접한 하부(bottom) 샘플과 상부(upper) 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 역방향 수직 그레이디언트는 역방향 예측 샘플에 인접한 하부 샘플과 상부 샘플의 차이이다.
실현 가능한 구현에서, 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 샘플 차이, 수평 평균 그레이디언트 및 수직 평균 그레이디언트를 포함한다.
실현 가능한 구현에서 제1 파라미터는 샘플 차이, 또는 수평 평균 그레이디언트, 또는 수직 평균 그레이디언트이다.
실현 가능한 구현에서, 제2 파라미터는 샘플 차이, 수평 평균 그레이디언트 또는 수직 평균 그레이디언트이고, 제2 파라미터는 제1 파라미터가 아니다.
다른 실시예에서, 도 11은 본 출원의 다른 장치를 도시한다.
양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치(1100)는, 하나 이상의 프로세서(1101); 및 프로세서에 결합되고 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체(1102)를 포함하며, 여기서 프로그래밍은 프로세서에 의해 실행될 때 도 9에 예시된 방법 중 임의의 하나를 수행하도록 장치를 구성한다.
본 출원의 다른 실시예에서, 컴퓨터 프로그램 제품은 도 9에 예시된 방법 중 어느 하나를 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함한다.
다음은 상술한 실시예에 도시된 바와 같은 인코딩 방법 및 디코딩 방법의 적용 및 이를 사용하는 시스템에 대한 설명이다.
도 12는 콘텐츠 배급 서비스를 실현하기 위한 콘텐츠 공급(content supply) 시스템(3100)을 나타내는 블록도이다. 이 콘텐츠 공급 시스템(3100)은 캡처 디바이스(3102), 단말 디바이스(3106)를 포함하고, 선택적으로 디스플레이(3126)를 포함한다. 캡처 디바이스(3102)는 통신 링크(3104)를 통해 단말 디바이스(3106)와 통신한다. 통신 링크는 전술한 통신 채널(13)을 포함할 수 있다. 통신 링크(3104)는 WIFI, 이더넷, 케이블, 무선(3G/4G/5G), USB, 또는 이들의 임의의 종류의 조합 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
캡처 디바이스(3102)는 데이터를 생성하고, 위의 실시예에서와 같은 인코딩 방법으로 데이터를 인코딩할 수 있다. 다르게는, 캡처 디바이스(3102)는 스트리밍 서버(도면에 도시되지 않음)에 데이터를 배포할 수 있고, 서버는 데이터를 인코딩하고 인코딩된 데이터를 단말 디바이스(3106)에 전송한다. 캡처 디바이스(3102)는 카메라, 스마트폰 또는 패드, 컴퓨터 또는 랩톱, 비디오 회의 시스템, PDA, 차량 탑재 디바이스, 또는 이들 중 임의의 것의 조합 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 캡처 디바이스(3102)는 전술한 바와 같이 소스 디바이스(12)를 포함할 수 있다. 데이터가 비디오를 포함할 때, 캡처 디바이스(3102)에 포함된 비디오 인코더(20)는 실제로 비디오 인코딩 처리를 수행할 수 있다. 데이터가 오디오(즉, 음성)를 포함할 때, 캡처 디바이스(3102)에 포함된 오디오 인코더는 실제로 오디오 인코딩 처리를 수행할 수 있다. 일부 실제 시나리오의 경우, 캡처 디바이스(3102)는 인코딩된 비디오 및 오디오 데이터를 함께 다중화하여 배포한다. 다른 실제 시나리오의 경우, 예를 들어 비디오 회의 시스템에서 인코딩된 오디오 데이터 및 인코딩된 비디오 데이터는 다중화되지 않는다. 캡처 디바이스(3102)는 인코딩된 오디오 데이터 및 인코딩된 비디오 데이터를 단말 디바이스(3106)에 개별적으로 배포한다.
콘텐츠 공급 시스템(3100)에서, 단말 디바이스(310)는 인코딩된 데이터를 수신하고 재생한다. 단말 디바이스(3106)는 스마트폰 또는 패드(3108), 컴퓨터 또는 랩톱(3110), 네트워크 비디오 레코더(network video recorder, NVR)/디지털 비디오 레코더(digital video recorder, DVR)(3112), TV(3114), 셋톱 박스(STB)(3116), 비디오 회의 시스템(3118), 비디오 감시 시스템(3120), 개인 휴대 정보 단말기(personal digital assistant, PDA)(3122), 차량 탑재 디바이스(3124), 또는 이들 중 임의의 조합, 또는 전술한 인코딩된 데이터를 디코딩할 수 있는 유사물과 같은 데이터 수신 및 복구 기능을 가진 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 단말 디바이스(3106)는 전술한 바와 같이 목적지 디바이스(14)를 포함할 수 있다. 인코딩된 데이터가 비디오를 포함할 때, 단말 디바이스에 포함된 비디오 디코더(30)는 비디오 디코딩을 수행하도록 우선 순위가 정해진다. 인코딩된 데이터가 오디오를 포함할 때, 단말 디바이스에 포함된 오디오 디코더는 오디오 디코딩 처리를 수행하도록 우선 순위가 지정된다.
디스플레이가 있는 단말 디바이스의 경우, 예를 들어 스마트폰 또는 패드(3108), 컴퓨터 또는 랩톱(3110), 네트워크 비디오 레코더(NVR)/디지털 비디오 레코더(DVR)(3112), TV(3114), 개인 휴대 정보 단말기(PDA)(3122) 또는 차량 탑재 디바이스(3124)에서, 단말 디바이스는 디코딩된 데이터를 자신의 디스플레이에 공급할 수 있다. 디스플레이가 없는 단말 디바이스, 예를 들어 STB(3116), 비디오 회의 시스템(3118) 또는 비디오 감시 시스템(3120)의 경우, 외부 디스플레이(3126)가 내부에 접속되어 디코딩된 데이터를 수신하고 보여준다.
이 시스템의 각 디바이스가 인코딩 또는 디코딩를 수행할 때, 전술한 실시예에 도시된 바와 같이 화상 인코딩 디바이스 또는 화상 디코딩 디바이스가 사용될 수 있다.
도 13은 단말 디바이스(3106)의 구조 예를 도시하는 도면이다. 단말 디바이스(3106)가 캡처 디바이스(3102)로부터 스트림을 수신한 후, 프로토콜 처리 유닛(3202)은 스트림의 전송 프로토콜을 분석한다. 프로토콜은 실시간 스트리밍 프로토콜(Real Time Streaming Protocol, RTSP), 하이퍼 텍스트 전송 프로토콜(Hyper Text Transfer Protocol, HTTP), HTTP 라이브 스트리밍 프로토콜(HTTP Live streaming protocol, HLS), MPEG-DASH, 실시간 전송 프로토콜(Real-time Transport protocol, RTP), 실시간 메시징 프로토콜(Real Time Messaging Protocol, RTMP), 또는 이들의 임의의 종류의 조합 등을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
프로토콜 진행(proceeding) 유닛(3202)은 스트림을 처리한 후 스트림 파일을 생성한다. 파일은 역다중화 유닛(3204)로 출력된다. 역다중화 유닛(3204)은 다중화된 데이터를 인코딩된 오디오 데이터와 인코딩된 비디오 데이터로 분리할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 실제 시나리오, 예를 들어 비디오 회의 시스템에서, 인코딩된 오디오 데이터 및 인코딩된 비디오 데이터는 다중화되지 않는다. 이러한 상황에서 인코딩된 데이터는 역다중화 유닛(3204)을 거치지 않고 비디오 디코더(3206) 및 오디오 디코더(3208)로 전송된다.
역다중화 처리를 통해 비디오 기본 스트림(elementary stream, ES), 오디오 ES 및 선택적으로 서브 타이틀(subtitle)이 생성된다. 전술한 실시예에서 설명한 바와 같은 비디오 디코더(30)를 포함하는 비디오 디코더(3206)는 전술한 실시예에서 도시된 바와 같은 디코딩 방법에 의해 비디오 ES를 디코딩하여 비디오 프레임을 생성하고, 이 데이터를 동기 유닛(3212)에 공급한다. 오디오 디코더(3208)는 오디오 ES를 디코딩하여 오디오 프레임을 생성하고 이 데이터를 동기 유닛(3212)에 공급한다. 다르게는, 비디오 프레임은 동기 유닛(3212)에 공급하기 전에 버퍼(도 13에 도시되지 않음)에 저장될 수 있다. 유사하게, 오디오 프레임은 동기 유닛(3212)에 공급하기 전에 버퍼(도 13에 도시되지 않음)에 저장될 수 있다.
동기 유닛(3212)은 비디오 프레임과 오디오 프레임을 동기화하고 비디오/오디오를 비디오/오디오 디스플레이(3214)에 공급한다. 예를 들어, 동기 유닛(3212)은 비디오 및 오디오 정보의 프레젠테이션(presentation)을 동기화한다. 정보는 코딩된 오디오 및 시각(visual) 데이터의 프레젠테이션에 관한 타임 스탬프와 데이터 스트림 자체의 전달에 관한 타임 스탬프를 사용하여 신택스로 코딩될 수 있다.
스트림에 서브 타이틀이 포함되면, 서브 타이틀 디코더(3210)는 서브 타이틀을 디코딩하여 비디오 프레임 및 오디오 프레임과 동기화하고, 비디오/오디오/서브 타이틀을 비디오/오디오/서브 타이틀 디스플레이(3216)에 제공한다.
본 출원은 전술한 시스템에 한정되지 않고, 전술한 실시예의 화상 인코딩 디바이스 또는 화상 디코딩 디바이스 중 어느 하나가 다른 시스템, 예를 들어 자동차 시스템에 통합될 수 있다.
수학 연산자
본 출원에서 사용되는 수학 연산자는 C 프로그래밍 언어에서 사용되는 것과 유사하다. 그러나 정수 나눗셈과 산술 시프트 연산의 결과가 보다 정확하게 정의되고, 지수 및 실수값 나눗셈(exponentiation and real-valued division)과 같은 추가 연산이 정의된다. 번호 매기기(numbering) 및 카운팅 규약(counting convention)은 일반적으로 0부터 시작하며, 예를 들어 "첫 번째"는 0번째와 동등하고(equivalent) "두 번째"는 1번째와 동등하다.
산술 연산자(Arithmetic operator)
다음 산술 연산자는 다음과 같이 정의된다.
+ 덧셈(addition).
- 뺄셈(subtraction) (두-인수(argument) 연산자로서) 또는 부정(negation) (단항 접두사(unary prefix) 연산자로서).
* 행렬 곱셈을 포함하는 곱셈.
xy 지수화(Exponentiation). X를 y의 거듭제곱으로 지정함. 다른 맥락에서, 이러한 표기법은 지수화로서 해석할 의도가 아닌 위첨자(superscripting)를 위해 사용됨.
/ 결과가 0으로 잘리는 정수 나눗셈. 예를 들어, 7/4 및 -7/-4는 1로 잘리고, -7/4 및 7/-4는 -1로 잘림.
÷ 잘림(truncation)이나 반올림(rounding)이 의도되지 않은 수학 수식에서의 나눗셈을 표시하는 데 사용됨.
잘림이나 반올림이 의도되지 않은 수학 수식에서의 나눗셈을 나타내는 데 사용됨.
x에서 y까지의 모든 정수 값을 취하는 i를 가지는 f(i)의 합.
모듈러스(Modulus). X를 y로 나눈 나머지, x >= 0 및 y > 0인 정수 x 및 y에 대해서만 정의됨.
로직 연산자(Logical operator)
다음 로직 연산자는 다음과 같이 정의된다.
x && y x 및 y의 "and" 블리언 논리(Boolean logical)
x || y x 및 y의 "or" 블리언 논리
! 블리언 논리 "not"
x?y:z x가 TRUE이거나 0과 같지 않으면, y의 값으로 평가하고; 그렇지 않으면 z의 값으로 평가함.
관계 연산자(Relational operator)
다음 관계 연산자는 다음과 같이 정의된다.
> 보다 큼(Greater than)
>= 크거나 같음(Greater than or equal to)
< 보다 작음(Less than)
<= 보다 작거나 같음(Less than or equal to)
= = 같음(Equal to)
!= 같지 않음(Not equal to)
관계 연산자가 값 "na"(해당 없음)이 할당된 신택스 엘리먼트 또는 변수에 적용될 때, 값 "na"는 신택스 엘리먼트 또는 변수에 대한 고유한 값으로 처리된다. 값 "na"는 다른 값과 같지 않은 것으로 간주된다.
비트의 연산자(Bit-wise operator)
다음 비트의 연산자는 다음과 같이 정의된다.
& 비트의(Bit-wise) "and". 정수 인수에 대해 연산할 때, 정수 값의 2의 보수 표현에 대해 연산한다. 다른 인수보다 적은 수의 비트를 포함하는 이진 인수에 대해 연산할 때 0과 같은 더 중요한 비트를 추가하여 더 짧은 인수를 확장한다.
| 비트의 "or". 정수 인수에 대해 연산할 때 정수 값의 2의 보수 표현에 대해 연산한다. 다른 인수보다 적은 수의 비트를 포함하는 이진 인수에 대해 연산할 때 0과 같은 더 중요한 비트를 추가하여 더 짧은 인수를 확장한다.
^ 비트의 "exclusive or". 정수 인수에 대해 연산할 때 정수 값의 2의 보수 표현에 대해 연산한다. 다른 인수보다 적은 수의 비트를 포함하는 이진 인수에 대해 연산할 때 0과 같은 더 중요한 비트를 추가하여 더 짧은 인수를 확장한다.
x>>y y 이진수만큼 x에 대한 2의 보수 정수 표현을 산술 우측 시프트. 이 함수는 y의 음이 아닌 정수 값에 대해서만 정의된다. 우측 시프트의 결과로 최상위 비트(most significant bit, MSB)로 시프트된 비트는 시프트 연산 이전의 x의 MSB와 동일한 값을 갖는다.
x<<y y 이진수만큼 x의 2의 보수 정수 표현을 산술 좌측 시프트. 이 함수는 y의 음이 아닌 정수 값에 대해서만 정의된다. 좌측 시프트의 결과로 최하위 비트(least significant bit, LSB)로 시프트된 비트는 0과 같은 값을 갖는다.
할당 연산자(Assignment operator)
다음 산술 연산자는 다음과 같이 정의된다.
= 할당 연산자
+ + 증분(increment), 즉 x++은 x = x + 1과 동등하며; 어레이 인덱스에서 사용될 때 증분 연산 이전의 변수 값으로 평가된다.
- - 감소(decrement), 즉 x- -는 x = x - 1과 동등하며; 어레이 인덱스에서 사용될 때 감소 연산 이전의 변수 값으로 평가된다.
+= 지정된 양만큼 증분, 즉 x += 3은 x = x + 3과 동등하고, x += (-3)은 x = x + (-3)과 동등하다.
-= 지정된 양만큼 감소, 즉 x -= 3은 x = x - 3과 동등하고, x -= (-3)은 x = x - (-3)와 동등하다.
범위 표기법(Range notation)
다음 표기법은 값 범위를 지정하는 데 사용된다.
x = y..z는, x는 y부터 z까지의 정수 값을 취하며, x, y, z는 정수이고 z는 y보다 크다.
수학적 함수(Mathematical function)
다음 수학적 함수가 정의된다.
Asin(x) -1.0에서 1.0까지의 범위에 있는 인수 x에 대해 작동하는 삼각 역사인 함수(trigonometric inverse sine function)이며, 라디안(radian) 단위로 -π÷2에서 π÷2까지의 범위에서 출력 값을 가진다.
Atan(x) 인수 x에 대해 작동하는 삼각 역탄젠트 함수이며, 라디안 단위로 -π÷2에서 π÷2까지의 범위에서 출력 값을 가진다.
Ceil(x) x보다 크거나 같은 가장 작은 정수.
Cos(x) 라디안 단위로 인수 x에서 작동하는 삼각 코사인 함수.
Floor(x) x보다 작거나 같은 가장 큰 정수.
Ln(x) x의 자연 로그(logarithm)(base-e 로그, 여기서 e는 자연 로그 기본 상수 2.718 281 828...).
Log2(x) x의 밑(base)이 2인 로그.
Log10(x) x의 밑이 10인 로그.
Sin(x) 라디안 단위로 인수 x에 대해 작동하는 삼각 사인 함수.
Tan(x) 라디안 단위로 인수 x에서 작동하는 삼각 탄젠트 함수.
연산 우선 순위(Order of operation precedence)
표현식의 우선 순위(order of precedence)가 괄호를 사용하여 명시적으로 지시되지 않을 때, 다음 규칙이 적용된다.
- 더 높은 우선 순위의 연산은 더 낮은 우선 순위의 연산보다 먼저 평가된다.
- 우선 순위가 같은 연산은 좌측에서 우측으로 순차적으로 평가된다.
아래 표는 가장 높은 것에서 가장 낮은 순서로 연산의 우선 순위를 지정하며; 표에서 더 높은 위치는 더 높은 우선 순위를 나타낸다.
C 프로그래밍 언어에서도 사용되는 연산자의 경우, 이 사양에서 사용되는 우선 순위는 C 프로그래밍 언어에서 사용되는 순서와 동일하다.
표: 가장 높은 것(표 상단)에서 가장 낮은 것(표 하단)까지의 연산 우선 순위
로직 연산에 대한 텍스트 설명
텍스트에서, 로직 연산의 스테이트먼트는 다음 형식으로 수학적으로 설명된다.
텍스트에서의 각각의 "If ... Otherwise, if ... Otherwise, ..." 스테이트먼트는 바로 뒤에 "If ... "가 오는 "... as follows" 또는 "... the following applies"로 도입된다. "If ... Otherwise, if ... Otherwise, ..."의 마지막 조건은 항상 "Otherwise, ..."이다. 인터리브된(interleaved) "If ... Otherwise, if ... Otherwise, ..." 스테이트먼트는 종료 "Otherwise, ..."와 "... as follows" 또는 "... the following applies"를 매칭하는 것에 의해 식별될 수 있다.
텍스트에서, 로직 연산의 스테이트먼트는 다음 형식으로 수학적으로 설명된다.
텍스트에서, 로직 연산의 스테이트먼트는 다음 형식으로 수학적으로 설명된다.
실시 예, 예를 들어, 인코더(20) 및 디코더(30) 및 여기서 설명된 기능은, 예를 들어 인코더(20) 및 디코더(30)를 참조하여, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되면, 기능은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 저장되거나 통신 매체를 통해 하나 이상의 명령 또는 코드로 전송되고, 하드웨어 기반 처리 유닛에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터가 판독 가능한 매체는 데이터 저장 매체와 같은 유형의 매체에 대응하는 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체 또는 예를 들어 통신 프로토콜에 따라 컴퓨터 프로그램을 한 장소에서 다른 장소로 전송하는 것을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 컴퓨터가 판독 가능한 매체는 일반적으로 (1) 비 일시적인 유형의 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체 또는 (2) 신호 또는 반송파와 같은 통신 매체에 대응할 수 있다. 데이터 저장 매체는 본 개시에 설명된 기술의 구현을 위한 명령, 코드 및/또는 데이터 구조를 검색하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 또는 하나 이상의 프로세서에 의해 액세스될 수 있는 임의의 사용 가능한 매체일 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터가 판독 가능한 매체를 포함할 수 있다.
제한이 아닌 예로서, 이러한 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 기타 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 기타 자기 저장 디바이스, 플래시 메모리, 또는 명령 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드를 저장하는 데 사용할 수 있으면서 또한 컴퓨터에서 액세스할 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한, 모든 연결을 컴퓨터가 판독 가능한 매체라고 한다. 예를 들어, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL) 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술을 사용하여 웹 사이트, 서버 또는 기타 원격 소스로부터 명령이 전송되면, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 연선, DSL 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술이 매체 정의에 포함된다. 그러나 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체 및 데이터 저장 매체는 연결, 반송파, 신호 또는 기타 임시 매체를 포함하지 않고 대신 비일시적 유형의 저장 매체에 관한 것임을 이해해야 한다. 여기에 사용된 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 CD(compact disc), 레이저 디스크(disc), 광 디스크(disc), DVD(Digital Versatile Disc), 플로피 디스크(disk) 및 블루레이 디스크(disc)를 포함하며, 디스크(disk)는 일반적으로 데이터를 자기적으로 재생하는 반면 디스크(disc)는 레이저로 데이터를 광학적으로 재생한다. 위의 조합도 컴퓨터가 판독 가능한 매체의 범위에 포함되어야 한다.
명령은 하나 이상의 디지털 신호 프로세서(digital signal processor, DSP), 범용 마이크로프로세서, 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit, ASIC), 필드 프로그램 가능 로직 어레이(field programmable logic array, FPGA) 또는 기타 동등한 집적 또는 이산 로직 회로와 같은 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 여기에서 사용되는 용어 "프로세서"는 전술한 구조 또는 여기에 설명된 기술의 구현에 적합한 임의의 다른 구조를 지칭할 수 있다. 또한, 일부 측면들에서, 여기에서 설명된 기능은 인코딩 및 디코딩을 위해 구성된 전용 하드웨어 및/또는 소프트웨어 모듈 내에 제공되거나 조합된 코덱에 통합될 수 있다. 또한, 기술은 하나 이상의 회로 또는 로직 엘리먼트에서 완전히 구현될 수 있다.
본 개시의 기술은 무선 핸드셋, 집적 회로(integrated circuit, IC) 또는 IC 세트(예: 칩 세트)를 포함하는 매우 다양한 디바이스 또는 장치에서 구현될 수 있다. 다양한 구성 요소, 모듈, 또는 유닛은 개시된 기술을 수행하도록 구성된 디바이스의 기능적 측면을 강조하기 위해 본 개시에서 설명되지만, 반드시 상이한 하드웨어 유닛에 의한 실현을 필요로 하지는 않는다. 오히려, 위에서 설명된 바와 같이, 다양한 유닛이 코덱 하드웨어 유닛에서 조합되거나, 적절한 소프트웨어 및/또는 펌웨어와 함께 위에서 설명된 바와 같은 하나 이상의 프로세서를 포함하는 상호 운용되는 하드웨어 유닛의 컬렉션(collection)에 의해 제공될 수 있다.
Claims (28)
- 양방향 옵티컬 플로잉 예측(bidirectional optical flowing prediction) 방법으로서,
현재 블록에 대한 초기 모션 벡터 쌍을 획득하는 단계 - 상기 초기 모션 벡터 쌍은 순방향 모션 벡터(forward motion vector) 및 역방향 모션 벡터(backward motion vector)를 포함함 -;
상기 순방향 모션 벡터에 따른 순방향 예측 블록 및 상기 역방향 모션 벡터에 따른 역방향 예측 블록을 획득하는 단계;
현재 샘플에 대응하는 순방향 예측 샘플 및 역방향 예측 샘플에 기반하여 상기 현재 블록의 현재 샘플에 대한 순방향 수평 그레이디언트, 역방향 수평 그레이디언트, 순방향 수직 그레이디언트 및 역방향 수직 그레이디언트를 포함하는 그레이디언트 파라미터(gradient parameter)를 계산하는 단계 - 상기 순방향 예측 샘플은 상기 순방향 예측 블록에 있고, 상기 역방향 예측 샘플은 상기 역방향 예측 블록에 있으며, 상기 순방향 예측 샘플은 predSamplesL0[x][y]로 표현되고, 상기 역방향 예측 샘플은 predSamplesL1[x][y]로 표현되며, 상기 순방향 수평 그레이디언트는 gradientHL0[x][y]로 표현되고, 상기 역방향 수평 그레이디언트는 gradientHL1[x][y]로 표현되며, 상기 순방향 수직 그레이디언트는 gradientVL0[x][y]로 표현되고, 상기 역방향 수직 그레이디언트는 gradientVL1[x][y]로 표현됨 -;
상기 그레이디언트 파라미터에 기반하여 상기 현재 샘플에 대한 적어도 2개의 샘플 옵티컬 플로(optical flow) 파라미터를 획득하는 단계 - 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 포함함 -;
상기 현재 블록에서의 샘플의 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 블록 옵티컬 플로 파라미터를 획득하는 단계 - 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 중 하나는 상기 제1 파라미터의 값과 상기 제2 파라미터의 부호 함수(sign function)의 값을 곱하는 것을 포함하는 연산에 의해 획득되며, 상기 부호 함수는 적어도 3개의 서브간격(subinterval)을 갖는 개별식 함수(piecewise function)임 -; 및
상기 순방향 예측 블록, 상기 역방향 예측 블록, 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 및 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 예측값을 획득하는 단계
를 포함하며,
여기서 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 샘플 차이, 수평 평균 그레이디언트 및 수직 평균 그레이디언트를 포함하며;
상기 샘플 차이는 diff[x][y] = predSamplesL0[x][y] - predSamplesL1[x][y]으로 표현되고;
상기 수평 평균 그레이디언트는 TempH[x][y] = (gradientHL0[x][y] + grandientHL1[x][y])/2로 표현되며;
상기 수직 평균 그레이디언트는 TempV[x][y] = (gradientVL0[x][y] + grandientVL1[x][y])/2로 표현되고,
상기 제1 파라미터는 상기 수평 평균 그레이디언트이고 상기 제2 파라미터는 수직 평균 그레이디언트이며,
상기 부호 함수는
이고, T는 음이 아닌 실수인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 방법. - 제1항에 있어서,
T는 0이고;
이에 따라 상기 부호 함수는
인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 방법. - 제1항에 있어서,
상기 현재 블록은 코딩 유닛 또는 상기 코딩 유닛의 서브 블록인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 방법. - 제1항에 있어서,
상기 순방향 수평 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이고,
상기 역방향 수평 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이며,
상기 순방향 수직 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 하부(bottom) 샘플과 상부(upper) 샘플의 차이이고,
상기 역방향 수직 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 하부 샘플과 상부 샘플의 차이인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 방법. - 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치로서,
현재 블록에 대한 초기 모션 벡터 쌍을 획득하도록 - 상기 초기 모션 벡터 쌍은 순방향 모션 벡터 및 역방향 모션 벡터를 포함함 - 구성된 획득 모듈;
상기 순방향 모션 벡터에 따른 순방향 예측 블록 및 상기 역방향 모션 벡터에 따른 역방향 예측 블록을 획득하도록 구성된 패칭(patching) 모듈;
현재 샘플에 대응하는 순방향 예측 샘플 및 역방향 예측 샘플에 기반하여 상기 현재 블록의 현재 샘플에 대한 순방향 수평 그레이디언트, 역방향 수평 그레이디언트, 순방향 수직 그레이디언트 및 역방향 수직 그레이디언트를 포함하는 그레이디언트 파라미터를 계산하도록 - 상기 순방향 예측 샘플은 상기 순방향 예측 블록에 있고, 상기 역방향 예측 샘플은 상기 역방향 예측 블록에 있으며, 상기 순방향 예측 샘플은 predSamplesL0[x][y]로 표현되고, 상기 역방향 예측 샘플은 predSamplesL1[x][y]로 표현되며, 상기 순방향 수평 그레이디언트는 gradientHL0[x][y]로 표현되고, 상기 역방향 수평 그레이디언트는 gradientHL1[x][y]로 표현되며, 상기 순방향 수직 그레이디언트는 gradientVL0[x][y]로 표현되고, 상기 역방향 수직 그레이디언트는 gradientVL1[x][y]로 표현됨 - 구성된 그레이디언트 모듈;
상기 그레이디언트 파라미터에 기반하여 상기 현재 샘플에 대한 적어도 2개의 샘플 옵티컬 플로 파라미터를 획득하도록 - 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 제1 파라미터 및 제2 파라미터를 포함함 - 구성된 계산 모듈;
상기 현재 블록에서의 샘플의 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 블록 옵티컬 플로 파라미터를 획득하도록 - 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 중 하나는 상기 제1 파라미터의 값과 상기 제2 파라미터의 부호 함수의 값을 곱하는 것을 포함하는 연산에 의해 획득되며, 상기 부호 함수는 적어도 3개의 서브간격을 갖는 개별식 함수임 - 구성된 트레이닝 모듈 -; 및
상기 순방향 예측 블록, 상기 역방향 예측 블록, 상기 블록 옵티컬 플로 파라미터 및 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터에 기반하여 상기 현재 블록의 예측값을 획득하도록 구성된 예측 모듈
을 포함하고,
여기서 상기 샘플 옵티컬 플로 파라미터는 샘플 차이, 수평 평균 그레이디언트 및 수직 평균 그레이디언트를 포함하며;
상기 샘플 차이는 diff[x][y] = predSamplesL0[x][y] - predSamplesL1[x][y]으로 표현되고;
상기 수평 평균 그레이디언트는 TempH[x][y] = (gradientHL0[x][y] + grandientHL1[x][y])/2로 표현되며;
상기 수직 평균 그레이디언트는 TempV[x][y] = (gradientVL0[x][y] + grandientVL1[x][y])/2로 표현되고,
상기 제1 파라미터는 상기 수평 평균 그레이디언트이고 상기 제2 파라미터는 수직 평균 그레이디언트이며,
상기 부호 함수는
이고, T는 음이 아닌 실수인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치. - 제5항에 있어서,
T는 0이고;
이에 따라 상기 부호 함수는
인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치. - 제5항에 있어서,
상기 현재 블록은 코딩 유닛 또는 상기 코딩 유닛의 서브 블록인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치. - 제5항에 있어서,
상기 순방향 수평 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이고,
상기 역방향 수평 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 우측 샘플과 좌측 샘플의 차이이며,
상기 순방향 수직 그레이디언트는 상기 순방향 예측 샘플에 인접한 하부 샘플과 상부 샘플의 차이이고,
상기 역방향 수직 그레이디언트는 상기 역방향 예측 샘플에 인접한 하부 샘플과 상부 샘플의 차이인, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치. - 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치로서,
하나 이상의 프로세서; 및
상기 프로세서에 결합되면서 또한 상기 프로세서에 의한 실행을 위한 프로그래밍을 저장하는 컴퓨터가 판독 가능한 비일시적 저장 매체
를 포함하고,
상기 프로그래밍은 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 상기 장치를 구성하는, 양방향 옵티컬 플로잉 예측 장치. - 컴퓨터가 판독 가능한 저장 매체에 저장되어 있는 컴퓨터 프로그램으로서, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 프로그램.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020237043647A KR20240000636A (ko) | 2019-03-08 | 2020-02-28 | 인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IN201931009184 | 2019-03-08 | ||
| IN201931009184 | 2019-03-08 | ||
| PCT/CN2020/077121 WO2020181997A1 (en) | 2019-03-08 | 2020-02-28 | An encoder, a decoder and corresponding methods for inter prediction |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237043647A Division KR20240000636A (ko) | 2019-03-08 | 2020-02-28 | 인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20210122854A KR20210122854A (ko) | 2021-10-12 |
| KR102616680B1 true KR102616680B1 (ko) | 2023-12-20 |
Family
ID=72427687
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237043647A KR20240000636A (ko) | 2019-03-08 | 2020-02-28 | 인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 |
| KR1020217029164A KR102616680B1 (ko) | 2019-03-08 | 2020-02-28 | 인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020237043647A KR20240000636A (ko) | 2019-03-08 | 2020-02-28 | 인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11968387B2 (ko) |
| EP (1) | EP3915262A4 (ko) |
| JP (1) | JP7303894B2 (ko) |
| KR (2) | KR20240000636A (ko) |
| CN (1) | CN113508592A (ko) |
| AU (1) | AU2020234595A1 (ko) |
| BR (1) | BR112021016896A2 (ko) |
| CA (1) | CA3131311A1 (ko) |
| MX (1) | MX2021010504A (ko) |
| WO (1) | WO2020181997A1 (ko) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11968388B2 (en) * | 2019-04-30 | 2024-04-23 | Beijing Dajia Internet Information Technology Co., Ltd. | Methods and apparatus of prediction refinement with optical flow |
| US11523109B2 (en) * | 2019-05-02 | 2022-12-06 | Tencent America LLC | Method and apparatus for improvements of affine prof |
| US20220264146A1 (en) * | 2019-07-01 | 2022-08-18 | Interdigital Vc Holdings France, Sas | Bi-prediction refinement in affine with optical flow |
| WO2021054886A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods of video encoding and/or decoding with bidirectional optical flow simplification on shift operations and related apparatus |
| WO2021072326A1 (en) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | Beijing Dajia Internet Information Technology Co., Ltd. | Methods and apparatuses for prediction refinement with optical flow, bi-directional optical flow, and decoder-side motion vector refinement |
| WO2023085759A1 (ko) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | 삼성전자 주식회사 | Ai를 이용하는 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치, 및 이들에 의한 영상의 부호화 및 복호화 방법 |
| CN117915097A (zh) * | 2022-10-12 | 2024-04-19 | 维沃移动通信有限公司 | 帧内预测方法、装置及设备 |
| CN116127671B (zh) * | 2023-04-17 | 2023-06-23 | 四川奥凸环保科技有限公司 | 一种供水管网参数优化方法、系统、设备和存储介质 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI463878B (zh) | 2009-02-19 | 2014-12-01 | Sony Corp | Image processing apparatus and method |
| WO2017036399A1 (en) * | 2015-09-02 | 2017-03-09 | Mediatek Inc. | Method and apparatus of motion compensation for video coding based on bi prediction optical flow techniques |
| US10375413B2 (en) | 2015-09-28 | 2019-08-06 | Qualcomm Incorporated | Bi-directional optical flow for video coding |
| CN112929661B (zh) * | 2015-10-13 | 2023-04-21 | 三星电子株式会社 | 解码方法和编码方法 |
| WO2018166357A1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | Mediatek Inc. | Method and apparatus of motion refinement based on bi-directional optical flow for video coding |
| CA3065492C (en) * | 2017-05-17 | 2022-06-14 | Kt Corporation | Method and device for video signal processing |
| WO2018230493A1 (ja) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | シャープ株式会社 | 動画像復号装置、動画像符号化装置、予測画像生成装置及び動きベクトル導出装置 |
| CN117478884A (zh) | 2017-07-03 | 2024-01-30 | Vid拓展公司 | 用于视频编解码的设备、方法 |
| KR102427789B1 (ko) * | 2017-10-10 | 2022-08-02 | 한국전자통신연구원 | 인터 예측 정보를 사용하는 방법 및 장치 |
| EP3852372A4 (en) | 2018-09-14 | 2021-11-10 | Panasonic Intellectual Property Corporation of America | ENCODING DEVICE, DECODING DEVICE, ENCODING PROCESS AND DECODING PROCESS |
-
2020
- 2020-02-28 BR BR112021016896A patent/BR112021016896A2/pt unknown
- 2020-02-28 CN CN202080018505.4A patent/CN113508592A/zh active Pending
- 2020-02-28 WO PCT/CN2020/077121 patent/WO2020181997A1/en unknown
- 2020-02-28 AU AU2020234595A patent/AU2020234595A1/en active Pending
- 2020-02-28 MX MX2021010504A patent/MX2021010504A/es unknown
- 2020-02-28 EP EP20770156.6A patent/EP3915262A4/en active Pending
- 2020-02-28 KR KR1020237043647A patent/KR20240000636A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-02-28 CA CA3131311A patent/CA3131311A1/en active Pending
- 2020-02-28 JP JP2021552986A patent/JP7303894B2/ja active Active
- 2020-02-28 KR KR1020217029164A patent/KR102616680B1/ko active IP Right Grant
-
2021
- 2021-09-07 US US17/467,785 patent/US11968387B2/en active Active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Jingya Li et al., "CE9-related: simplification of BDOF", JVET of ITU-T and ISO/IEC, JVET-M0316(2019.01.09.)* |
| Li Jingya et al., "CE9-related: Simplification of BIO", JVET of ITU-T and ISO/IEC, JVET-L0123-v2(2018.10.05.)* |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3131311A1 (en) | 2020-09-17 |
| WO2020181997A1 (en) | 2020-09-17 |
| BR112021016896A2 (pt) | 2021-11-03 |
| JP7303894B2 (ja) | 2023-07-05 |
| KR20240000636A (ko) | 2024-01-02 |
| CN113508592A (zh) | 2021-10-15 |
| US11968387B2 (en) | 2024-04-23 |
| MX2021010504A (es) | 2021-10-01 |
| AU2020234595A1 (en) | 2021-09-09 |
| EP3915262A1 (en) | 2021-12-01 |
| EP3915262A4 (en) | 2022-08-03 |
| KR20210122854A (ko) | 2021-10-12 |
| US20220014776A1 (en) | 2022-01-13 |
| JP2022524357A (ja) | 2022-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102431537B1 (ko) | 루마 및 크로마 성분에 대한 ibc 전용 버퍼 및 디폴트 값 리프레싱을 사용하는 인코더, 디코더 및 대응하는 방법들 | |
| KR102616680B1 (ko) | 인터 예측을 위한 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 | |
| JP7366149B2 (ja) | 行列ベースのイントラ予測と二次変換コア選択を調和させるエンコーダ、デコーダ、および対応する方法 | |
| KR102622148B1 (ko) | 병합 모드를 위한 인코더, 디코더 및 대응 방법 | |
| KR20220110327A (ko) | 비디오 코딩을 위한 성분 간 적응 루프 필터링 | |
| JP7391991B2 (ja) | イントラ平滑化のための方法および装置 | |
| JP7469475B2 (ja) | 交差成分線形モデル予測のためのフィルタリングの方法及び装置 | |
| JP2024026231A (ja) | イントラ予測モードに関連するエンコーダ、デコーダ、および対応する方法 | |
| JP2023153802A (ja) | イントラ・サブパーティション・コーディング・ツールによって引き起こされるサブパーティション境界のためのデブロッキングフィルタ | |
| KR20210129729A (ko) | 인트라-예측을 위한 방법 및 장치 | |
| JP2023512694A (ja) | 高レベルシンタックスのシグナリングについてのエンコーダ、デコーダ、および対応する方法 | |
| KR102611845B1 (ko) | 옵티컬 플로 기반 비디오 인터 예측 | |
| KR20220024877A (ko) | 이중 예측 옵티컬 플로 계산 및 이중 예측 보정에서 블록 레벨 경계 샘플 그레이디언트 계산을 위한 정수 그리드 참조 샘플의 위치를 계산하는 방법 | |
| KR20220065880A (ko) | 아핀 모션 보상에서 dct 기반 보간 필터 및 향상된 쌍선형 보간 필터의 사용 | |
| JP2023100701A (ja) | イントラ予測のためのイントラモードコーディングを使用するエンコーダ、デコーダ、および対応する方法 | |
| JP7470795B2 (ja) | 柔軟なプロファイル構成のエンコーダ、デコーダ及び対応する方法 | |
| CN113228632B (zh) | 用于局部亮度补偿的编码器、解码器、以及对应方法 | |
| KR20220123707A (ko) | 강화된 보간 필터에 대한 움직임 벡터 범위 도출 | |
| RU2809192C2 (ru) | Кодер, декодер и соответствующие способы межкадрового предсказания | |
| EP4022912A1 (en) | Method and apparatus for chrominance qp offsets tables signaling and derivation | |
| KR20210129180A (ko) | 평면 모드를 위한 인트라 예측에 대한 복잡도 감소의 인코더, 디코더 및 대응하는 방법 | |
| WO2020085953A1 (en) | An encoder, a decoder and corresponding methods for inter prediction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| A107 | Divisional application of patent | ||
| GRNT | Written decision to grant |