KR20140027437A - Method and apparatus for encoding and decoding motion vector in plural number of reference pictures and video encoding/decoding method and apparatus using same - Google Patents

Method and apparatus for encoding and decoding motion vector in plural number of reference pictures and video encoding/decoding method and apparatus using same Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a method and to an apparatus for encoding/decoding motion vectors of a plurality of reference pictures. The present invention provides a motion vector encoding apparatus comprising: an optimum motion vector determination unit which determines an optimum motion vector for a plurality of reference pictures by predicting a current motion vector for the plurality of reference pictures; a motion vector encoding mode determination unit which determines a motion vector encoding mode in accordance with whether the motion vector encoding apparatus may or may not predict the optimum motion vector for the plurality of reference pictures; and a motion vector encoding unit which generates motion information for the plurality of reference pictures using the optimum motion vector for the plurality of reference pictures or a default motion vector for a plurality of reference pictures in accordance with the motion vector encoding mode, encodes the motion information, and encodes the motion vector encoding mode to generate motion vector encoding data. The present invention improves the accuracy of the predicted motion vector of the present motion vector for the plurality of reference vectors, and reduces the bit rate required for motion vector encoding, thus achieving improved compression efficiency. [Reference numerals] (420) Is the optimum motion vectors of list0 and list1 predictable?; (AA) Start; (BB) Yes; (CC) No; (DD) End; (S410) Determining optimum motion vectors of list0 and list1; (S430) Determining the optimum motion vectors of list0 and list1 as predicted motion vectors of list0 and list1; (S432) Determining pre-set default motion vectors as predicted motion vectors of list0 and list1; (S440) Determining a predictable mode as a motion vector encoding mode; (S442) Determining an unpredictable mode as a motion vector encoding mode; (S450) Encoding by generating motion information of list0 and list1; (S460) Encoding the motion vector encoding mode; (S470) Generating motion vector encoding data including encoded motion information of list0 and list1 and the motion vector encoding mode

Description

복수 개의 참조 픽처의 움직임 벡터 부호화/복호화 방법 및 장치와 그를 이용한 영상 부호화/복호화 장치 및 방법{Method and Apparatus for Encoding and Decoding Motion Vector in Plural Number of Reference Pictures and Video Encoding/Decoding Method and Apparatus Using Same}Method and Apparatus for Encoding and Decoding Motion Vector in Plural Number of Reference Pictures and Video Encoding / Decoding Method and Apparatus Using Same}

본 발명은 복수 개의 참조 픽처의 움직임 벡터 부호화/복호화 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 영상을 부호화하고 복호화하는 데 있어서, 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 벡터를 부호화하고 복호화하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for motion vector encoding / decoding of a plurality of reference pictures. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for encoding and decoding motion vectors for a plurality of reference pictures in encoding and decoding an image.

근래에 멀티미디어 기술은 비약적으로 발전하고 있으며, 이에 따라 오디오, 이미지, 동영상 등을 포함한 고품질의 멀티미디어 데이터들에 대한 수요도 증가하고 있다. 이러한 추세의 일환으로, 제한된 네트워크 환경에서 멀티미디어 데이터들을 전송하거나 저장하고 다시 읽고(Retrieve)자하는 수요를 충족시키기 위해 고효율의 영상 압축에 관한 국제 표준이 제정되었다. 특히, 동영상 압축에 관한 국제표준으로 ISO/IEC JTC1/SC29 MPEG 그룹 및 ITU-T VCEG 그룹이 제정한 H.264/AVC MPEG-4 Part.10 표준은, 높은 압축 효율을 달성하기 위해, 가변적인 블록 크기에서의 움직임 추정 및 보상(Variable Block Size Motion Estimation and Compensation), 인트라 예측(Intra Prediction) 부호화 등 다양한 예측 부호화 방법들을 사용한다.[0002] Recently, multimedia technology has been rapidly developed, and accordingly, demand for high-quality multimedia data including audio, image, and moving picture is increasing. As part of this trend, international standards for high-efficiency video compression have been established to meet the demand for transmitting, storing and retrieving multimedia data in limited network environments. In particular, the H.264 / AVC MPEG-4 Part.10 standard established by the ISO / IEC JTC1 / SC29 MPEG Group and the ITU-T VCEG Group as the international standard for video compression is variable in order to achieve high compression efficiency. Various predictive coding methods such as Variable Block Size Motion Estimation and Compensation and Intra Prediction coding are used.

예측 부호화는 데이터 간에 존재하는 상관도(Correlation)를 줄일 수 있는 효과적인 방법으로 다양한 데이터의 압축에 널리 사용된다. 특히 B 픽처에서 두 개의 참조 픽처에 대한 현재 블록의 움직임 벡터(MV: Motion Vector)인 list0 움직임 벡터 및 list1 움직임 벡터는 주변 블록의 움직임 벡터와 밀접한 상관 관계가 있기 때문에, 주변 블록의 움직임 벡터로부터 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 예측값(PMV: Predicted Motion Vector, 이하 '예측 움직임 벡터'라 칭함)을 계산한 후 현재 블록의 list0 움직임 벡터 및 list1 움직임 벡터의 값 자체를 부호화하지 않고 예측값에 대한 차분값(DMV: Differential Motion Vector, 이하 '차분 움직임 벡터'라 칭함)만을 부호화함으로써 부호화해야 할 비트량을 상당히 줄일 수 있으며 그에 따라 부호화 효율을 높일 수 있다.Predictive coding is an effective way to reduce the correlation between data and is widely used for the compression of various data. In particular, since the list0 motion vector and the list1 motion vector, which are the motion vectors (MVs) of the current block, for the two reference pictures in the B picture, are closely correlated with the motion vectors of the neighboring blocks, the current vector from the motion vector of the neighboring block is present. After calculating the predicted motion vector (PMV: Predicted Motion Vector) for the motion vector of the block, the difference value of the predicted value is calculated without encoding the values of the list0 motion vector and list1 motion vector of the current block itself. By encoding only a DMV: Differential Motion Vector (hereinafter, referred to as a “differential motion vector”), the amount of bits to be encoded can be significantly reduced, thereby improving coding efficiency.

통상적으로 이러한 예측 움직임 벡터를 이용한 움직임 벡터 부호화에서는 효율적인 압축을 위하여 예측 움직임 벡터가 정확할수록 부호화 효율을 높일 수 있다. 따라서, 단지 공간적으로 인접한 블록의 움직임 벡터뿐만 아니라, 시간적, 공간적 또는 시공간적으로 인접한 블록의 움직임 벡터 또는 그들을 조합하여 계산된 다른 움직임 벡터들로 이루어진 유한한 개수의 예측 움직임 벡터들을 생성하고, 생성된 예측 움직임 벡터들 중에서 예측 부호화에 가장 적당한 예측 움직임 벡터를 선택하여 사용하면 부호화 효율을 더욱 높일 수 있다.In general, in motion vector encoding using such a predictive motion vector, the more accurate the predictive motion vector is for efficient compression, the higher the coding efficiency can be. Thus, a finite number of predicted motion vectors are generated that consist not only of the motion vectors of spatially adjacent blocks, but also of motion vectors of temporally, spatially or spatiotemporally adjacent blocks, or other motion vectors calculated by combining them, and the generated prediction Coding efficiency can be further improved by selecting and using a predictive motion vector most suitable for predictive coding among the motion vectors.

이 경우, 부호화된 움직임 벡터에 대한 정보로부터 원래의 움직임벡터를 올바르게 복원하기 위해서는 유한한 개수의 예측 움직임 벡터들 중에 어떤 예측 움직임 벡터가 사용되었는지 알아야 한다. 이를 위한 가장 간단한 움직임 벡터 예측 부호화 방법은 움직임 벡터 예측 부호화를 위하여 어떠한 예측 움직임 벡터를 사용하였는지에 대한 정보를 함께 부호화하는 것이다. 또는 어떠한 예측 움직임 벡터가 선택되었는지를 알리기 위한 추가적인 정보를 부호화하는 데 발생하는 비트량을 줄이기 위해, 현재의 H.264/AVC 표준은 주변블록(좌측, 상단, 우측 상단)이 가지는 list0 및 list1 움직임 벡터들의 수평 성분과 수직 성분 각각의 중간값(Median)을 움직임 벡터의 예측 부호화를 위한 예측 움직임 벡터로 사용한다. 이 방법은 중간값 계산과 같은 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에 있어 함께 알고 있는 소정의 예측값 계산 방법을 정하고, 영상 부호화 장치나 영상 복호화 장치에서 소정의 예측값 계산 방법을 이용하여 예측 움직임 벡터를 산출함으로써, 어떠한 예측 움직임 벡터를 사용하였는지에 대한 정보를 함께 부호화할 필요를 없애는 것이다. 소정의 예측값 계산 방법을 사전에 정의하여 사용하는 기존 방법은, 어떤 움직임 벡터가 예측 움직임 벡터로 사용되었는지에 대한 추가적인 정보의 전송 없어, 향상된 부호화 효율을 유지할 수 있다는 장점이 있지만, 사용한 중간값인 예측 움직임 벡터가 그 차분 벡터를 부호화하는데 소요되는 비트량을 항상 최소로 발생시키는 최적의 예측 움직임 벡터가 아니라는 문제점이 있다.In this case, in order to correctly reconstruct the original motion vector from the information about the encoded motion vector, it is necessary to know which prediction motion vector is used among a finite number of prediction motion vectors. The simplest motion vector prediction coding method for this purpose is to encode information on which prediction motion vector is used for motion vector prediction encoding. Or, to reduce the amount of bits incurred in encoding additional information to indicate which predictive motion vector was selected, the current H.264 / AVC standard specifies list0 and list1 motions of neighboring blocks (left, top, top right). The median of each of the horizontal and vertical components of the vectors is used as a predictive motion vector for predictive coding of the motion vector. This method determines a predetermined predictive value calculation method known to both the video encoding apparatus and the image decoding apparatus such as the intermediate value calculation, and calculates the predictive motion vector by using the predetermined predictive value calculation method in the image encoding apparatus or the image decoding apparatus. This eliminates the need to code information about which prediction motion vectors were used. Existing methods using a predetermined method of calculating a predetermined predictive value have an advantage of maintaining an improved coding efficiency without transmitting additional information on which motion vector is used as the predictive motion vector, but using the predicted intermediate value. The problem is that the motion vector is not the optimal predicted motion vector that always generates the minimum amount of bits required to encode the difference vector.

전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터의 예측 움직임 벡터를 더욱 정확하게 예측하고, 움직임 벡터를 부호화하는 데 소요되는 비트량을 감소시켜 압축 효율을 향상시키는 데 주된 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is mainly used to more accurately predict the predicted motion vector of the current motion vector for a plurality of reference pictures, and to reduce the amount of bits required to encode the motion vector, thereby improving compression efficiency. There is a purpose.

전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 움직임 벡터를 부호화하는 장치에 있어서, 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대해 예측하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 결정하는 최적 움직임 벡터 결정부; 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 움직임 벡터 부호화 모드를 결정하는 움직임 벡터 부호화 모드 결정부; 및 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 또는 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성하여 부호화하고 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화하여 움직임 벡터 부호화 데이터를 생성하는 움직임 벡터 부호화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an apparatus for encoding a motion vector, the optimum motion vector for predicting the current motion vector of the current block for a plurality of reference pictures to determine the optimal motion vector for the plurality of reference pictures Decision unit; A motion vector encoding mode determiner configured to determine a motion vector encoding mode according to whether a motion vector decoding apparatus can predict an optimal motion vector for a plurality of reference pictures; And generating and encoding motion information for the plurality of reference pictures using an optimal motion vector for the plurality of reference pictures or a default motion vector for the plurality of preset reference pictures according to the motion vector encoding mode, and encoding the motion vector encoding mode. And a motion vector encoder for generating motion vector encoded data.

또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 움직임 벡터를 부호화하는 방법에 있어서, 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대해 예측하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 결정하는 예측 움직임 벡터 결정 단계; 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 움직임 벡터 부호화 모드를 결정하는 움직임 벡터 부호화 모드 결정 단계; 및 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 복호화 장치와 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성하여 부호화하고 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화하는 움직임 벡터 부호화 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 방법을 제공한다.According to another object of the present invention, in the method of encoding a motion vector, predicting a motion vector to determine an optimal motion vector for a plurality of reference pictures by predicting a current motion vector of a current block with respect to a plurality of reference pictures. step; A motion vector encoding mode determination step of determining a motion vector encoding mode according to whether a motion vector decoding apparatus can predict an optimal motion vector for a plurality of reference pictures; And generating and encoding motion information about the plurality of reference pictures by using an optimal motion vector or a motion vector decoding apparatus for the plurality of reference pictures and a default motion vector for the plurality of preset reference pictures according to the motion vector encoding mode. A motion vector encoding method comprising a motion vector encoding step of encoding a vector encoding mode is provided.

또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 움직임 벡터를 복호화하는 장치에 있어서, 움직임 벡터 부호화 데이터를 복호화하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보 및 움직임 벡터 부호화 모드를 복원하는 복호화부; 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대해 추정하여 결정되는 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 부호화 장치와 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로서 결정하는 예측 움직임 벡터 결정부; 및 복원된 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보와 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 복원하는 움직임 벡터 복원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치를 제공한다.According to still another object of the present invention, there is provided an apparatus for decoding a motion vector, comprising: a decoder configured to decode motion vector encoded data to restore motion information and a motion vector encoding mode for a plurality of reference pictures; Estimated optimal motion vector or motion vector for a plurality of reference pictures determined by estimating a current motion vector of a current block with respect to a plurality of reference pictures according to a motion vector encoding mode, and a default motion vector for a plurality of preset reference pictures. A predicted motion vector determiner which determines a as a predicted motion vector for a plurality of reference pictures; And a motion vector reconstruction unit for reconstructing current motion vectors of the plurality of reference pictures by using the reconstructed motion information of the plurality of reference pictures and the predicted motion vectors of the plurality of reference pictures. To provide.

또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 움직임 벡터를 복호화하는 방법에 있어서, 움직임 벡터 부호화 데이터를 복호화하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보 및 움직임 벡터 부호화 모드를 복원하는 복호화 단계; 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대해 추정하여 결정되는 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 부호화 장치와 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로서 결정하는 예측 움직임 벡터 결정 단계; 및 복원된 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보와 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 복원하는 움직임 벡터 복원 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 방법을 제공한다.According to still another object of the present invention, there is provided a method of decoding a motion vector, comprising: a decoding step of decoding motion vector encoded data to restore motion information and a motion vector encoding mode for a plurality of reference pictures; Estimated optimal motion vector or motion vector for a plurality of reference pictures determined by estimating a current motion vector of a current block with respect to a plurality of reference pictures according to a motion vector encoding mode, and a default motion vector for a plurality of preset reference pictures. Determining a predicted motion vector as a predicted motion vector for a plurality of reference pictures; And a motion vector reconstruction step of reconstructing the current motion vectors for the plurality of reference pictures by using the reconstructed motion information for the plurality of reference pictures and the predicted motion vectors for the plurality of reference pictures. Provide a method.

또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 부호화하는 장치에 있어서, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 예측하여 결정한 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 복호화 장치와 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성하고 부호화함으로써 움직임 벡터 부호화 데이터를 생성하고, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부; 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 생성한 잔차 블록을 부호화하여 잔차 블록 부호화 데이터를 생성하는 부호화부; 및 움직임 벡터 부호화 데이터 및 잔차 블록 부호화 데이터를 포함하는 부호화 데이터를 생성하여 출력하는 부호화 데이터 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 부호화 장치를 제공한다.According to still another object of the present invention, in an apparatus for encoding an image, the motion vector decoding apparatus obtains an optimal motion vector for a plurality of reference pictures determined by predicting a current motion vector of a current block for a plurality of reference pictures. Generating motion vector encoded data by generating and encoding motion information for a plurality of reference pictures using an optimal motion vector or a motion vector decoding apparatus and default motion vectors for a plurality of preset reference pictures according to whether it can be predicted, A prediction unit generating a prediction block of the current block by using current motion vectors for the plurality of reference pictures; An encoder which encodes the residual block generated by subtracting the current block and the prediction block to generate residual block encoded data; And an encoded data generator for generating and outputting encoded data including the motion vector encoded data and the residual block encoded data.

또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 부호화하는 방법에 있어서, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 예측하여 결정한 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 복호화 장치와 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성하고 부호화함으로써 움직임 벡터 부호화 데이터를 생성하고, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 단계; 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 생성한 잔차 블록을 부호화하여 잔차 블록 부호화 데이터를 생성하는 부호화 단계; 및 움직임 벡터 부호화 데이터 및 잔차 블록 부호화 데이터를 포함하는 부호화 데이터를 생성하여 출력하는 부호화 데이터 생성 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법을 제공한다.According to still another object of the present invention, in a method of encoding an image, the motion vector decoding apparatus obtains an optimal motion vector for a plurality of reference pictures determined by predicting a current motion vector of a current block for a plurality of reference pictures. Generating motion vector encoded data by generating and encoding motion information for a plurality of reference pictures using an optimal motion vector or a motion vector decoding apparatus and default motion vectors for a plurality of preset reference pictures according to whether it can be predicted, A prediction step of generating a prediction block of the current block by using current motion vectors for the plurality of reference pictures; An encoding step of encoding residual blocks generated by subtracting a current block and a prediction block to generate residual block encoded data; And a coded data generation step of generating and outputting coded data including motion vector coded data and residual block coded data.

또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 복호화하는 장치에 있어서, 부호화 데이터로부터 움직임 벡터 부호화 데이터 및 잔차 블록 부호화 데이터를 추출하는 정보 추출부; 잔차 블록 부호화 데이터를 복호화하여 잔차 블록을 복원하는 복호화부; 움직임 벡터 부호화 데이터를 복호화하여 움직임 벡터 부호화 모드 및 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 복원하고, 복원된 움직임 정보와 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 추정하여 결정한 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 부호화 장치와 기 설정된 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 복원하며, 복원된 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측부; 및 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치를 제공한다.According to still another object of the present invention, there is provided an apparatus for decoding an image, comprising: an information extracting unit for extracting motion vector encoded data and residual block encoded data from encoded data; A decoder which decodes the residual block coded data and restores the residual block; Decoded motion vector encoded data to restore motion information for a motion vector encoding mode and a plurality of reference pictures, and estimate a current motion vector for a plurality of reference pictures according to the reconstructed motion information and motion vector encoding mode. Reconstructs the current motion vector for the plurality of reference pictures by using the estimated optimal motion vector or the motion vector encoding apparatus for the reference picture and a preset default motion vector, and uses the current motion vector for the reconstructed plurality of reference pictures. A prediction unit generating a prediction block of the block; And an adder configured to add the reconstructed residual block and the predictive block to reconstruct the current block.

또한, 본 발명의 또 다른 목적에 의하면, 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 부호화 데이터로부터 움직임 벡터 부호화 데이터 및 잔차 블록 부호화 데이터를 추출하는 정보 추출 단계; 잔차 블록 부호화 데이터를 복호화하여 잔차 블록의 복원하는 복호화 단계; 움직임 벡터 부호화 데이터를 복호화하여 움직임 벡터 부호화 모드 및 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 복원하고, 복원된 움직임 정보와 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 추정하여 결정한 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 부호화 장치와 기 설정된 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 복원하며, 복원된 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 단계; 및 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원하는 가산 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 움직임 벡터 복호화 장치를 제공한다.According to still another object of the present invention, there is provided a method of decoding an image, comprising: an information extraction step of extracting motion vector encoded data and residual block encoded data from encoded data; A decoding step of decoding the residual block coded data to restore the residual block; Decoded motion vector encoded data to restore motion information for a motion vector encoding mode and a plurality of reference pictures, and estimate a current motion vector for a plurality of reference pictures according to the reconstructed motion information and motion vector encoding mode. Reconstructs the current motion vector for the plurality of reference pictures by using the estimated optimal motion vector or the motion vector encoding apparatus for the reference picture and a preset default motion vector, and uses the current motion vector for the reconstructed plurality of reference pictures. A prediction step of generating a prediction block of the block; And an addition step of reconstructing the current block by adding the reconstructed residual block and the predictive block.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터의 예측 움직임 벡터를 더욱 정확하게 예측하고, 움직임 벡터를 부호화하는 데 소요되는 비트량을 감소시켜 압축 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to more accurately predict the predicted motion vector of the current motion vector for a plurality of reference pictures, and to reduce the amount of bits required to encode the motion vector, thereby improving compression efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 list0 현재 움직임 벡터를 부호화하기 위한 블록을 나타낸 예시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 list1 현재 움직임 벡터를 부호화하기 위한 블록을 나타낸 예시도,
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a block for encoding a list0 current motion vector according to an embodiment of the present invention;
2 is an exemplary diagram illustrating a block for encoding a list1 current motion vector according to an embodiment of the present invention;
3 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a motion vector encoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a motion vector encoding method according to an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a motion vector decoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
6 is a flowchart illustrating a motion vector decoding method according to an embodiment of the present invention;
7 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
8 is a flowchart illustrating a method of encoding an image according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention;
10 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 list0 현재 움직임 벡터를 부호화하기 위한 블록을 나타낸 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a block for encoding list0 current motion vector according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 도 1에 나타낸 모든 블록은 참조 픽처 식별자가 list0인 참조 픽처를 참조하는 블록이다. 블록 D는 현재 부호화할 움직임 벡터인 현재 움직임 벡터(MV: Motion Vector)를 갖는 현재 블록을 나타내고, 블록 A, 블록 B 및 블록 C는 블록 D에 대한 주변 블록을 나타낸다.Referring to FIG. 1, all blocks shown in FIG. 1 are blocks referring to a reference picture whose reference picture identifier is list0. Block D represents a current block having a current motion vector (MV), which is a motion vector to be encoded, and blocks A, B, and C represent neighboring blocks with respect to block D.

도 1에서, MVA0, MVB0, MVC0 및 MVD0는 각각, 블록 A, 블록 B, 블록 C, 블록 D가 갖는 list0 참조 픽처를 참조하는 움직임 벡터(이하, 'list0 움직임 벡터'라 칭함)이고, 각각은 수평 성분(MVA0 x, MVB0 x, MVC0 x 및 MVD0 x)과 수직 성분(MVA0 y, MVB0 y, MVC0 y 및 MVD0 y)을 가지는 것으로 정의한다. 이하에서는 현재 블록인 블록 D의 list0 움직임 벡터 MVD0를 'list0 현재 움직임 벡터'라 한다. list0 현재 움직임 벡터인 MVD0는 (2,0)이고, 주변 블록의 list0 움직임 벡터인 MVA0, MVB0 및 MVC0는 각각 (2,0), (2,1) 및 (2,2)인 것을 가정한다. 1, MV A0 , MV B0 , MV C0 And MV D0 are motion vectors (hereinafter, referred to as 'list0 motion vectors') that refer to the list0 reference pictures of blocks A, B, C, and D, and each of the horizontal components (MV A0 x , MV). B0 x , MV C0 x And MV D0 x ) and the vertical component (MV A0 y , MV B0 y , MV C0 y And MV D0 y ). Hereinafter, list0 motion vector MV D0 of block D, which is the current block, is referred to as 'list0 current motion vector'. list0 The current motion vectors MV D0 are (2,0), and the list0 motion vectors MV A0 , MV B0 and MV C0 of the neighboring blocks are (2,0), (2,1) and (2,2), respectively. Assume that

전술한 현재 블록(블록 D)의 list0 현재 움직임 벡터에 대한 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0: list0 Predicted Motion Vector)를 수학식 1과 같이 계산하며, list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)는 수평 성분(PMVD0 x)과 수직 성분(PMVD0 y)을 가지는 것으로 정의한다.The list0 predicted motion vector (PMV D0 : list0 Predicted Motion Vector) for the list0 current motion vector of the current block (block D) described above is calculated as in Equation 1, and the list0 predicted motion vector (PMV D0 ) is a horizontal component (PMV). D0 x ) and the vertical component (PMV D0 y ).

Figure pat00001
Figure pat00001

수학식 1을 참조하면, list0 현재 움직임 벡터에 대한 예측 list0 움직임 벡터(PMVD0)는 특정 함수(F())를 이용하여 계산될 수 있는데, 특정 함수(F())의 변수로서 주변 블록(블록 A, 블록 B, 블록 C)의 list0 움직임 벡터(MVA0, MVB0 및 MVC0)가 이용될 수 있다.Referring to Equation 1, the prediction list0 motion vector PMV D0 for the current motion vector list0 may be calculated using a specific function F (), which is a variable of the specific function F (). List0 motion vectors MV A0 , MV B0 and MV C0 of blocks A, B, and C may be used.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 list1 현재 움직임 벡터를 부호화하기 위한 블록을 나타낸 예시도이다.2 is an exemplary diagram illustrating a block for encoding a list1 current motion vector according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 도 2에 나타낸 모든 블록들은 참조 픽처 식별자가 list1인 참조 픽처를 참조하는 블록이다. 블록 D는 현재 부호화할 움직임 벡터를 갖는 현재 블록을 나타내며, 도 1에 도시한 블록 D와 동일한 블록이라 가정한다. 블록 A, 블록 B 및 블록 C는 블록 D에 대한 주변 블록을 나타내며, 도 1에서 도시한 블록 A, 블록 B 및 블록 C와 동일한 블록으로 가정한다. Referring to FIG. 2, all of the blocks shown in FIG. 2 are blocks referring to a reference picture whose reference picture identifier is list1. A block D represents a current block having a motion vector to be currently encoded, and is assumed to be the same block as the block D shown in FIG. 1. Blocks A, B and C represent neighboring blocks for block D, and are assumed to be the same blocks as blocks A, B and C shown in FIG.

도 2를 참조하면, MVA1, MVB1, MVC1 및 MVD1는, 블록 A, 블록 B, 블록 C, 블록 D 가 갖는 list1 움직임 벡터(Motion Vector: MV)이고, 각각은 수평 성분(MVA1 x, MVB1 x, MVC1 x 및 MVD1 x)과 수직 성분(MVA1 y, MVB1 y, MVC1 y 및 MVD1 y)을 가지는 것으로 정의한다. 여기서, 현재 블록인 블록 D의 list1 움직임 벡터 MVD1를 'list1 현재 움직임 벡터'라 한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, list1 현재 움직임 벡터인 MVD1는 (0,2)이고, 주변 블록의 list1 움직임 벡터인 MVA1, MVB1 및 MVC1는 각각 (0,2), (1,1) 및 (2,0)인 것으로 가정한다. 현재 블록(블록 D)의 list1 현재 움직임 벡터에 대한 예측 움직임 벡터를 'list1 예측 움직임 벡터(PMVD1: list1 Predicted Motion Vector)'라 한다. list1 예측 움직임 벡터는 수학식 2와 같이 계산할 수 있으며, 수평 성분(PMVD1 x)과 수직 성분(PMVD1 y)을 가지는 것으로 정의한다.2, MV A1 , MV B1 , MV C1 And MV D1 is a list1 motion vector (MV) of blocks A, B, C, and D, and each of horizontal components MV A1 x , MV B1 x , MV C1 x And MV D1 x ) and the vertical component (MV A1 y , MV B1 y , MV C1 y And MV D1 y ). Here, the list1 motion vector MV D1 of the current block D is called 'list1 current motion vector'. As shown in FIG. 2, MV D1 as a list1 current motion vector is (0,2), and MV A1 , MV B1 and MV C1 as list1 motion vectors of neighboring blocks are (0,2) and (1,1), respectively. And (2,0). The predicted motion vector of the list1 current motion vector of the current block (block D) is called a 'list1 predicted motion vector (PMV D1 : list1 Predicted Motion Vector)'. The predicted motion vector list1 may be calculated as in Equation 2, and is defined as having a horizontal component PMV D1 x and a vertical component PMV D1 y .

Figure pat00002
Figure pat00002

수학식 2를 참조하면, list1 현재 움직임 벡터에 대한 list1 예측 움직임 벡터는 주변 블록(블록 A, 블록 B, 블록 C)의 움직임 벡터(MVA1, MVB1 및 MVC1)를 특정함수(F())의 변수로 대입하여 계산됨을 확인할 수 있다.Referring to Equation 2, the list1 predicted motion vector for the list1 current motion vector specifies the motion vectors MV A1 , MV B1 and MV C1 of the neighboring blocks (blocks A, B and C). It can be verified that it is calculated by assigning to the variable of).

H.264/AVC 표준에서는, 중간값(Median)을 계산하는 함수를 특정 함수(F())로서 이용하여 list0 현재 움직임 벡터에 대한 list0 예측 움직임 벡터와 list1 현재 움직임 벡터에 대한 list1 예측 움직임 벡터를 계산한다. 즉, list0 현재 움직임 벡터에 대한 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)는 주변 블록(블록 A, 블록 B, 블록 C)의 움직임 벡터(MVA0, MVB0 및 MVC0)에 대한 중간값(Median)으로 구해지고, list1 현재 움직임 벡터에 대한 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)는 주변 블록(블록 A, 블록 B, 블록 C)의 움직임 벡터(MVA1, MVB1 및 MVC1)에 대한 중간값(Median)으로 구해진다. 이러한 계산 방식을 수학식으로 나타내면, list0 현재 움직임 벡터(MVD0)에 대한 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)는 수학식 3과 같이 나타낼 수 있고, list1 현재 움직임 벡터(MVD1)에 대한 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)는 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.In the H.264 / AVC standard, a function for calculating a median (Median) is used as a specific function (F ()) to obtain a list0 predicted motion vector for the list0 current motion vector and a list1 predicted motion vector for the list1 current motion vector. Calculate That is, the list0 predicted motion vector PMV D0 for the current motion vector list0 is a median for the motion vectors MV A0 , MV B0 and MV C0 of the neighboring blocks (blocks A, B, and C). The list1 predicted motion vector PMV D1 for the current motion vector list1 is obtained and the median value for the motion vectors MV A1 , MV B1 and MV C1 of the neighboring blocks (blocks A, B and C). Obtained by In this equation, the list0 predicted motion vector PMV D0 for the list0 current motion vector MV D0 may be expressed as Equation 3, and the list1 predicted motion for the list1 current motion vector MV D1 . The vector PMV D1 may be expressed as Equation 4.

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 1(또는 수학식 3)을 이용하여 list0 현재 움직임 벡터(MVD0)의 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)를 구하고, 수학식 2(또는 수학식 4)를 이용하여 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)의 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)를 구할 수 있다. 수학식 5를 사용하여 압축해야 할 list0 현재 움직임 벡터(MVD0)에서 이에 대한 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)를 차분한 움직임 벡터인 list0 차분 벡터(DMVD0: list0 Differential Motion Vector, 'list0 움직임 벡터 잔차 신호'라고도 함)를 구할 수 있다. 수학식 6을 사용하여 압축해야 할 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)에서 이에 대한 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)를 차분한 움직임 벡터인 list1 차분 벡터(DMVD1: list1 Differential Motion Vector, 'list1 움직임 벡터 잔차 신호'라고도 함)를 구할 수 있으며, list0 차분 벡터(DMVD0)와 list1 차분 벡터(DMVD1)는 각각 엔트로피 부호화 등의 미리 정의된 소정의 방법에 의해 부호화되어 전송된다.Equation 1 (or Equation 3) is used to obtain the list0 predicted motion vector PMV D0 of the list0 current motion vector MV D0 , and Equation 2 (or Equation 4) to obtain the list1 current motion vector (MV). list1 the predictive motion vector (PMV D1) of D1) can be obtained. List0 differential motion vector (DMV D0 : list0 Differential Motion Vector, 'list0 motion vector residual) which is a motion vector that is obtained by subtracting list0 predicted motion vector (PMV D0 ) from list0 current motion vector (MV D0 ) to be compressed using Equation 5 Signal '). List1 differential motion vector (DMV D1 : list1 Differential Motion Vector, 'list1 motion vector residual), which is a motion vector obtained by subtracting list1 prediction motion vector (PMV D1 ) from list1 current motion vector (MV D1 ) to be compressed using Equation 6 Signal '), and the list0 difference vector DMV D0 and the list1 difference vector DMV D1 are each encoded and transmitted by a predetermined method such as entropy encoding.

Figure pat00005
Figure pat00005

Figure pat00006
Figure pat00006

도 1 및 도 2에 나타낸 것처럼, list0 현재 움직임 벡터(MVD0)의 값이 (2,0)인 경우, 중간값을 통해 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)를 계산하는 통상적인 움직임 벡터 부호화 방법에 따른 수학식 3을 이용하면, list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)는 (2,1)이 된다. 그리고 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)의 값이 (0,2)인 경우, 중간값을 통해 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)를 계산하는 통상적인 움직임 벡터 부호화 방법에 따른 수학식 4를 이용하면, list1 예측 움직임벡터(PMVD1)는 (1,1)이 된다.1 and 2, when the value of list0 current motion vector (MV D0 ) is (2,0), a conventional motion vector encoding method for calculating list0 predicted motion vector (PMV D0 ) through an intermediate value Using Equation 3, the list0 predicted motion vector PMV D0 becomes (2,1). When the value of list1 current motion vector MV D1 is (0,2), using Equation 4 according to a conventional motion vector encoding method of calculating list1 predicted motion vector PMV D1 using an intermediate value, The list1 predicted motion vector PMV D1 becomes (1,1).

이와 같이, 중간값을 list0 예측 움직임 벡터 및 list1 예측 움직임 벡터로 하는 통상적인 움직임 벡터 부호화 방법은, 움직임 벡터 부호화 장치와 움직임 벡터 복호화 장치가 사전에 중간값을 이용하여 예측 움직임 벡터를 계산하도록 약속함으로써, 움직임 벡터 부호화 장치에서 어떤 list0 움직임 벡터 및 list1 움직임 벡터가 list0 현재 움직임 벡터 및 list1 현재 움직임 벡터의 list0 예측 움직임 벡터 및 예측 list1 움직임 벡터로 사용되었는지에 대한 '추가적인 정보'를 부호화하여 전송할 필요가 없으므로, 부호화 효율 즉, 압축 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, in the conventional motion vector encoding method using the intermediate values as the list0 predicted motion vector and the list1 predicted motion vector, the motion vector encoding apparatus and the motion vector decoding apparatus promise to calculate the predictive motion vector using the intermediate values in advance. Since the motion vector encoding apparatus does not need to encode and transmit additional information about which list0 motion vector and list1 motion vector are used as list0 predicted motion vector and predicted list1 motion vector of list0 current motion vector and list1 current motion vector, The coding efficiency, that is, the compression efficiency can be improved.

하지만, 중간값을 이용하여 계산된 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)는, 실제의 list0 현재 움직임 벡터(MVD0)와 차이가 있을 수 있고, 중간값을 이용하여 계산된 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)는, 실제의 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)와 차이가 있을 수 있다. 도 1과 도 2에 나타낸 예시를 통해, 중간값을 이용하여 계산된 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)인 (2,1)은 list0 현재 움직임 벡터(MVD0)인 (2,0)와 차이가 있음을 알 수 있다. 수학식 5를 이용하여 list0 차분 벡터(DMVD0)를 구하면, 부호화할 list0 차분 벡터(DMVD0)는 (0,-1)이 되고, 중간값을 이용하여 계산된 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)인 (1,1)은 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)인 (0,2)와 차이가 있음을 알 수 있으며, 수학식 6을 이용하여 list1 차분 벡터(DMVD1)를 구해보면 부호화할 list1 차분 벡터(DMVD1)는 (-1, 1)이 된다.However, the list0 predicted motion vector PMV D0 calculated using the median may be different from the actual list0 current motion vector MV D0 , and the list1 predicted motion vector PMV D1 calculated using the median. ) May be different from the actual list1 current motion vector MV D1 . 1 and 2, (2,1), which is the list0 predicted motion vector (PMV D0 ) calculated using the median, differs from (2,0), which is the list0 current motion vector (MV D0 ). It can be seen that. By using the equation (5) Obtaining a list0 difference vector (DMV D0), list0 difference vector (DMV D0) to be coded is (0, -1) is, the predicted motion list1 calculated using a median vector (PMV D1) It can be seen that the (1,1) is different from the list1 current motion vector (MV D1 ), which is (0,2). When the list1 difference vector (DMV D1 ) is obtained using Equation 6, the list1 difference to be encoded is The vector DMV D1 becomes (-1, 1).

하지만, 만약 블록 A의 list0 움직임벡터인 MVA0인 (2,0)을 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)로 사용하면, 실제의 list0 현재 움직임 벡터(MVD0)인 (2,0)과 차이가 발생하지 않고, 수학식 5를 이용하여 list0 차분 벡터(DMVD0)를 구해보면 부호화할 list0 차분 벡터(DMVD0)는 (0,0)이 된다. 만약, 블록 A의 list1 움직임 벡터인 MVA1인 (0,2)을 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)로 사용하면 실제의 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)인 (0,2)과 차이가 발생하지 않고, 수학식 6을 이용하여 list1 차분 벡터(DMVD1)를 구해보면 부호화할 list1 차분 벡터(DMVD1)는 (0,0)이 된다.However, if (2,0) which is MV A0 , the list0 motion vector of block A, is used as the list0 predicted motion vector (PMV D0 ), the difference between (2,0) which is the actual list0 current motion vector (MV D0 ) does not occur, by using the equation (5) in the obtained list0 difference vector (DMV D0) is a is a (0,0) list0 difference vector (DMV D0) to be encoded. If (0,2), MV A1 , which is the list1 motion vector of block A, is used as the list1 predicted motion vector (PMV D1 ), there is no difference from (0,2), which is the actual list1 current motion vector (MV D1 ). rather, using the equation (6) in the list1 obtained difference vector (DMV D1) is a is a (0,0) list1 difference vector (DMV D1) to be encoded.

즉, 중간값을 이용하여 계산된 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)인 (2,1)를 사용하는 것보다, 블록 A의 list0 움직임 벡터인 MVA0인 (2,0)을 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)로 사용하는 것이 list0 차분 벡터(DMVD0)가 (0,0)이 되어 이를 부호화하는 데 소용되는 비트량을 감소시킬 수 있다. 또한, 중간값을 이용하여 계산된 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)인 (1,1)를 사용하는 것보다, 블록 A의 list1 움직임 벡터인 MVA1인 (0,2)을 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)로 사용하는 것이 list1 차분 벡터(DMVD1)가 (0,0)이 되어 이를 부호화하는 데 소용되는 비트량을 더욱 감소시킬 수 있다.That is, rather than using (2,1), which is the list0 predicted motion vector (PMV D0 ) calculated using the median value, (2,0), which is MV A0 , which is the list0 motion vector of block A, is calculated using list0 predicted motion vector ( Using PMV D0 ) may reduce the amount of bits used to encode the list0 difference vector DMV D0 as (0,0). Also, rather than using (1,1), which is the list1 predicted motion vector (PMV D1 ) calculated using the median value, (0,2), which is MV A1 , which is the list1 motion vector of block A, is calculated using list1 predicted motion vector ( The use of PMV D1 ) may further reduce the amount of bits used to encode the list1 difference vector DMV D1 as (0,0).

하지만, 중간값을 이용하는 통상적인 움직임 벡터 부호화 방법에서는 list0 현재 움직임 벡터(MVD0)의 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)를 계산하기 위해서 항상 중간값을 사용해야 하므로, 블록 A의 list0 움직임 벡터인 MVA0를 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)로 사용하는 것이 불가능하다. 그리고 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)의 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)를 계산하기 위해서 항상 중간값을 사용해야 하므로, 블록 A의 list1 움직임 벡터인 MVA1를 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)로 사용하는 것이 불가능하다.However, in the conventional motion vector encoding method using an intermediate value, since an intermediate value must always be used to calculate the list0 predicted motion vector PMV D0 of the current motion vector list0 MV D0 , MV A0 , which is the list0 motion vector of block A, is used. Can not be used as a list0 predicted motion vector (PMV D0 ). In order to calculate the list1 predicted motion vector (PMV D1 ) of the list1 current motion vector (MV D1 ), the median must always be used. Therefore, MV A1 , which is the list1 motion vector of block A, is used as the list1 predicted motion vector (PMV D1 ). It is impossible.

만약, 블록 A의 list0 움직임 벡터(MVA0)를 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)로 사용한다고 하더라도, MVA0, MVB0 및 MVC0 중에서 어떤 list0 움직임 벡터가 list0 예측 움직임 벡터(PMVD0)로 사용되었는지에 대한 '추가적인 정보'를 함께 전송해야 한다. 블록 A의 list1 움직임 벡터(MVA1)를 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)로 사용한다고 하더라도, MVA1, MVB1 및 MVC1 중에서 어떤 list1 움직임 벡터가 list1 예측 움직임 벡터(PMVD1)로 사용되었는지에 대한 '추가적인 정보'를 함께 전송해야 한다. 그로 인해, 추가적인 정보를 부호화함으로써 압축 효율의 향상 여부를 보장할 수 없는 다른 문제점이 있다.If the list0 motion vector MV A0 of the block A is used as the list0 predicted motion vector PMV D0 , MV A0 and MV B0. And MV C0 In this case, 'additional information' regarding which list0 motion vector is used as the list0 prediction motion vector (PMV D0 ) should be transmitted together. Even though the list1 motion vector MV A1 of block A is used as the list1 predicted motion vector PMV D1 , MV A1 and MV B1 And MV C1 In addition, the 'additional information' regarding which list1 motion vector is used as the list1 predicted motion vector (PMV D1 ) should be transmitted together. Therefore, there is another problem in that it is not possible to guarantee whether the compression efficiency is improved by encoding additional information.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 벡터 부호화 방법은 더욱 정확하게 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있도록 함으로써, 더욱 정확하게 예측된 움직임 벡터를 이용하여 움직임 벡터를 부호화할 수 있도록 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 벡터 부호화 방법은 더욱 정확한 예측 움직임 벡터를 선택하여 부호화 효율을 향상시키면서도, 선택된 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 알리기 위해 추가적인 정보를 전송해야 하는 비효율을 감소시킬 수 있다.Accordingly, the motion vector encoding method for a plurality of reference pictures according to an embodiment of the present invention enables more accurate selection of the predicted motion vector for the plurality of reference pictures, thereby using the motion vector using the more accurately predicted motion vector. Encode it. In addition, the motion vector encoding method for a plurality of reference pictures according to an embodiment of the present invention selects a more accurate predictive motion vector and improves coding efficiency, while additional information is provided to inform the predicted motion vectors for the selected plurality of reference pictures. It can reduce the inefficiency that must be transmitted.

이하에서는, 본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 도 1 에서 나타낸, 블록들(블록 A, 블록 B, 블록 C 및 블록 D) 및 그에 대한 list0 참조 픽처에 대한 움직임 벡터(이하 'list0 움직임 벡터'라 칭함)인 MVA0, MVB0, MVC0 및 MVD0와 도 2 에서 나타낸, 블록들(블록 A, 블록 B, 블록 C 및 블록 D) 및 그에 대한 list1 참조 픽처에 대한 움직임 벡터(이하 'list1 움직임 벡터'라 칭함)인 MVA1, MVB1, MVC1 및 MVD1를 이용하여 설명한다.Hereinafter, in describing an embodiment of the present invention, a motion vector for blocks (block A, block B, block C, and block D) and a list0 reference picture thereof shown in FIG. 1 (hereinafter, 'list0 motion vector') MV A0 , MV B0 , MV C0 And, blocks shown in FIG. 2 and MV D0 (block A, block B, block C, and block D), and thereto (hereinafter referred to as "list1 motion vector" hereinafter) for vector movement of the list1 reference pictures of MV A1, MV B1 , MV C1 And MV D1 .

단, 도 1과 도 2에서는, list0 움직임 벡터(MVA0, MVB0, MVC0 및 MVD0)와 list1 움직임 벡터(MVA1, MVB1, MVC1 및 MVD1)를 수직 성분과 수평 성분을 가지는 이차원적인 벡터로 도시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명에 이용되는 움직임 벡터는 반드시 이에 한정되지 않고, n차원 움직임 벡터로 확대하여 적용할 수 있다. 또한, 도 1과 도 2에서는, 현재 블록(블록 D)의 주변 블록을 공간적인 인접성에 따라 3개의 블록 A, 블록 B 및 블록 C로만 나타내었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것일 뿐, 본 발명에 이용되는 주변 블록들은 반드시 이에 한정되지 않고, 시간적 또는 공간적으로 주변에 있는 하나 이상의 주변 블록일 수 있다.1 and 2, however, list0 motion vectors MV A0 , MV B0 and MV C0. And MV D0 ) and list1 motion vectors (MV A1 , MV B1 , MV C1) And MV D1 ) is shown as a two-dimensional vector having a vertical component and a horizontal component, but this is only for convenience of description, the motion vector used in the present invention is not necessarily limited to this, and is expanded to apply to the n-dimensional motion vector can do. In addition, in FIG. 1 and FIG. 2, the neighboring blocks of the current block (block D) are shown as only three blocks A, B, and C according to spatial proximity, but this is for convenience of description only. The neighboring blocks used are not necessarily limited thereto, and may be one or more neighboring blocks that are peripheral in time or space.

또한, 도 1과 도 2에서는, 참조 픽처에 대한 움직임 벡터를 list0 움직임 벡터(MVA0, MVB0, MVC0 및 MVD0)와 list1 움직임 벡터(MVA1, MVB1, MVC1 및 MVD1)로 구분하였으나, B 픽처에서는 list0 및 list1 중 하나 또는 list0와 list1 모두를 참조 픽처로서 가지기 때문에, 반드시 두 개의 참조 픽처(list0와 list1)에 대한 움직임 벡터를 가질 필요는 없다. 더 나아가서, 두 개 이상의 복수 개의 참조 픽처를 가질 수도 있으며, 이 경우 복수 개의 참조 픽처는 list0, list1, …, list n 참조 픽처로 나타낼 수 있고 그에 따른 움직임 벡터를 list0 움직임 벡터, list1 움직임 벡터, …, list n 움직임 벡터 등으로 나타낼 수 있다.In addition, in FIG. 1 and FIG. 2, the motion vector with respect to the reference picture is referred to as list0 motion vector (MV A0 , MV B0 , MV C0). And MV D0 ) and list1 motion vectors (MV A1 , MV B1 , MV C1) And MV D1 ), but the B picture does not necessarily have a motion vector for two reference pictures list0 and list1 since one of list0 and list1 or both list0 and list1 is used as a reference picture. Furthermore, it may have two or more plurality of reference pictures, in which case the plurality of reference pictures are list0, list1,... , list n can be represented as a reference picture, and the motion vectors corresponding thereto are list0 motion vectors, list1 motion vectors,... , list n can be represented as a motion vector.

본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 모드는 예측 가능 모드와 예측 불가능 모드를 포함한다. 일 예로서, 예측 가능 모드란 움직임 벡터 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치에 미리 설정된 기준 또는 방법에 따라 현재 블록의 움직임 벡터인 현재 움직임 벡터를 예측하여 결정된 예측 움직임 벡터(이하 '최적 움직임 벡터(Optimum Motion Vector)'라 칭함)를 움직임 벡터 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치에서 예측할 수 있음을 식별하기 위한 모드를 말한다. 예측 불가능 모드란 움직임 벡터 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치에서 최적 움직임 벡터를 예측할 수 없음을 식별하기 위한 모드를 말한다.The motion vector encoding mode according to an embodiment of the present invention includes a predictable mode and an unpredictable mode. As an example, the predictable mode is a prediction motion vector determined by predicting a current motion vector that is a motion vector of a current block according to a reference or a method previously set in a motion vector encoding apparatus or an image encoding apparatus (hereinafter, referred to as an 'optimal motion vector'). ) Refers to a mode for identifying that the motion vector decoding apparatus or the image decoding apparatus can predict. The unpredictable mode refers to a mode for identifying that the motion vector decoding apparatus or the image decoding apparatus cannot predict the optimal motion vector.

본 발명에서, 최적 움직임 벡터라 함은 움직임 벡터 부호화 장치에서 미리 설정된 기준 또는 방법에 따라 현재 움직임 벡터를 예측하여 결정되는 예측 움직임 벡터를 의미하는 것일 뿐, 이와 같이 결정된 예측 움직임 벡터가 항상 최적의 예측값을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니다. 또한, 디폴트 움직임 벡터(Default Motion Vector)라 함은 움직임 벡터 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치와 움직임 벡터 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치에 공동으로 기 설정되거나 기 설정된 기준 또는 방법(예를 들면, 중간값(Median) 계산 방법 등)에 따라 생성되는 list0 및 list1 예측 움직임 벡터를 의미하는 것이다.In the present invention, the optimal motion vector only means a predicted motion vector determined by predicting the current motion vector according to a preset reference or method in the motion vector encoding apparatus, and the predicted motion vector determined as described above is always the optimal predicted value. Does not mean to have. In addition, a default motion vector is a reference or method (eg, a median value) that is jointly preset or preset in a motion vector encoding apparatus or an image encoding apparatus and a motion vector decoding apparatus or an image decoding apparatus. ) Means list0 and list1 predicted motion vectors generated according to the calculation method).

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.3 is a block diagram schematically illustrating the configuration of a motion vector encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치(300)는, 최적 움직임 벡터 결정부(310), 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320), 제 1 움직임 벡터 부호화부(330) 및 제 2 움직임 벡터 부호화부(340)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 3, the motion vector encoding apparatus 300 according to an embodiment of the present invention may include an optimal motion vector determiner 310, a motion vector encoding mode determiner 320, and a first motion vector encoder 330. ) And a second motion vector encoder 340.

최적 움직임 벡터 결정부(310)는 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대해 예측하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 결정한다. 즉, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 현재 블록의 list0 및 list1 현재 움직임 벡터에 대하여 list0 및 list1 최적 움직임 벡터로 사용할 수 있는 후보 움직임벡터 집합을 선택하고, 선택된 list0 및 list1 후보 움직임 벡터에서 하나의 후보 움직임 벡터를 list0 및 list1 최적 움직임 벡터 집합으로 결정한다. 여기서, list0 및 list1 후보 움직임 벡터 집합은 하나 이상의 후보 움직임 벡터를 포함할 수 있다.The optimum motion vector determiner 310 predicts a current motion vector of the current block with respect to a plurality of reference pictures to determine an optimal motion vector for the plurality of reference pictures. That is, the optimal motion vector determiner 310 selects a candidate motion vector set that can be used as list0 and list1 optimal motion vectors with respect to list0 and list1 current motion vectors of the current block, and selects one of the selected list0 and list1 candidate motion vectors. The candidate motion vector is determined as a list0 and list1 optimal motion vector set. Here, the list0 and list1 candidate motion vector sets may include one or more candidate motion vectors.

여기서, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 list0 최적 움직임 벡터 집합에 대한 후보 움직임 벡터 집합과 list1 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합을 각각 선택하거나, list0 및 list1 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합을 공유하여 선택할 수 있다. list0 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합과 list1 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합을 각각 선택하는 경우, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 list0 최적 움직임 벡터를 선택할 때 list0 참조 픽처를 참조하는 후보 움직임 벡터들 중에서 list0 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합을 선택하고, list1 최적 움직임 벡터를 선택할 때 list1 참조 픽처를 참조하는 후보 움직임 벡터들 중에서 list1 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합을 선택한다.Here, the optimal motion vector determiner 310 selects a candidate motion vector set for the list0 optimal motion vector set and a candidate motion vector set for the list1 optimal motion vector, or selects a candidate motion vector set for the list0 and list1 optimal motion vectors, respectively. You can choose to share. When selecting the candidate motion vector set for the list0 optimal motion vector and the candidate motion vector set for the list1 optimal motion vector, respectively, the optimal motion vector determiner 310 selects the candidate motion referring to the reference list0 reference picture when selecting the list0 optimal motion vector. A candidate motion vector set for the list0 optimal motion vector is selected from among the vectors, and a candidate motion vector set for the list1 optimal motion vector is selected from the candidate motion vectors referring to the list1 reference picture when the list1 optimal motion vector is selected.

list0 및 list1 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합을 공유하여 선택하는 경우, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 list0 최적 움직임 벡터를 선택할 때 공유하는 후보 움직임 벡터들(즉, list0 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터와 list1 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터들) 중에서 list1 참조 픽처를 참조하는 후보 움직임 벡터들을 시간적 거리를 고려하여 적절하게 스케일링하여 list0 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터로서 선택하고, list1 최적 움직임 벡터를 선택할 때 공유하는 후보 움직임 벡터 중에서 list0 참조 픽처를 참조하는 후보 움직임 벡터들을 시간적 거리를 고려하여 적절하게 스케일링하여 list1 최적 움직임 벡터에 대한 후보 움직임 벡터 집합으로서 선택한다.When the candidate motion vector sets for list0 and list1 optimal motion vectors are shared and selected, the optimal motion vector determiner 310 selects the candidate motion vectors shared when the list0 optimal motion vector is selected (that is, for the list0 optimal motion vector). Among candidate motion vectors and candidate motion vectors for list1 optimal motion vector, candidate motion vectors referring to list1 reference picture are appropriately scaled in consideration of temporal distance, and selected as candidate motion vectors for list0 optimal motion vector, and list1 optimal When selecting a motion vector, candidate motion vectors referring to the list0 reference picture among the candidate motion vectors to be shared are appropriately scaled in consideration of the temporal distance and selected as a candidate motion vector set for the list1 optimal motion vector.

또한, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 현재 블록에 대한 하나 이상의 주변블록을 검색하고, 검색된 하나 이상의 주변 블록의 list0 및 list1 움직임 벡터를 각각 산출하고 취합하여 후보 움직임 벡터 집합으로 선택할 수 있다. 도 1과 도 2에 나타낸 예시를 참조하면, 후보 움직임 벡터 집합은 현재 블록인 블록 D의 좌측, 상단, 우측 상단에 있는 주변 블록인 블록 A, 블록 B 및 블록 C가 가지는 움직임 벡터들로 이루어진 {MVA, MVB, MVC}일 수 있다.In addition, the optimum motion vector determiner 310 may search for one or more neighboring blocks for the current block, calculate and collect list0 and list1 motion vectors of the searched one or more neighboring blocks, respectively, and select the candidate motion vector set. Referring to the examples shown in FIGS. 1 and 2, the candidate motion vector set includes a motion vector of blocks A, B, and C, which are neighboring blocks located at the left, top, and top right of the block D, which is the current block. MV A , MV B , MV C }.

다만, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 구현 방법이나 필요에 따라 더욱 다양한 움직임 벡터들을 후보 움직임 벡터 집합으로 선택할 수 있을 것이다. 예를 들어, 시간축 상으로 이전에 존재하는 참조 픽처에서 현재 블록과 동일한 위치에 있는 블록의 움직임 벡터나 공간축 상으로 좌측 상단에 위치한 블록의 움직임 벡터도 후보 움직임 벡터 집합으로 선택될 수 있으며, 이들 움직임 벡터들을 이용하여 선정된 또 다른 움직임벡터(예를 들어, 하나 이상의 움직임 벡터의 평균값이나 중간값 등)도 포함될 수 있다. 후보 움직임 벡터 집합은 그 정의를 움직임 벡터 부호화 장치와 움직임 벡터 복호화 장치에 기 설정된다는 전제 하에 다양한 방법으로 정의될 수 있으며, 후보 움직임 벡터 집합의 후보 움직임 벡터들 중 일부 또는 전부가 동일한 값을 갖는 경우 서로 다른 값을 갖는 후보 움직임 벡터들만으로 선택될 수 있다.However, the optimal motion vector determiner 310 may select more various motion vectors as candidate motion vector sets according to an implementation method or needs. For example, a motion vector of a block at the same position as the current block in a reference picture previously existing on the time axis or a motion vector of a block located at the upper left on the spatial axis may also be selected as a candidate motion vector set. Another motion vector (eg, an average value or a median value of one or more motion vectors) selected using the motion vectors may also be included. The candidate motion vector set may be defined in various ways on the assumption that the definition is set in the motion vector encoding apparatus and the motion vector decoding apparatus, and when some or all of the candidate motion vectors of the candidate motion vector set have the same value. Only candidate motion vectors having different values may be selected.

최적 움직임 벡터 결정부(310)는 전술한 바와 같이, 다양한 방법으로 선택한 후보 움직임 벡터 집합에서 하나의 후보 움직임 벡터를 선택하여 list0 및 list1 최적 움직임 벡터로서 결정한다. 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 움직임 벡터 부호화 장치와 움직임 벡터 복호화 장치에 기 설정된 선택 함수를 이용하여 후보 움직임 벡터 각각에 대한 선택 함수값을 계산하고, 계산된 선택 함수값을 기초로 하나의 후보 움직임 벡터를 list0 및 list1 최적 움직임 벡터로 결정한다.As described above, the optimum motion vector determiner 310 selects one candidate motion vector from the set of candidate motion vectors selected by various methods and determines them as list0 and list1 optimal motion vectors. The optimal motion vector determiner 310 calculates a selection function value for each candidate motion vector by using a selection function preset in the motion vector encoding apparatus and the motion vector decoding apparatus, and calculates one candidate based on the calculated selection function value. The motion vectors are determined as list0 and list1 optimal motion vectors.

일 예로서, 전술한 선택 함수값은, 선택된 후보 움직임 벡터 집합 중 하나 이상의 후보 움직임 벡터 각각에 대해 list0 및 list1 현재 움직임 벡터와의 차인 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화하는데 소요되는 비트량, 선택된 하나 이상의 후보 움직임 벡터 각각에 대해 list0 및 list1 현재 움직임 벡터와의 차이인 list0 및 list1 차분 벡터의 크기 및 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화하는데 소요되는 비트량 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 만약, list0 및 list1 차분 벡터의 비트량을 선택 함수값으로 이용하는 경우, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 선택된 하나 이상의 후보 움직임 벡터 각각에 대한 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화하는데 소요되는 비트량을 계산하고, 계산된 비트량 중 최소의 비트량을 발생시키는 후보 움직임 벡터를 list0 및 list1 최적 움직임 벡터로서 선택할 수 있다. As an example, the above-described selection function value may include a bit amount for encoding a list0 and list1 difference vector, which is a difference between list0 and list1 current motion vectors, for each of one or more candidate motion vectors of the selected candidate motion vector set, and one or more selected ones. Each of the candidate motion vectors may include one or more of the size of the list0 and list1 difference vectors, which are different from the current motion vector, and the amount of bits required to encode the motion vector encoding mode. If the bit amounts of the list0 and list1 difference vectors are used as a selection function value, the optimal motion vector determiner 310 calculates the bit amounts required to encode the list0 and list1 difference vectors for each of the selected one or more candidate motion vectors. The candidate motion vector generating the minimum bit amount among the calculated bit amounts can be selected as the list0 and list1 optimal motion vectors.

다른 예로서, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 선택된 하나 이상의 후보 움직임 벡터 중 하나의 움직임 벡터를 선택했을 경우, 발생하는 부호화에 소요되는 비트량과 이때 발생할 복원된 영상의 화질을 함께 고려하는 율-왜곡 최적화(Rate-Distortion Optimization) 방식을 이용하여 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 결정할 수도 있다. 이 경우, 전술한 선택 함수값은 율-왜곡 비용(Rate-Distortion Cost)이 될 수 있다.As another example, when the motion vector determiner 310 selects one motion vector from the selected one or more candidate motion vectors, a rate considering both the bit amount required for encoding and the quality of the reconstructed image to be generated at this time It is also possible to determine the list0 and list1 optimal motion vectors using a rate-distortion optimization scheme. In this case, the above-described selection function value may be a rate-distortion cost.

또 다른 예로서, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 수학식 7, 수학식 8 및 수학식 9를 통해 정의되는 라그랑제 비용(Lagrangian Cost) 함수를 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 결정하기 위한 선택 함수로 이용할 수 있다. 이 경우, 전술한 선택 함수값은 라그랑제 비용이 될 수 있다.As another example, the optimal motion vector determiner 310 uses a Lagrangian Cost function defined through Equations 7, Equations 8 and 9 to select list0 and list1 optimal motion vectors. Can be used as In this case, the above-described selection function value may be the Lagrange cost.

Figure pat00007
Figure pat00007

Figure pat00008
Figure pat00008

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서, J는 라그랑제 비용을 나타내고, J0는 list0 참조 픽처에 대한 라그랑제 비용을 나타내며, J1는 list1 참조 픽처에 대한 라그랑제 비용을 나타내며, D0는 원래의 영상 데이터와 list0 참조 픽처를 이용하여 복원된 영상 데이터 간의 오차를 나타내며, D1는 원래의 영상 데이터와 list1 참조 픽처를 이용하여 복원된 영상 데이터 간의 오차를 나타내며, λ는 라그랑제 승수를 나타낸다. RH은 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화하는데 소요되는 비트량을 나타내고, R0 M은 list0 현재 움직임 벡터의 차분 벡터를 부호화하는데 소요되는 비트량을 나타내며, R1 M은 list1 현재 움직임 벡터의 차분 벡터를 부호화하는데 소요되는 비트량을 나타낸다.Where J represents the Lagrange cost, J 0 represents the Lagrange cost for the list0 reference picture, J 1 represents the Lagrange cost for the list1 reference picture, and D 0 represents the original picture data and list0 reference picture. Represents an error between the reconstructed image data, D 1 represents an error between the original image data and the image data reconstructed using the list1 reference picture, and λ represents a Lagrange multiplier. R H represents the amount of bits required to encode the motion vector encoding mode, R 0 M represents the amount of bits required to encode the difference vector of the current motion vector list0, and R 1 M represents the difference vector of the current motion vector list1. This indicates the amount of bits required for encoding.

w는 가중치값으로서, 구현 방식에 따라서 1 또는 2의 값을 가질 수 있다. 실시예로, list0와 list1 참조 픽처에 대한 움직임 벡터 부호화 모드를 각각 결정할 경우, 움직임 벡터 부호화 모드가 2개가 되므로 w의 값은 2가 될 수 있다. 다른 실시예로, list0와 list1에 대한 움직임 벡터 부호화 모드를 하나로 결정할 경우, 움직임 벡터 부호화 모드가 1개가 되므로 w의 값은 1이 될 수 있다.w is a weight value and may have a value of 1 or 2 depending on the implementation manner. In an embodiment, when the motion vector encoding modes for the list0 and list1 reference pictures are respectively determined, the value of w may be 2 since there are two motion vector encoding modes. In another embodiment, when determining one motion vector encoding mode for list0 and list1, the value of w may be 1 since there is only one motion vector encoding mode.

수학식 7 내지 수학식 9에서의 J, J0, J1, D0, D1, RH, R0 M, R1 M 은 모두 현재블록이 위치하는 현재 픽처의 번호를 표시하는 n과 현재 블록의 번호를 표시하는 k에 따라 정의되므로, 라그랑제 비용을 이용하여 최적 움직임 벡터를 결정하는 것은 픽처 또는 블록 단위에서 선택적으로 적용될 수 있다. 또한, 최적 움직임 벡터를 결정하는 과정에서 원래의 영상 데이터와 복원된 영상 데이터 간의 오차인 D가 변하지 않는 경우 또는 계산상의 편의를 위한 경우, 라그랑제 비용 J를 산출하는 수학식 7 및 수학식 8에서 D0, D1와 λ를 제거하여 식을 간략화할 수도 있다.In Equations 7 to 9, J, J 0 , J 1 , D 0 , D 1 , R H , R 0 M , and R 1 M all represent n and the current picture number at which the current block is located. Since it is defined according to k indicating the number of blocks, determining the optimal motion vector using the Lagrangian cost may be selectively applied on a picture or block basis. In addition, in the process of determining the optimal motion vector, D, which is an error between the original image data and the reconstructed image data, does not change or for convenience of calculation, The equation can also be simplified by removing D 0 , D 1 and λ.

라그랑제 비용을 계산하는 과정에서 수학식 9의 RH는 움직임 벡터 부호화 모드 부호화하는 데에 소요되는 비트량이고, 수학식 7과 수학식 8의 R0 M, R1 M 은 현재 움직임 벡터에 대한 차분 벡터를 부호화하는 데에 소요되는 비트량으로서, 그 계산 방법은 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 달라진다. 즉, 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드인 경우, R0 M, R1 M 은 기 설정되거나 중간값(Median) 계산과 같이 기 설정된 방법에 의해 생성된 list0 및 list1 예측 움직임 벡터(이하에서는 'list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터'라 칭함)와 list0 및 list1 현재 움직임 벡터의 차이인 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화하는데 소요되는 비트량일 수 있다. 또한, 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인 경우, R0 M, R1 M 은 결정된 list0 및 list1 최적 움직임 벡터와 list0 및 list1 현재 움직임 벡터의 차이인 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화하는데 소요되는 비트량일 수 있다.In calculating the Lagrangese cost, R H in Equation 9 is the amount of bits required for motion vector coding mode encoding, and R 0 M and R 1 M in Equations 7 and 8 correspond to the current motion vector. As the amount of bits required to encode the difference vector, the calculation method depends on the motion vector encoding mode. That is, when the motion vector encoding mode is an unpredictable mode, R 0 M and R 1 M are preset or list1 predicted motion vectors generated by a predetermined method such as median calculation (hereinafter, 'list0'). And list1 default motion vector ') and list0 and list1 difference vectors, which are the difference between list0 and list1 current motion vectors. In addition, when the motion vector encoding mode is a predictable mode, R 0 M and R 1 M are bits used to encode a list0 and list1 difference vector which is a difference between the determined list0 and list1 optimal motion vectors and the list0 and list1 current motion vectors. Can be.

또한, 최적 움직임 벡터 결정부(310)는 수학식 7 내지 수학식 9를 통해 전술한 라그랑제 비용(Lagrangian Cost) 함수를 선택 함수로서 이용하여 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 결정할 수도 있지만, 수학식 10과 수학식 11과 같은 더욱 일반화된 선택 함수를 이용하여 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 결정할 수도 있다. 단, 수학식 10과 수학식 11은 부호화할 현재 블록의 list0 현재 움직임 벡터를 도 1에 도시한 블록 D의 움직임 벡터인 MVD0로 가정하여 표현되었고, 부호화할 현재 블록의 list1 현재 움직임 벡터를 도 2에 도시한 블록 D의 움직임벡터인 MVD1로 가정하여 표현되었다.In addition, the optimum motion vector determiner 310 may determine list0 and list1 optimal motion vectors using the Lagrangian Cost function described above as Equation 7 through Equations 7 to 9, but Equation 10 A more generalized selection function such as Eq. (11) may be used to determine list0 and list1 optimal motion vectors. Equations 10 and 11 are expressed by assuming that list0 current motion vector of the current block to be encoded is MV D0 , which is a motion vector of block D shown in FIG. 1, and FIG. It is expressed assuming MV D1 , which is the motion vector of block D shown in FIG. 2.

Figure pat00010
Figure pat00010

수학식 10에서, PMV0 enc는 결정된 list0 최적 움직임 벡터를 나타내고, PMVC0는 list0 현재 움직임 벡터 MVD0의 list0 최적 움직임 벡터로 결정할 수 있는 후보 움직임 벡터들의 집합인 후보 움직임 벡터 집합(CS: Candidate Set)에 속하는 하나의 원소(즉, 움직임 벡터)를 의미한다. h()는 현재 움직임 벡터 MVD0에 대한 list0 최적 움직임 벡터를 결정하기 위한 선택함수이다.In Equation 10, PMV 0 enc represents the determined list0 optimal motion vector, and PMVC 0 represents a candidate motion vector set (CS), which is a set of candidate motion vectors that can be determined as list0 optimal motion vector of list0 current motion vector MV D0 . ) Means one element (that is, a motion vector). h () is a selection function for determining list0 optimal motion vector for the current motion vector MV D0 .

Figure pat00011
Figure pat00011

수학식 11에서, PMV1 enc는 list1 최적 움직임 벡터이고, PMVC1는 list1 현재 움직임 벡터 MVD1에 대한 list1 최적 움직임 벡터로 결정할 수 있는 후보 움직임 벡터들의 집합인 후보 움직임 벡터 집합(CS)에 속하는 하나의 원소(즉, 후보 움직임 벡터)를 의미한다.In Equation 11, PMV 1 enc is a list1 optimal motion vector, and PMVC 1 is one belonging to the candidate motion vector set CS, which is a set of candidate motion vectors that can be determined as list1 optimal motion vector for list1 current motion vector MV D1 . Means an element of (ie, a candidate motion vector).

수학식 10 및 수학식 11에서, h()는 현재 움직임 벡터 MVD1에 대한 list1 최적 움직임 벡터를 선택하기 위한 선택 함수이다. 일 예로, 선택 함수 h()는 list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 차분하여 부호화하는데 소요되는 비트량을 사용하거나, list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 차분하여 부호화하는데 소요되는 비트량과 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화하는데 소요되는 비트량의 합을 사용할 수 있다. 또한, 계산을 간단히 하기 위해, 실제 소요되는 비트량 대신 list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 list0 및 list1 최적 움직임벡터와의 차이인 list0 및 list1 차분 벡터의 크기를 사용할 수도 있다. 더욱 일반적으로는, 선택 함수 h()는 움직임 벡터 부호화 장치와 움직임 벡터 복호화 장치에 기 설정된다는 전제하에 다양하게 정의될 수 있다. 이러한 선택 함수 h()가 주어지면, 최적 움직임 벡터의 후보인 후보 움직임 벡터를 포함하는 후보 움직임 벡터 집합(CS)으로부터 선택 함수 h()를 최적화하는 하나의 후보 움직임 벡터(PMVC0)를 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)로 결정할 수 있다.In Equations 10 and 11, h () is a selection function for selecting a list1 optimal motion vector for the current motion vector MV D1 . For example, the selection function h () encodes the bit amount and the motion vector encoding mode used to differentially encode the list0 and list1 current motion vectors, or encodes the difference between the list0 and list1 current motion vectors. It is possible to use the sum of the bits required to do so. In addition, to simplify the calculation, the size of the list0 and list1 difference vectors, which is the difference between the list0 and list1 current motion vectors and the list0 and list1 optimal motion vectors, may be used instead of the actual amount of bits. More generally, the selection function h () may be defined in various ways on the premise that the motion vector encoding apparatus and the motion vector decoding apparatus are preset. Given this selection function h (), list0 optimals one candidate motion vector PMVC 0 that optimizes the selection function h () from the candidate motion vector set CS that contains the candidate motion vectors that are candidates for the optimal motion vector. It may be determined by the motion vector PMV 0 enc .

움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 움직임 벡터 부호화 모드를 결정한다. 즉, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 최적 움직임 벡터 결정부(310)에서 결정한 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 움직임 벡터 부호화 모드를 예측 가능 모드 또는 예측 불가능 모드로 결정하고, 결정된 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 제 1 움직임 벡터 부호화부(330) 또는 제 2 움직임 벡터 부호화(340)로 하여금 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 부호화하도록 제어한다.The motion vector encoding mode determiner 320 determines the motion vector encoding mode according to whether the motion vector decoding apparatus can predict the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures. That is, the motion vector encoding mode determiner 320 predicts the motion vector encoding mode from the predictable mode or the prediction mode according to whether the motion vector decoding apparatus can predict the list0 and list1 optimal motion vectors determined by the optimal motion vector determiner 310. The controller determines the impossible mode and controls the first motion vector encoder 330 or the second motion vector encoder 340 to encode list0 and list1 current motion vectors according to the determined motion vector encoding mode.

여기서, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 움직임 벡터 부호화 장치와 움직임 벡터 복호화 장치 간에 기 설정된 판단 함수를 이용하여 후보 움직임 벡터 각각에 대한 판단 함수값을 계산하고, 계산된 판단 함수값을 기초로 하나 이상의 후보 움직임 벡터 중 선택한 각각의 후보 움직임 벡터를 list0 및 list1 현재 움직임 벡터에 대한 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터(Estimated Optimum Motion Vector)로 결정하며, 결정된 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터와 결정된 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 비교함으로써 list0 및 list1 최적 움직임 벡터가 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부를 결정할 수 있다.Here, the motion vector encoding mode determiner 320 calculates a determination function value for each candidate motion vector by using a predetermined determination function between the motion vector encoding apparatus and the motion vector decoding apparatus, and based on the calculated determination function value. Each candidate motion vector selected from one or more candidate motion vectors is determined as list0 and list1 estimated optimal motion vectors for list0 and list1 current motion vectors, and the determined list0 and list1 estimated optimal motion vectors and the determined list0 and list1 are determined. By comparing list1 optimal motion vectors, it is possible to determine whether list0 and list1 optimal motion vectors can be predicted by the motion vector decoding apparatus.

예를 들어, list0 및 list1 최적 움직임벡터(PMV0 enc 및 PMV1 enc)를 이용하여 계산된 list0 및 list1 차분 벡터, list0 및 list1 최적 움직임 벡터의 후보가 될 수 있는 유한한 개수의 후보 움직임 벡터, 움직임 보상에 사용할 참조 픽처, 이미 복원된 주변 블록의 정보, 현재 블록의 화소값을 움직임 보상하여 생성한 예측 블록의 예측 화소값과의 차인 잔차 신호 등을 이용하여, list0 및 list1 최적 움직임 벡터가 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.For example, a finite number of candidate motion vectors that can be candidates for list0 and list1 difference vectors, list0 and list1 optimal motion vectors, calculated using list0 and list1 optimal motion vectors (PMV 0 enc and PMV 1 enc ), The list0 and list1 optimal motion vectors are moved using a reference picture to be used for motion compensation, information of neighboring blocks already reconstructed, and a residual signal that is a difference between prediction pixel values of a prediction block generated by motion compensation of pixel values of the current block. It can be determined whether the vector decoding apparatus can predict it.

이를 위해, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 움직임 벡터 부호화 장치(300)가 계산하여 전송할 list0 현재 움직임 벡터(MVD0)에 대한 list0 차분 벡터인 DMVD0(=MVD0-PMV0 enc), 이미 부호화되고 복호화되어 복원된 주변 블록의 정보, 움직임 보상에 사용할 참조 픽처와 수학식 12와 같은 판단 함수 등을 이용하여 list0 추정 최적 움직임 벡터인 PMV0 dec를 결정하고, 전송할 list1 현재 움직임 벡터(MVD1)에 대한 list1 차분 벡터인 DMVD1(=MVD1-PMV1 enc), 이미 부호화되고 복호화되어 복원된 주변 블록의 정보, 움직임 보상에 사용할 참조 픽처와 수학식 13과 같은 판단 함수를 이용하여 list1 추정 최적 움직임 벡터인 PMV1 dec를 결정할 수 있다.To this end, the motion vector encoding mode determiner 320 calculates the DMV D0 (= MV D0 -PMV 0 enc ), which is a list0 difference vector for the current list vector motion vector MV D0 calculated and transmitted by the motion vector encoding apparatus 300, PMV 0 dec , which is a list0 estimated optimal motion vector, is determined using information of neighboring blocks that are already coded, decoded, and reconstructed, a reference picture to be used for motion compensation, and a decision function such as Equation 12, and the list1 current motion vector (MV) to be transmitted. the list1 differential vector DMV to D1) D1 (= MV D1 -PMV 1 enc), list1 using a criterion function, such as a reference picture, and the equation (13) used for the already encoded and decoded information of the reconstructed neighboring blocks, the motion compensation PMV 1 dec , which is an estimated optimal motion vector, may be determined.

Figure pat00012
Figure pat00012

수학식 12에서, 판단 함수인 g()는, 움직임 벡터 부호화 장치(300)의 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)가, list0 차분 벡터와 이미 부호화되고 복호화되어 복원된 주변 블록의 정보를 이용하여, 움직임 벡터 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치에서 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)를 예측할 수 있는지를 판단하기 위한 함수이다. 또한, 판단 함수 g()는 움직임 벡터 복호화 장치에서 list0 추정 최적 움직임 벡터를 결정할 때도 사용될 수 있다.In Equation 12, the determination function g () is determined by the motion vector encoding mode determiner 320 of the motion vector encoding apparatus 300 using information of a list0 difference vector and neighboring blocks that are already encoded, decoded, and reconstructed. The function for determining whether the list0 optimal motion vector PMV 0 enc can be predicted by the motion vector decoding apparatus or the image decoding apparatus. In addition, the determination function g () may be used when the motion vector decoding apparatus determines the list0 estimated optimal motion vector.

Figure pat00013
Figure pat00013

수학식 13에서, 판단 함수인 g()는, 움직임 벡터 부호화 장치(300)의 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)가, list1 차분 벡터 및 이미 부호화되고 복호화되어 복원된 주변 블록의 정보를 이용하여, 움직임 벡터 복호화 장치에서 list1 최적 움직임벡터(PMV1 enc)를 예측할 수 있는지를 판단하기 위한 함수이다. 또한, 판단 함수 g()는 후술할 움직임 벡터 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치에서 list1 추정 최적 움직임 벡터를 예측할 때도 사용된다. 이러한 판단 함수 g()는 움직임 벡터 부호화 장치(300)와 움직임 벡터 복호화 장치에 기 설정된다는 전제하에 다양한 방법으로 정의될 수 있다.In Equation 13, the determination function g () is determined by the motion vector encoding mode determiner 320 of the motion vector encoding apparatus 300 using a list1 difference vector and information of neighboring blocks that are already encoded, decoded, and reconstructed. The function for determining whether the list1 optimal motion vector PMV 1 enc can be predicted by the motion vector decoding apparatus. The determination function g () is also used when the motion vector decoding apparatus or the image decoding apparatus to be described below predicts the list1 estimated optimal motion vector. Such a determination function g () may be defined in various ways under the premise that the motion vector encoding apparatus 300 and the motion vector decoding apparatus are preset.

수학식 12에 의해, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 움직임 벡터 복호화 장치가 추정할 움직임 벡터인 list0 추정 최적 움직임 벡터 PMV0 dec를 미리 계산하고, 움직임 벡터 복호화 장치가 list0 차분 벡터 DMVD0(=MVD0-PMV0 enc)를 이용하여 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)를 올바르게 예측하여 영상 데이터를 올바르게 복원할 수 있는지 여부를 판단한다. 즉, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 영상 복호화 장치가 수행할 list0 추정 최적 움직임 벡터를 결정하는 과정을 미리 수행하여 그 결과인 list0 추정 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터를 부호화할 때 이용한다.By Equation 12, the motion vector encoding mode determiner 320 calculates in advance a list0 estimated optimal motion vector PMV 0 dec , which is a motion vector to be estimated by the motion vector decoding apparatus, and the motion vector decoding apparatus determines a list0 difference vector DMV D0 ( = MV D0 -PMV 0 enc ) is used to correctly predict the list0 optimal motion vector PMV 0 enc to determine whether image data can be correctly reconstructed. That is, the motion vector encoding mode determiner 320 performs a process of determining the list0 estimated optimal motion vector to be performed by the image decoding apparatus in advance and uses the resulting list0 estimated optimal motion vector when encoding the motion vector.

수학식 13에 의해, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 움직임 벡터 복호화 장치가 추정할 움직임 벡터인 list1 추정 최적 움직임 벡터 PMV1 dec를 미리 계산하고, 움직임 벡터 복호화 장치가 list1 차분 벡터 DMVD1(=MVD1-PMV1 enc)를 이용하여 list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)를 올바르게 예측하여 영상 데이터를 올바르게 복원할 수 있는지 여부를 판단한다. 즉, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 영상 복호화 장치가 수행할 list1 추정 최적 움직임 벡터를 찾아내는 과정을 미리 수행하여 그 결과인 list1 추정 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터를 부호화할 때 이용한다.According to Equation 13, the motion vector encoding mode determiner 320 calculates in advance a list1 estimated optimal motion vector PMV 1 dec which is a motion vector to be estimated by the motion vector decoding apparatus, and the motion vector decoding apparatus determines a list1 difference vector DMV D1 ( = MV D1 -PMV 1 enc ) is used to correctly predict the list1 optimal motion vector PMV 1 enc to determine whether image data can be correctly reconstructed. That is, the motion vector encoding mode determiner 320 performs a process of finding list1 estimated optimal motion vector to be performed by the image decoding apparatus in advance, and uses the resultant list1 estimated optimal motion vector when encoding the motion vector.

일 예로, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 수학식 12를 이용하여 계산된 list0 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec)와 최적 움직임 벡터 결정부(310)에 의해 결정된 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)가 동일한 경우, 움직임 벡터 복호화 장치는 움직임 벡터 부호화 장치로부터 제공된 list0 차분 벡터(DMVD0)에 직접 추정한 list0 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec)를 더하여 현재 움직임 벡터 MVD0를 올바르게 복원할 수 있으며 그에 따라 올바르게 복원된 영상 데이터를 얻어낼 수 있다.For example, the motion vector coding mode decision unit 320 is calculated using Equation 12 list0 estimated optimal motion vector (PMV 0 dec) and list0 optimal motion vector (PMV 0 determined by the optimal motion vector determiner 310 enc ), the motion vector decoding apparatus can correctly restore the current motion vector MV D0 by adding the list0 estimated optimal motion vector PMV 0 dec directly estimated to the list0 difference vector DMV D0 provided from the motion vector encoding apparatus. And, accordingly, correctly reconstructed image data can be obtained.

또한, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 수학식 13을 이용하여 계산된 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)가 최적 움직임 벡터 결정부(310)에 의해 결정된 list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)와 동일한 경우, 움직임 벡터 복호화 장치는 움직임 벡터 부호화 장치로부터 제공된 list1 차분 벡터(DMVD1)에 직접 추정한 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)를 더하여 현재 움직임벡터 MVD1를 올바르게 복원할 수 있으며 그에 따라 올바르게 복원된 영상 데이터를 얻어낼 수 있다.In addition, the motion vector encoding mode determiner 320 may calculate the list1 optimal motion vector PMV 1 enc whose list1 estimated optimal motion vector PMV 1 dec calculated using Equation 13 is determined by the optimal motion vector determiner 310. ), The motion vector decoding apparatus can correctly restore the current motion vector MV D1 by adding the list1 estimated optimal motion vector (PMV 1 dec ) directly estimated to the list1 difference vector (DMV D1 ) provided from the motion vector encoding apparatus. As a result, correctly reconstructed image data can be obtained.

따라서, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 최적 움직임 벡터 결정부(310)에 의해 결정된 list0 및 list1 예측 움직임 벡터(PMV0 enc 및 PMV1 enc)와 움직임 벡터 복호화 장치가 예측할 것으로 추정되는 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec 및 PMV1 dec)가 동일한 경우에는, 움직임 벡터 복호화 장치에서 list0 및 list1 최적 움직임 벡터(PMV0 enc 및 PMV1 enc)을 예측할 수 있다고 판단하고, 그 이외의 경우에는 예측할 수 없다고 판단할 수 있다.Accordingly, the motion vector encoding mode determiner 320 determines list0 and list1 predicted motion vectors PMV 0 enc and PMV 1 enc determined by the optimal motion vector determiner 310, and list0 estimated by the motion vector decoding apparatus. If the list1 estimated optimal motion vectors PMV 0 dec and PMV 1 dec are the same, it is determined that the list0 and list1 optimal motion vectors PMV 0 enc and PMV 1 enc can be predicted by the motion vector decoding apparatus. It can be determined that is not predictable.

또한, 경우에 따라서, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 최적 움직임 벡터 결정부(310)에 의해 결정된 list0 및 list1 최적 움직임 벡터(PMV0 enc 및 PMV1 enc)와 움직임 벡터 복호화 장치가 계산할 것으로 추정되는 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec 및 PMV1 dec) 간의 차이가 소정의 벡터 경계값 이하인 경우에도, 움직임 벡터 복호화 장치에서 list0 및 list1 최적 움직임 벡터(PMV0 enc 및 PMV1 enc)를 예측할 수 있다고 판단하고, 그 이외의 경우는 경우에는 예측할 수 없다고 판단할 수 있다. 여기서, 벡터 경계값은 움직임 벡터의 크기의 단위로 계산식을 통해 또는 경험적으로 자유롭게 설정될 수 있는 값을 말한다.In some cases, the motion vector encoding mode determiner 320 may calculate the list0 and list1 optimal motion vectors PMV 0 enc and PMV 1 enc and the motion vector decoding apparatus determined by the optimal motion vector determiner 310. Even when the difference between the estimated list0 and list1 estimated optimal motion vectors PMV 0 dec and PMV 1 dec is equal to or less than a predetermined vector boundary value, the motion vector decoding apparatus lists0 and list1 optimal motion vectors PMV 0 enc and PMV 1 enc . It can be determined that can be predicted, and in other cases it can be determined that it cannot be predicted. Here, the vector boundary value refers to a value that can be freely set empirically or in terms of a unit of the magnitude of the motion vector.

다른 예로, 영상의 압축율이 높거나 영상의 화소값의 변화가 크지 않거나 영상의 움직임 벡터의 변화가 크지 않은 경우 등에는, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 비록 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)와 list0 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec)가 동일하지 않거나 소정의 벡터 경계값 이하로 차이가 있더라도, list0 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec)를 이용하여 복원한 list0 현재 움직임 벡터(즉, MVD0 = DMVD0 + PMV0 dec )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터와 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)를 이용하여 복원한 list0 현재 움직임 벡터(즉, MVD0 = DMVD0 + PMV0 enc )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터가 동일한 경우, 움직임 벡터 복호화 장치가 list0 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec)를 이용하여 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)를 예측할 수 있다고 판단하고, 그 이외의 경우에는 예측할 수 없다고 판단할 수 있다.As another example, when the compression ratio of the image is high, the change in the pixel value of the image is not large, or the change in the motion vector of the image is not large, the motion vector encoding mode determiner 320 may determine the list0 optimal motion vector (PMV 0 enc). ) And list0 current motion vector (i.e., MV) reconstructed using list0 estimated optimal motion vector (PMV 0 dec ), even if the list0 estimated optimal motion vector (PMV 0 dec ) is not the same or is less than a predetermined vector boundary value D0 = DMV D0 + PMV 0 dec) the motion compensated image data and list0 optimal motion vector (PMV 0 enc) list0 a current motion vector restored by using the (ie, MV D0 using = DMV D0 + PMV 0 enc If the image data compensated for motion using the same) is equal, the motion vector decoding apparatus determines that the list0 optimal motion vector PMV 0 enc can be predicted using the list0 estimated optimal motion vector PMV 0 dec . In this case, it can be determined that it cannot be predicted.

또한, list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)와 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)가 동일하지 않더라도, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)를 이용하여 복원한 list1 현재 움직임 벡터(즉, MV'D1 = DMVD1 + PMV1 dec )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터와 list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)를 이용하여 복원한 list1 현재 움직임 벡터(즉, MVD1 = DMVD1 + PMV1 enc )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터가 동일한 경우(예를 들어, 두 개의 복원된 영상 데이터 간의 SAD(Sum of Absolute Difference)가 '0'인 경우), 움직임 벡터 복호화 장치가 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)를 이용하여 list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)를 예측할 수 있다고 판단하고, 그 이외의 경우에는 예측할 수 없다고 판단할 수 있다.In addition, even if the list1 optimal motion vector PMV 1 enc and the list1 estimated optimal motion vector PMV 1 dec are not the same, the motion vector encoding mode determiner 320 uses the list1 estimated optimal motion vector PMV 1 dec . Reconstructed list1 current motion vector (ie MV ' D1) = DMV D1 Image data compensated with motion using PMV 1 dec ) and list1 current motion vector reconstructed using list1 optimal motion vector (PMV 1 enc ), ie MV D1 = DMV D1 + PMV 1 enc When the motion compensated image data is the same (for example, when the sum of absolute difference (SAD) between two reconstructed image data is '0'), the motion vector decoding apparatus determines that the list1 estimated optimal motion vector ( It can be determined that the list1 optimal motion vector (PMV 1 enc ) can be predicted using PMV 1 dec ), and otherwise it can be determined that it cannot be predicted.

또한, 경우에 따라서, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는, 더욱 압축률을 높이기 위해, list0 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec)를 이용하여 복원한 list0 현재 움직임 벡터(즉, MVD0 = DMVD0 + PMV0 dec )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터와 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)를 이용하여 복원한 list0 현재 움직임 벡터(즉, MVD0 = DMVD0 + PMV0 enc )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터가 소정의 데이터 경계값 이하로 차이가 있는 경우(예를 들어, 두 개의 복원된 영상 데이터 간의 SAD(Sum of Absolute Difference)가 소정의 경계값 이하인 경우), 움직임 벡터 복호화 장치가 list0 추정 최적 움직임 벡터(PMV0 dec)를 이용하여 list0 최적 움직임 벡터(PMV0 enc)를 예측할 수 있다고 판단하고, 그 이외의 경우에는 예측할 수 없다고 판단할 수 있다. 여기서, 데이터 경계값이란 데이터의 비트량과 같은 데이터의 크기를 표현할 수 있는 단위로 계산식을 통해 또는 경험적으로 자유롭게 설정될 수 있는 값을 말한다.In addition, in some cases, the motion vector encoding mode determiner 320 further restores the list0 current motion vector (that is, MV D0 ) restored using the list0 estimated optimal motion vector PMV 0 dec to further increase the compression ratio. = DMV D0 Image data compensated with motion using PMV 0 dec ) and list0 current motion vector reconstructed using list0 optimal motion vector (PMV 0 enc ) (that is, MV D0 = DMV D0). + PMV 0 enc If the motion compensated image data differs below a predetermined data boundary value (for example, when a sum of absolute difference (SAD) between two reconstructed image data is below a predetermined boundary value), the motion The vector decoding apparatus may determine that the list0 optimal motion vector PMV 0 enc may be predicted using the list0 estimated optimal motion vector PMV 0 dec . Otherwise, the vector decoding apparatus may determine that it cannot be predicted. Here, the data boundary value is a unit that can express the size of data such as the bit amount of data, and means a value that can be freely set empirically or through a calculation formula.

또한, list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)와 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)가 동일하지 않더라도, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)를 이용하여 복원한 list1 현재 움직임 벡터(즉, MV'D1 = DMVD1 + PMV1 dec )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터와 list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)를 이용하여 복원한 list1 현재 움직임 벡터(즉, MVD1 = DMVD1 + PMV1 enc )를 이용하여 움직임 보상된 영상 데이터가 소정의 데이터 경계값 이하로 차이가 있는 경우, 움직임 벡터 복호화 장치가 list1 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)를 이용하여 list1 최적 움직임 벡터(PMV1 enc)를 예측할 수 있다고 판단하고, 그 이외의 경우에는 예측할 수 없다고 판단할 수 있다.In addition, even if the list1 optimal motion vector PMV 1 enc and the list1 estimated optimal motion vector PMV 1 dec are not the same, the motion vector encoding mode determiner 320 uses the list1 estimated optimal motion vector PMV 1 dec . Reconstructed list1 current motion vector (ie MV ' D1) = DMV D1 Image data compensated with motion using PMV 1 dec ) and list1 current motion vector reconstructed using list1 optimal motion vector (PMV 1 enc ), ie MV D1 = DMV D1 + PMV 1 enc If the motion compensated image data differs by less than a predetermined data boundary value, the motion vector decoding apparatus uses the list1 estimated optimal motion vector PMV 1 dec to determine the list1 optimal motion vector PMV 1 enc . It can be judged that it can be predicted, and in other cases, it can be determined that it cannot be predicted.

list 0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 계산하기 위해 이용하는 판단 함수는 움직임 벡터 부호화 장치(300)와 움직임 벡터 복호화 장치에 기 설정된다는 전제하에서 다양한 형태의 함수가 적용될 수 있다. 단, 이하에서는 기 설정된 판단 함수가 list0와 list1에서 모두 사용될 수 있으므로 각 참조 픽처를 구분하여 설명하지 않는다.Various types of functions may be applied to the determination function used to calculate the list 0 and list1 estimation optimal motion vectors under the premise that the motion vector encoding apparatus 300 and the motion vector decoding apparatus are preset. However, in the following description, since the predetermined determination function may be used in both list0 and list1, each reference picture is not described separately.

수학식 12와 수학식 13의 판단 함수 g()로서는, 템플릿 매칭(TM: Template Matching)을 이용한 함수 또는 경계 화소 정합(BM: Boundary Matching) 등을 이용하는 함수가 이용될 수 있다.As the determination function g () of the equations (12) and (13), a function using template matching (TM) or a function using boundary pixel matching (BM) may be used.

일 예로, 판단 함수로서 템플릿 매칭(TM: Template Matching)을 이용한 함수가 이용되는 경우, 탬플릿 매칭 화소 인덱스 집합(TMS: Template Matching Set, 이하 'TMS'라 칭함)는 지정된 블록의 위치를 기준으로, 선택된 화소들의 상대적 위치를 나타내는 인덱스 집합으로 정의될 수 있으며, 예를 들어 지정된 블록의 좌측, 좌측 상단 및 상단에 인접한 주변의 하나 이상의 화소의 위치이다. 필요에 따라서, 다른 방법으로 TMS를 선택할 수 있으나, 통상적으로 TMS가 지시하는 화소의 수가 많으면 더욱 정확한 매칭이 가능하지만 계산량이 많아진다.For example, when a function using template matching (TM) is used as a determination function, a template matching pixel index set (TMS) is referred to based on a position of a designated block. It may be defined as a set of indices representing relative positions of the selected pixels, for example, the positions of one or more pixels in the vicinity adjacent to the left, top left and top of the designated block. If necessary, TMS can be selected by other methods. However, if the number of pixels indicated by the TMS is large, more accurate matching is possible, but the calculation amount is increased.

템플릿 매칭 방법은, 추정 최적 움직임 벡터로 선택할 수 있는 모든 후보 움직임 벡터 집합(CS)를 선정한 후, 선정된 후보 움직임 벡터 집합 내의 각각의 후보 움직임 벡터가 지정하는 블록(이하 '참조 블록'이라 칭함)에 대해 TMS가 지시하는 화소들과 현재 블록에 대해 TMS가 지시하는 화소들의 차이를 수학식 14(수학식 12와 수학식 13의 일 실시예를 표현한 수학식임)를 이용하여 계산하고 각각의 후보 움직임 벡터에 따른 정합 오류를 계산하여 계산된 정합 오류들 중 가장 최소의 정합 오류를 가지는 것을 추정 최적 움직임 벡터(PMVdec)로 결정한다.The template matching method selects all candidate motion vector sets (CS) that can be selected as the estimated optimal motion vectors, and then designates a block designated by each candidate motion vector in the selected candidate motion vector set (hereinafter referred to as a 'reference block'). The difference between the pixels indicated by the TMS for the current block and the pixels indicated by the TMS for the current block is calculated by using Equation 14 (the equation representing one embodiment of Equation 12 and Equation 13) and each candidate motion. The matching error according to the vector is calculated to determine the most optimal matching error among the calculated matching errors as the estimated optimal motion vector PMV dec .

Figure pat00014
Figure pat00014

수학식 14에서, f(PMVC1+DMVD1,i)의 (PMVC1+DMVD1)는 인덱스 i(TMS에 포함됨)가 가리키는 참조 픽처 내의 참조 블록 주변의 인덱스 i가 나타내는 화소 위치를 나타내고, f(PMVC1+DMVD1,i)는 이 화소 위치에서의 화소값을 나타낸다. 또한, C(i)는 인덱스 i가 지시하는 현재 블록 주변의 화소값을 나타낸다.In Equation 14, f (PMVC 1 + DMV D1, i) (PMVC 1 + DMV D1) of the denotes a pixel location indicated by the reference block surrounding of the index i in the reference points, the index i (Included in TMS) picture, f (PMVC 1 + DMV D1 , i) represents a pixel value at this pixel position. In addition, C (i) represents a pixel value around the current block indicated by the index i.

판단 함수 g(PMVC1|DMVD1)는 움직임 벡터 부호화 장치(300)가 움직임 벡터 복호화 장치로 제공하는 차분 벡터(DMVD1)에 후보 움직임 벡터 집합(CS) 중의 한 원소인 후보 움직임 벡터(PMVC1)를 더하여 계산된 움직임 벡터(PMVC1+DMVD1)가 지시하는 참조 블록의 화소값과 이 움직임 벡터(PMVC1+DMVD1)가 지시하는 참조 블록의 움직임 보상을 수행하여 예측한 블록과 현재 블록을 감산한 잔차 블록의 잔차 신호를 더하여 복원된 블록이 얼마나 올바른지 여부를 산정한 값을 제공한다. 이를 산정하기 위해, 수학식 14에서는 차이의 제곱합(Sum of Squared Error)을 이용하였지만, 응용에 따라 절대값 차의 합(SAD: Sum of Absolute Difference) 등 다양한 함수가 이용될 수 있다. 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)는 판단 함수 g(PMVC1|DMVD1)의 값이 최소가 되는 후보 움직임 벡터(PMVC1)가 될 수 있다.The determination function g (PMVC 1 | DMV D1 ) is a candidate motion vector PMVC 1 that is one element of the candidate motion vector set CS in the difference vector DMV D1 provided by the motion vector decoding apparatus 300 to the motion vector decoding device. ) And the current block by performing the motion compensation of the pixel value of the reference block indicated by the motion vector PMVC 1 + DMV D1 calculated by adding) and the reference block indicated by the motion vector PMVC 1 + DMV D1 . The residual signal of the residual block subtracted is added to provide a value for calculating how correct the restored block is. To calculate this, although the sum of squared errors (Sum of Squared Error) is used in Equation 14, various functions such as a sum of absolute difference (SAD) may be used depending on the application. The estimated optimal motion vector PMV 1 dec may be a candidate motion vector PMVC 1 having the minimum value of the determination function g (PMVC 1 | DMV D1 ).

즉, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 선택된 후보 움직임 벡터 집합에 포함된 하나 이상의 후보 움직임 벡터 각각이 지시하는 참조 블록에 대해 TMS가 지시하는 화소들과 현재 블록에 대해 TMS가 지시하는 화소들의 화소값 차이를 계산하고, 계산된 화소값 차이를 기초로 후보 움직임 벡터 각각에 대한 정합 오류를 판단 함수값으로 계산할 수 있다.That is, the motion vector encoding mode determiner 320 may determine the pixels indicated by the TMS for the reference block indicated by each of the one or more candidate motion vectors included in the selected candidate motion vector set and the pixels indicated by the TMS for the current block. The pixel value difference may be calculated, and a matching error for each candidate motion vector may be calculated as a determination function value based on the calculated pixel value difference.

다른 예로, 판단 함수로서, 경계 화소 정합을 이용한 함수가 이용되는 경우, 전술한 일 예의 TMS와 유사하게, 경계 매칭 화소 인덱스 집합(BMS: Boundary Matching Index Set, 이하 'BMS'라 칭함)는 현재 블록 내의 가장 좌측 및 가장 상단에 위치한 화소의 위치를 가리키는 인덱스의 집합으로 정의할 수 있으나, 응용에 따라서는 현재 블록 내의 블록 경계에 위치한 전부 또는 일부의 화소들의 위치로 정의할 수도 있다.As another example, when a function using boundary pixel matching is used as a determination function, similar to the above-described TMS, a boundary matching pixel index set (BMS) is referred to as a current block. Although it may be defined as a set of indices indicating the positions of the leftmost and topmost pixels within, depending on the application, it may be defined as the positions of all or some pixels located at a block boundary in the current block.

경계 화소 정합 방법은, 예측 움직임 벡터로 선택할 수 있는 모든 후보 움직임 벡터 집합(CS)을 선정한 이후, 후보 움직임 벡터 집합(CS) 중 어느 후보 움직임 벡터(PMVC)가 가장 최적인지 여부를 판단하기 위해, 후보 움직임 벡터 집합(CS) 중에서 경계 화소 매칭을 수행하여 경계 화소 정합의 오류를 최소화하는 후보 움직임 벡터(PMVC)를 추정 최적 움직임 벡터(PMVdec)로 결정한다. 이를 위해, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 수학식 15와 같이 차이의 제곱합으로 각각의 후보 움직임 벡터가 가지는 정합 오류를 계산할 수 있을 뿐만 아니라, 차이의 제곱합이 아닌 절대값의 차이의 합(SAD)등 다른 방법으로 정합 오류를 계산할 수도 있다.In the boundary pixel matching method, after selecting all candidate motion vector sets CS that can be selected as the prediction motion vectors, to determine which candidate motion vector PMVC among the candidate motion vector sets CS is the most optimal, A candidate motion vector PMVC that minimizes errors in boundary pixel matching by performing boundary pixel matching among the candidate motion vector sets CS is determined as the estimated optimal motion vector PMV dec . To this end, the motion vector encoding mode determiner 320 may not only calculate a matching error of each candidate motion vector by the sum of squares of differences as shown in Equation 15, but also sum the difference of absolute values rather than the sum of squares of the differences ( Matching errors can be calculated in other ways, such as SAD).

Figure pat00015
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수학식 15에서, C(i)는 후보 움직임 벡터 집합(CS) 중의 한 원소인 후보 움직임 벡터(PMVC1)와 움직임 벡터 부호화 장치(300)로부터 움직임 벡터 복호화 장치로 제공되는 차분 벡터(DMVD !)를 더해 계산된 움직임 벡터(PMVC1+DMVD1)가 지시하는 참조 블록의 화소값과 이 움직임 벡터(PMVC1+DMVD1)가 지시하는 참조 블록의 움직임 보상을 수행하여 예측한 블록과 현재 블록을 감산한 잔차 블록의 잔차 신호를 더하여 복원된 현재 블록의 복원 화소 중 BMS 내의 인덱스 i가 지시하는 화소값을 말한다.In Equation 15, C (i) is a candidate motion vector PMVC 1 that is one element of the candidate motion vector set CS and the difference vector DMV D ! Provided from the motion vector encoding apparatus 300 to the motion vector decoding apparatus . ) And the current block by performing the motion compensation of the pixel value of the reference block indicated by the motion vector (PMVC 1 + DMV D1 ) and the reference block indicated by the motion vector (PMVC 1 + DMV D1 ). The pixel value indicated by the index i in the BMS among the reconstructed pixels of the current block reconstructed by adding the residual signal of the residual block subtracted by.

또한, f(i)는 현재 블록에 인접하는 주변 블록 내의 경계 화소 중 BMS의 인덱스 i가 지시하는 화소와 바로 인접하는 화소의 화소값을 나타낸다. 수학식 15를 이용하여 후보 움직임 벡터 집합 내의 각각의 후보 움직임 벡터(PMVC1)에 대해 경계 화소 정합의 정합 오류를 계산하고, 계산된 정합 오류 중 최소의 정합 오류를 발생하는 후보 움직임 벡터를 추정 최적 움직임 벡터(PMV1 dec)로 결정한다. 즉, 추정 최적 움직임 벡터는 움직임 벡터 복호화 장치에서 추정될 예측 움직임 벡터를 말한다.In addition, f (i) represents the pixel value of the pixel immediately adjacent to the pixel indicated by the index i of the BMS among the boundary pixels in the neighboring block adjacent to the current block. Equation 15 is used to calculate a matching error of boundary pixel matching for each candidate motion vector PMVC 1 in the candidate motion vector set, and estimate and estimate a candidate motion vector that generates the minimum matching error among the calculated matching errors. Determined by the motion vector (PMV 1 dec ). That is, the estimated optimal motion vector refers to the predicted motion vector to be estimated by the motion vector decoding apparatus.

즉, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 선택된 후보 움직임 벡터 집합에 포함된 하나 이상의 후보 움직임 벡터 각각에 대한 차분 벡터와 해당 후보 움직임 벡터가 지시하는 참조 블록의 화소값과 해당 후보 움직임 벡터와 차분 벡터를 이용하여 복원되는 움직임 벡터를 이용하여 움직임을 보상하여 생성되는 잔차 블록의 잔차 신호를 더하여 복원되는 현재 블록의 복원 화소 중 BMS 내의 인덱스가 지시하는 화소값 및 현재 블록에 인접하는 주변 블록 내의 경계 화소 중 BMS의 인덱스가 지시하는 화소와 인접한 화소의 화소값의 차이를 기초로, 하나 이상의 후보 움직임 벡터 각각에 대한 정합 오류를 판단 함수값으로 계산할 수 있다.That is, the motion vector encoding mode determiner 320 may perform a difference vector on each of one or more candidate motion vectors included in the selected candidate motion vector set, a pixel value of the reference block indicated by the candidate motion vector, and a corresponding difference between the candidate motion vectors. A pixel value indicated by an index in the BMS and a boundary in a neighboring block adjacent to the current block among the reconstructed pixels of the current block reconstructed by adding the residual signal of the residual block generated by compensating the motion using the motion vector reconstructed using the vector. Based on the difference between the pixel value indicated by the BMS index among the pixels and the pixel value of the adjacent pixel, a matching error for each of the one or more candidate motion vectors may be calculated as a determination function value.

또한, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 움직임 벡터 복호화 장치에서 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 모두를 예측할 수 있는지 여부에 따라 움직임 벡터 부호화 모드를 결정할 수 있다. 이때, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 움직임 벡터 복호화 장치에서 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 모두 예측할 수 있는 경우에는 예측 가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정할 수 있으며, 움직임 벡터 복호화 장치에서 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 중 하나 이상을 예측할 수 없는 경우에는 예측 불가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정할 수 있다.In addition, the motion vector encoding mode determiner 320 may determine the motion vector encoding mode according to whether the motion vector decoding apparatus can predict all of the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures. In this case, the motion vector encoding mode determiner 320 may determine the predictable mode as the motion vector encoding mode when the motion vector decoding apparatus can predict all the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures. If at least one of the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures cannot be predicted, the unpredictable mode may be determined as the motion vector encoding mode.

또한, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 각각을 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 복수 개의 최적 움직임 벡터 각각에 대해 독립적으로 움직임 벡터 부호화 모드를 결정할 수 있다. 이때, 움직임 벡터 부호화 모드 결정부(320)는 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 중 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는 최적 움직임 벡터에 대해서는 예측 가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정할 수 있고, 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 중 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 없는 최적 움직임 벡터에 대해서는 예측 불가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정할 수 있다.Also, the motion vector encoding mode determiner 320 independently determines the motion vector encoding mode for each of the plurality of optimal motion vectors according to whether the motion vector decoding apparatus predicts each of the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures. Can be. In this case, the motion vector encoding mode determiner 320 may determine the predictable mode as the motion vector encoding mode for the optimal motion vector predictable by the motion vector decoding apparatus among the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures. An unpredictable mode may be determined as a motion vector encoding mode for an optimal motion vector among the optimal motion vectors for the reference picture that cannot be predicted by the motion vector decoding apparatus.

제 1 움직임 벡터 부호화부(330)는 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인 경우, 최적 움직임 벡터 결정부(310)에 의해 결정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로서 결정하고, 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터와 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 부호화한다. 즉, 제 1 움직임 벡터 부호화부(330)는 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인 경우, list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 list0 및 list1 현재 움직임 벡터에 대한 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하고, list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 움직임 정보를 생성하고 부호화하고, 움직임 벡터 부호화 모드(즉, 예측 가능 모드)를 부호화한다.When the motion vector encoding mode is a predictable mode, the first motion vector encoder 330 predicts the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures determined by the optimal motion vector determiner 310 for the plurality of reference pictures. Determined as a vector, motion information about a plurality of reference pictures is encoded by using prediction motion vectors of a plurality of reference pictures and current motion vectors of the plurality of reference pictures. That is, when the motion vector encoding mode is the predictable mode, the first motion vector encoder 330 determines list0 and list1 optimal motion vectors as list0 and list1 predicted motion vectors for the list0 and list1 current motion vectors, and lists0 and list1 Generates and codes list0 and list1 motion information using the current motion vector and the list0 and list1 optimal motion vectors, and encodes a motion vector encoding mode (ie, a predictable mode).

여기서, 제 1 움직임 벡터 부호화부(330)는 list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 list0 및 list1 최적 움직임 벡터의 차이인 list0 및 list1 차분 벡터를 계산하고, 계산된 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화함으로써, list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 부호화할 수 있다. 즉, list0 및 list1 움직임 정보로서, list0 및 list1 차분 벡터를 생성하여 부호화할 수 있다. 또한, 제 1 움직임 벡터 부호화부(330)는 list0 및 list1 움직임 정보로서 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화하는 것뿐만 아니라, list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 list0 및 list1 움직임 정보로서 생성하고 list0 및 list1 최적 움직임 벡터의 특성(예를 들면, 방향, 크기 등)에 따라 list0 및 list1 움직임 정보 즉, list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 다르게 부호화(예를 들면, 서로 다른 가변 길이 부호화 테이블을 이용하여 부호화하는 등)하는 등 다양한 방식으로 부호화할 수 있다.Here, the first motion vector encoder 330 calculates the list0 and list1 difference vectors that are the difference between the list0 and list1 current motion vectors and the list0 and list1 optimal motion vectors, and encodes the calculated list0 and list1 difference vectors. list0 and list1 current motion vectors may be encoded using list1 optimal motion vectors. That is, as list0 and list1 motion information, list0 and list1 difference vectors can be generated and encoded. Further, the first motion vector encoder 330 not only encodes list0 and list1 difference vectors as list0 and list1 motion information, but also generates list0 and list1 current motion vectors as list0 and list1 motion information, and generates list0 and list1 optimal motion. List0 and list1 motion information, that is, list0 and list1 current motion vectors are encoded differently (e.g., by using different variable length encoding tables, etc.) according to the characteristics of the vector (e.g., direction, magnitude, etc.). It can be encoded in various ways.

제 2 움직임 벡터 부호화부(340)는 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드인 경우, 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로서 결정하고, 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터와 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성하고 부호화한다. 즉, 제 2 움직임 벡터 부호화부(340)는 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드인 경우, 기 설정된 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 현재 움직임 벡터에 대한 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하고, list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 움직임 정보를 생성하고 부호화하고, 움직임 벡터 부호화 모드(즉, 예측 불가능 모드)를 부호화한다.When the motion vector encoding mode is an unpredictable mode, the second motion vector encoder 340 determines a default motion vector for a plurality of preset reference pictures as a predicted motion vector for a plurality of reference pictures, and determines a plurality of reference pictures. Motion information for a plurality of reference pictures is generated and encoded by using a predicted motion vector for the current motion vector and a current motion vector for the plurality of reference pictures. That is, when the motion vector encoding mode is the unpredictable mode, the second motion vector encoder 340 determines the preset list0 and list1 default motion vectors as list0 and list1 predicted motion vectors for the list0 and list1 current motion vectors. List0 and list1 motion information is generated and encoded using the list0 and list1 current motion vectors and the list0 and list1 default motion vectors, and the motion vector encoding mode (ie, the unpredictable mode) is encoded.

여기서, 제 2 움직임 벡터 부호화부(340)는 list0 및 list1 움직임 정보로서 list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터의 차이인 list0 및 list1 차분 벡터를 계산하고, 계산된 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화함으로써, list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 부호화할 수 있다. 또한, 제 2 움직임 벡터 부호화부(340)는 list0 및 list1 차분 벡터를 부호화하는 것뿐만 아니라, list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터의 특성(예를 들면, 방향, 크기 등)에 따라 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 다르게 부호화(예를 들면, 서로 다른 가변 길이 부호화 테이블을 이용하여 부호화하는 등)하는 등 다양한 방식으로 부호화할 수 있다.Here, the second motion vector encoder 340 calculates list0 and list1 difference vectors, which are differences between list0 and list1 current motion vectors and list0 and list1 default motion vectors, as list0 and list1 motion information, and calculates the calculated list0 and list1 difference vectors. By coding, list0 and list1 current motion vectors can be encoded using list0 and list1 default motion vectors. In addition, the second motion vector encoder 340 not only encodes the list0 and list1 difference vectors, but also the list0 and list1 current motion vectors according to characteristics of the list0 and list1 default motion vectors (for example, direction and magnitude). Can be encoded in various ways, for example, by encoding differently (for example, by using different variable length encoding tables).

도 3에서는 제 1 움직임 벡터 부호화부(330)와 제 2 움직임 벡터 부호화부(340)가 각각 독립적으로 구현되는 것으로 도시하고 설명했지만, 각 기능을 통합한 하나의 움직임 벡터 부호화부로 구현될 수도 있다. 이 경우, 통합된 하나의 움직임 벡터 부호화부는 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 또는 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 부호화한다.In FIG. 3, the first motion vector encoder 330 and the second motion vector encoder 340 are illustrated and described as being independently implemented, but may be implemented as one motion vector encoder incorporating each function. In this case, the integrated one motion vector encoder encodes current motion vectors for the plurality of reference pictures by using optimal motion vectors for the plurality of reference pictures or default motion vectors for the plurality of reference pictures according to the motion vector encoding mode. do.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a motion vector encoding method according to an embodiment of the present invention.

움직임 벡터 부호화 장치(300)는 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 부호화하기 위해, 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 결정한다(S410). 즉, 움직임 벡터 부호화 장치(300)는 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 부호화하기 위해 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 결정한다.The motion vector encoding apparatus 300 determines an optimal motion vector for the plurality of reference pictures in order to encode current motion vectors for the plurality of reference pictures (S410). That is, the motion vector encoding apparatus 300 determines list0 and list1 optimal motion vectors to encode list0 and list1 current motion vectors.

복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 결정한 움직임 벡터 부호화 장치(300)는 움직임 벡터 복호화 장치에서 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 예측할 수 있는지 여부를 판단하여(S420), 움직임 벡터 복호화 장치에서 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 예측할 수 있다고 판단하는 경우에는, list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하고(S430), 예측 가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정하며(S440), 움직임 벡터 복호화 장치에서 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 예측할 수 없다고 판단하는 경우에는 기 설정된 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하고(S432), 예측 불가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정한다(S442). 즉, 움직임 벡터 부호화 장치(300)는 움직임 벡터 복호화 장치가 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 예측할 수 있는지 여부를 판단하여, 예측할 수 있다고 판단한 경우에는 예측 가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정하고 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하며, 예측할 수 없다고 판단한 경우에는 예측 불가능 모드를 움직임 벡터 부호화 모드로서 결정하고 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정한다.The motion vector encoding apparatus 300 having determined the optimum motion vectors for the plurality of reference pictures determines whether the motion vector decoding apparatus can predict the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures (S420), and determines whether the motion vector decoding apparatus If it is determined that the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures can be predicted, list0 and list1 optimal motion vectors are determined as list0 and list1 predicted motion vectors (S430), and the predictable mode is determined as the motion vector coding mode (S430). If the motion vector decoding apparatus determines that the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures cannot be predicted, the preset list0 and list1 default motion vectors are determined as the list0 and list1 prediction motion vectors (S432), and the unpredictable mode Is determined as a motion vector encoding mode (S442). That is, the motion vector encoding apparatus 300 determines whether the motion vector decoding apparatus can predict the optimal motion vectors of list0 and list1, and if it is determined that the motion vector decoding apparatus can predict the motion vectors, the motion vector encoding apparatus 300 determines the predictable mode as the motion vector encoding mode and lists0 and list1. The optimal motion vector is determined as the list0 and list1 predicted motion vectors, and when it is determined that it cannot be predicted, the unpredictable mode is determined as the motion vector coding mode, and the list0 and list1 default motion vectors are determined as the list0 and list1 predicted motion vectors.

복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 결정한 움직임 벡터 부호화 장치(300)는 단계 S430 또는 단계 S432에서 결정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터와 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성하고 부호화한다(S450). 즉, 움직임 벡터 부호화 장치(300)는 list0 및 list1 예측 움직임 벡터와 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 움직임 정보를 생성하고 부호화한다.The motion vector encoding apparatus 300 that has determined the prediction motion vectors for the plurality of reference pictures uses the prediction motion vectors for the plurality of reference pictures determined in operation S430 or S432 and the current motion vectors for the plurality of reference pictures. The motion information on the reference picture is generated and encoded (S450). That is, the motion vector encoding apparatus 300 generates and encodes list0 and list1 motion information using list0 and list1 predicted motion vectors and list0 and list1 current motion vectors.

움직임 벡터 부호화 장치(300)는 단계 S440 또는 단계 S442에서 결정된 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화하며(S460). 부호화된 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보 및 부호화된 움직임 벡터 부호화 모드를 포함하는 움직임 벡터 부호화 데이터를 생성하여 출력한다(S470).The motion vector encoding apparatus 300 encodes the motion vector encoding mode determined in step S440 or step S442 (S460). The motion vector encoded data including the motion information and the encoded motion vector encoding mode of the plurality of encoded reference pictures is generated and output (S470).

한편, 단계 S410에서, 움직임 벡터 부호화 장치(300)는 후보 움직임 벡터 집합을 선택하고 후보 움직임 벡터 집합에서 하나의 후보 움직임 벡터를 선택하여 list0 및 list1 최적 움직임 벡터로서 결정하는 방법과, 단계 S420에서, 움직임 벡터 부호화 장치(300)가 영상 복호화 장치에서 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 예측할 수 있는지 여부를 판단하는 방법과, 단계 S450에서, 움직임 벡터 부호화 장치(300)가 list0 및 list1 현재 움직임 벡터와 list0 및 list1 예측 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 움직임 정보를 생성하고 부호화하는 방법에 대해서는 도 3을 통해 이미 전술하였으므로 상세한 설명은 생략한다.Meanwhile, in step S410, the motion vector encoding apparatus 300 selects a candidate motion vector set, selects one candidate motion vector from the candidate motion vector set, and determines it as list0 and list1 optimal motion vectors. In step S420, A method for determining whether the motion vector encoding apparatus 300 can predict the list0 and list1 optimal motion vectors in the image decoding apparatus. In step S450, the motion vector encoding apparatus 300 determines the list0 and list1 current motion vectors, list0 and Since a method of generating and encoding list0 and list1 motion information using the list1 predicted motion vector has already been described above with reference to FIG. 3, a detailed description thereof will be omitted.

이상에서 전술한 바와 같이, 부호화된 움직임 벡터 부호화 데이터는 후술할 움직임 벡터 복호화 장치에서 복호화될 수 있다.As described above, the encoded motion vector encoded data may be decoded by a motion vector decoding apparatus to be described later.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.5 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a motion vector decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(500)는 복호화부(510), 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520), 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530) 및 움직임 벡터 복원부(540)를 포함하여 구성될 수 있다.The image decoding apparatus 500 according to an embodiment of the present invention includes a decoder 510, a first predicted motion vector determiner 520, a second predicted motion vector determiner 530, and a motion vector reconstructor 540. It may be configured to include.

복호화부(510)는 입력되는 움직임 벡터 부호화 데이터에 포함된 부호화된 움직임 벡터 부호화 모드와 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 복원한다. 즉, 복호화부(510)는 움직임 벡터 부호화 데이터로부터 부호화된 움직임 벡터 부호화 모드와 부호화된 list0 및 list1 움직임 정보를 추출하고 복호화하여 움직임 벡터 부호화 모드와 list0 및 list1 움직임 정보를 복원한다.The decoder 510 restores the encoded motion vector encoding mode included in the input motion vector encoded data and motion information about the plurality of reference pictures. That is, the decoder 510 extracts and decodes the encoded motion vector encoding mode and the encoded list0 and list1 motion information from the motion vector encoded data to restore the motion vector encoding mode and the list0 and list1 motion information.

또한, 복호화부(510)는 복원된 움직임 벡터 부호화 모드를 분석하여 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인 경우에는 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)를 활성화시키거나 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)로 하여금 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 결정하여 결정된 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하도록 제어할 수 있다. 복호화부(510)는 복원된 움직임 벡터 부호화 모드를 분석하여 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드인 경우에는 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)를 활성화시키거나 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)로 하여금 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 결정하여 결정된 list0 및 list1 최적 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하도록 제어할 수 있다.In addition, the decoder 510 analyzes the reconstructed motion vector encoding mode and activates the first predictive motion vector determiner 520 when the motion vector encoding mode is a predictable mode, or the first predictive motion vector determiner ( 520 may be configured to determine the list0 and list1 optimal motion vectors and determine the determined list0 and list1 optimal motion vectors as the list0 and list1 predicted motion vectors. The decoder 510 analyzes the reconstructed motion vector encoding mode and activates the second predictive motion vector determiner 530 when the motion vector encoding mode is an unpredictable mode, or the second predictive motion vector determiner 530. It is possible to control to determine the list0 and list1 optimal motion vectors determined by determining the list0 and list1 optimal motion vectors as the list0 and list1 predicted motion vectors.

복호화부(510)는 움직임 벡터 부호화 모드가 하나인 경우 전술한 바와 같이, 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)와 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)를 활성화시키거나 제어하는데, 움직임 벡터 부호화 모드는 두 개 이상 각각 있을 수 있다. 즉, 도 3을 통해 전술한 바와 같이, 복수 개의 참조 픽처에 대해 각각 움직임 벡터 부호화 모드가 있을 수 있고, 복수 개의 참조 픽처에 대해 하나의 움직임 벡터 부호화 모드가 있을 수 있다.The decoder 510 activates or controls the first predictive motion vector determiner 520 and the second predictive motion vector determiner 530 as described above when the motion vector encoding mode is one. There may be more than one mode each. That is, as described above with reference to FIG. 3, there may be a motion vector encoding mode for each of a plurality of reference pictures, and there may be one motion vector encoding mode for a plurality of reference pictures.

예를 들어, 움직임 벡터 부호화 장치(300)에서 list0 및 list1 참조 픽처에 대해 각각 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화했다면, 움직임 벡터 부호화 데이터에는 list0 및 list1에 대한 움직임 벡터 부호화 모드가 있을 것이고, 복호화부(510)는 list0 및 list1에 대한 움직임 벡터 부호화 모드 각각을 분석하여 각각에 따라 다르게 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520) 및 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(520)를 활성화시키거나 제어할 수 있다. 즉, list0 및 list1에 대한 움직임 벡터 부호화 모드가 모두 예측 가능 모드 또는 예측 불가능 모드라면, 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)로 하여금 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 결정하여 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하도록 하거나 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)로 하여금 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하도록 할 수 있으며, list0 및 list1에 대한 움직임 벡터 부호화 모드 중 list0에 대한 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드이고 list1에 대한 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드라면, 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)로 하여금 list0 추정 최적 움직임 벡터를 결정하여 list0 예측 움직임 벡터로서 결정하도록 할 수 있으며, 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)로 하여금 list1 디폴트 움직임 벡터를 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하도록 할 수 있다.For example, if the motion vector encoding apparatus 300 encodes the motion vector encoding mode for the list0 and list1 reference pictures, respectively, the motion vector encoded data may include the motion vector encoding mode for the list0 and the list1, and the decoding unit 510. ) Analyzes each motion vector encoding mode for list0 and list1 to activate or control the first predictive motion vector determiner 520 and the second predictive motion vector determiner 520 differently. That is, if the motion vector encoding modes for list0 and list1 are both predictable mode or unpredictable mode, the first predictive motion vector determiner 520 determines the list0 and list1 estimated optimal motion vectors to determine list0 and list1 predicted motion vectors. Or the second predictive motion vector determiner 530 to determine the list0 and list1 default motion vectors as the list0 and list1 predicted motion vectors, and the motion for list0 of the motion vector encoding modes for list0 and list1. If the vector encoding mode is the predictable mode and the motion vector encoding mode for the list1 is the unpredictable mode, the first predictive motion vector determiner 520 may determine the list0 estimated optimal motion vector to determine the list0 predicted motion vector. And the second prediction motion vector determiner 530 moves the list1 default value. The vector Im can be determined as a predictive motion vector list1.

제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)는 복원된 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인 경우, 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터를 결정하고 결정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로 결정한다. 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)는 복원된 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드인 경우, 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로 결정한다.When the reconstructed motion vector encoding mode is a predictable mode, the first predictive motion vector determiner 520 determines an estimated optimal motion vector for the plurality of reference pictures and multiplies the estimated optimal motion vectors for the determined plurality of reference pictures. It is determined by the predicted motion vector for the two reference pictures. When the reconstructed motion vector encoding mode is an unpredictable mode, the second prediction motion vector determiner 530 determines a default motion vector for a plurality of preset reference pictures as the prediction motion vectors for the plurality of reference pictures.

즉, 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)는 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인 경우, list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 결정하고 결정된 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로 결정한다. 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)는 복원된 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드인 경우, 기 설정되거나 기 설정된 기준에 따라 생성한 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로 결정한다. 여기서, 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)가 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 결정하는 방법에 대해서는 도 3을 통해 전술한 움직임 벡터 부호화 장치(300) 또는 최적 움직임 벡터 결정부(310)가 판단 함수를 이용하여 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 결정하는 방법과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명을 생략한다.That is, when the motion vector encoding mode is the predictable mode, the first predictive motion vector determiner 520 determines list0 and list1 estimated optimal motion vectors and converts the determined list0 and list1 estimated optimal motion vectors into list0 and list1 predicted motion vectors. Decide When the reconstructed motion vector encoding mode is an unpredictable mode, the second predictive motion vector determiner 530 determines list0 and list1 default motion vectors generated according to a preset or preset criterion as list0 and list1 predicted motion vectors. . Here, the motion vector encoding apparatus 300 or the optimum motion vector determiner 310 described above with reference to FIG. 3 determines the method for the first predicted motion vector determiner 520 to determine the list0 and list1 estimated optimal motion vectors. Since the function is the same as or similar to the method for determining the list0 and list1 estimated optimal motion vectors, the detailed description is omitted.

도 5에서는 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520)와 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530)가 독립적으로 구성되는 것으로 도시하고 설명했지만, 각 기능을 통합한 하나의 예측 움직임 벡터 결정부로서 구성될 수도 있다. 이 경우, 하나로 구성되는 예측 움직임 벡터 결정부는 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대해 예측하여 결정되는 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 부호화 장치와 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로서 결정할 수 있다.In FIG. 5, although the first prediction motion vector determiner 520 and the second prediction motion vector determiner 530 are illustrated and described as being configured independently, the first prediction motion vector determiner 520 may be configured as one prediction motion vector determiner incorporating each function. It may be. In this case, the predicted motion vector determiner includes one estimated optimal motion vector or motion vector encoding apparatus for the plurality of reference pictures determined by predicting the current motion vector of the current block according to the motion vector encoding mode. The default motion vectors for the plurality of preset reference pictures may be determined as predicted motion vectors for the plurality of reference pictures.

움직임 벡터 복원부(540)는 제 1 예측 움직임 벡터 결정부(520) 및 제 2 예측 움직임 벡터 결정부(530) 중 하나 이상에서 결정한 list0 및 list1 예측 움직임 벡터와 복호화부(510)에서 복원한 list0 및 list1 움직임 정보를 이용하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 복원하여 출력한다. 여기서, list0 및 list1 움직임 정보가 list0 및 list1 차분 벡터인 경우에는 list0 및 list1 차분 벡터에 list0 및 list1 예측 움직임 벡터를 더하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 복원할 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 움직임 벡터 부호화 장치(300)에서 list0 및 list1 움직임 정보를 생성한 방식의 역으로 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 복원할 수 있으며, 이 경우 움직임 벡터 부호화 장치(300)이나 제 1 부호화부(330) 또는 제 2 부호화부(340)와 움직임 벡터 복호화 장치(500)나 움직임 벡터 복원부(540)에 그 방식이 설정될 수 있다.The motion vector reconstructor 540 may determine list0 and list1 predicted motion vectors determined by at least one of the first predicted motion vector determiner 520 and the second predicted motion vector determiner 530, and list0 reconstructed by the decoder 510. And list0 and list1 current motion vectors are restored using the list1 motion information. Here, when list0 and list1 motion information is list0 and list1 difference vectors, list0 and list1 prediction motion vectors may be added to list0 and list1 difference vectors to restore list0 and list1 current motion vectors, but the present invention is not limited thereto. The current motion vector of list0 and list1 may be restored to the inverse of the method of generating list0 and list1 motion information by the apparatus 300. In this case, the motion vector encoding apparatus 300, the first encoder 330, or the second encoding may be restored. The method may be set in the unit 340, the motion vector decoding apparatus 500, or the motion vector decompression unit 540.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a motion vector decoding method according to an embodiment of the present invention.

움직임 벡터 복호화 장치(500)는 입력되는 움직임 벡터 부호화 데이터를 복호화하여 움직임 벡터 부호화 모드와 list0 및 list1 움직임 정보를 복원하고(S610), 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인지 여부를 판단하여(S620), 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인 경우에는 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 결정하여 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하고(S630), 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 불가능 모드인 경우에는 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정한다(S632).The motion vector decoding apparatus 500 decodes input motion vector encoded data to restore motion vector encoding mode and list0 and list1 motion information (S610), and determines whether the motion vector encoding mode is a predictable mode (S620). If the motion vector encoding mode is a predictable mode, list0 and list1 estimated optimal motion vectors are determined and determined as list0 and list1 predicted motion vectors (S630). If the motion vector encoding mode is an unpredictable mode, the list0 and list1 default values are determined. The motion vector is determined as list0 and list1 predicted motion vector (S632).

움직임 벡터 복호화 장치(500)는 단계 S610에서 복원한 움직임 벡터 부호화 모드와 단계 S630 또는 단계 S632에서 결정된 list0 및 list1 예측 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 복원한다(S640).The motion vector decoding apparatus 500 reconstructs list0 and list1 current motion vectors using the motion vector encoding mode reconstructed in step S610 and the list0 and list1 predicted motion vectors determined in step S630 or step S632 (S640).

여기서, 움직임 벡터 복호화 장치(500)가 움직임 벡터 부호화 모드를 분석하여 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 결정하여 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하거나 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하는 방법과 움직임 벡터 부호화 모드와 list0 및 list1 예측 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 복원하는 방법에 대해서는 도 5를 통해 전술한 바와 같으므로, 상세한 설명은 생략한다.Here, the motion vector decoding apparatus 500 analyzes the motion vector coding mode to determine the list0 and list1 estimated optimal motion vectors to determine them as list0 and list1 predicted motion vectors or to list0 and list1 default motion vectors as the list0 and list1 predicted motion vectors. The method of determining and reconstructing the current motion vectors of list0 and list1 using the motion vector encoding mode and the list0 and list1 prediction motion vectors are the same as described above with reference to FIG. 5, and thus, detailed descriptions thereof will be omitted.

이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화/복호화 장치는 영상을 부호화하는 영상 부호화 장치와 영상을 복호화하는 영상 복호화 장치에서 활용될 수 있다.The motion vector encoding / decoding apparatus according to the embodiment of the present invention described above may be utilized in an image encoding apparatus for encoding an image and an image decoding apparatus for decoding an image.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.7 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(700)는 블록 모드 결정부(710), 예측부(720), 감산부(730), 제 1 부호화부(740), 제 2 부호화부(750), 부호화 데이터 생성부(760), 복호화부(770), 가산부(780) 및 참조 픽처 저장부(790)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 영상 부호화 장치(700)는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 부호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.The image encoding apparatus 700 according to an embodiment of the present invention includes a block mode determiner 710, a predictor 720, a subtractor 730, a first encoder 740, and a second encoder 750. , The encoded data generator 760, the decoder 770, the adder 780, and the reference picture storage 790. The video encoding apparatus 700 may include a personal computer (PC), a notebook computer, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), and a PlayStation Portable (PSP). ), A communication device such as a communication modem for communicating with various devices or a wired / wireless communication network, a memory for storing various programs and data for encoding an image, and executing a program. Means a variety of devices including a microprocessor for operation and control.

블록 모드 결정부(710)는 영상에서 현재 부호화하고자 하는 현재 블록에 선택될 수 있는 블록 모드들에 대해 소정의 최적 기준(예를 들어, 율-왜곡 최적화 기준)을 적용하여 현재 블록에 대한 블록 모드(예를 들어, 최소의 율-왜곡 비용을 갖는 블록 모드)를 결정한다. 영상 부호화 장치(700)에 블록 모드가 기 설정되어 있다면, 블록 모드 결정부(710)는 반드시 영상 부호화 장치(700)에 포함되지 않고 선택적으로 생략될 수 있다.The block mode determiner 710 applies a predetermined optimal criterion (for example, a rate-distortion optimization criterion) to block modes that can be selected to the current block to be currently encoded in the image, and thus the block mode for the current block. (E.g., block mode with minimum rate-distortion cost). If a block mode is previously set in the image encoding apparatus 700, the block mode determiner 710 may not be included in the image encoding apparatus 700 and may be selectively omitted.

예측부(720)는 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고 출력한다. 즉, 예측부(720)는 영상에서 부호화하고자 하는 현재 블록의 각 화소의 화소값(Pixel Value)을 예측하여 예측된 각 화소의 예측 화소값(Predicted Pixel Value)을 갖는 예측 블록(Predicted Block)을 생성한다. 이러한 예측부(720)는 인터 예측을 수행하는 경우에는 도시한 바와 같이, 움직임 벡터 부호화부(722) 및 움직임 보상부(724)를 포함하여 구성될 수 있으며, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 예측하여 결정한 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 복호화 장치와 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성하고 부호화함으로써 움직임 벡터 부호화 데이터를 생성하고, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.The predictor 720 predicts the current block to generate and output the predicted block. That is, the prediction unit 720 predicts a pixel value of each pixel of the current block to be encoded in the image, and predicts a predicted block having a predicted pixel value of each pixel predicted. Create In the case of performing inter prediction, the prediction unit 720 may include a motion vector encoder 722 and a motion compensator 724, and may include a current block for a plurality of reference pictures. Depending on whether the motion vector decoding apparatus can predict the optimal motion vector for the plurality of reference pictures determined by predicting the current motion vector, the optimal motion vector or the motion vector decoding apparatus and the default motion vector for the plurality of preset reference pictures are used. By generating and encoding motion information for a plurality of reference pictures, motion vector encoded data is generated, and a prediction block of the current block is generated using current motion vectors for the plurality of reference pictures.

움직임 벡터 부호화부(722)는 도 3을 통해 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 부호화 장치(300)로 구현될 수 있으며, 이에 대해서는 도 3을 통해 전술하였으므로, 상세한 설명을 생략한다. 다만, 움직임 벡터 부호화부(722)는 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 블록의 움직임 벡터인 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 결정할 수 있으며, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 결정할 때, 율-왜곡 최적화 등의 다양한 기법을 이용하여 결정할 수 있다.The motion vector encoder 722 may be implemented with the motion vector encoding apparatus 300 according to an embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 3, which has been described above with reference to FIG. 3, and thus a detailed description thereof will be omitted. However, the motion vector encoder 722 may determine current motion vectors for a plurality of reference pictures, which are motion vectors of current blocks for a plurality of reference pictures, and when determining current motion vectors for the plurality of reference pictures, Decisions can be made using various techniques such as distortion optimization.

움직임 보상부(724)는 움직임 벡터 부호화부(722)로부터 출력되는 참조 픽처에 대한 인덱스 정보에 의해 지시되는 참조 픽처에 움직임 벡터 부호화부(722)로부터 출력되는 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하고 출력한다.The motion compensator 724 adds current motion vectors of the plurality of reference pictures output from the motion vector encoder 722 to the reference picture indicated by the index information of the reference picture output from the motion vector encoder 722. Generate and output a prediction block of the current block.

감산부(730)는 현재 블록에서 예측 블록을 감산하여 잔차 블록(Residual Block)을 생성한다. 즉, 감산부(730)는 부호화하고자 하는 현재 블록의 각 화소의 화소값과 예측부(720)에서 예측한 예측 블록의 각 화소의 예측 화소값의 차이를 계산하여 블록 형태의 잔차 신호(Residual Signal)를 갖는 잔차 블록을 생성한다.The subtraction unit 730 subtracts the prediction block from the current block to generate a residual block. That is, the subtractor 730 calculates a difference between the pixel value of each pixel of the current block to be encoded and the predicted pixel value of each pixel of the prediction block predicted by the prediction unit 720 to obtain a residual signal in a block form. Create a residual block with

제 1 부호화부(740)는 잔차 블록을 변환 및 양자화하여 양자화된 잔차 블록을 출력한다. 즉, 제 1 부호화부(740)는 잔차 블록의 잔차 신호를 주파수 영역으로 변환하여 잔차 블록의 각 화소값을 주파수 계수로 변환하고, 주파수 계수를 갖는 잔차 블록을 양자화(Quantization)한다. 여기서, 제 1 부호화부(740)는 하다마드 변환(Hadamard Transform), 이산 코사인 변환 기반 변환(DCT based Transform: Discrete Cosine Transform Based Transform) 등과 같은 공간축의 화상 신호를 주파수축으로 변환하는 다양한 변환 기법을 이용하여 잔차 신호를 주파수 영역으로 변환할 수 있는데, 주파수 영역으로 변환된 잔차 신호가 주파수 계수가 된다. 또한, 제 1 부호화부(740)는 변환된 잔차 블록을 데드존 균일 경계 양자화(DZUTQ: Dead Zone Uniform Threshold Quantization, 이하 'DZUTQ'라 칭함), 양자화 가중치 매트릭스(Quantization Weighted Matrix) 또는 이를 개량한 양자화 기법 등을 사용하여 양자화할 수 있다.The first encoder 740 transforms and quantizes the residual block and outputs a quantized residual block. That is, the first encoder 740 converts the residual signal of the residual block into the frequency domain, converts each pixel value of the residual block into a frequency coefficient, and quantizes the residual block having the frequency coefficient. Here, the first encoder 740 may use various transformation techniques for transforming an image signal of a spatial axis into a frequency axis, such as a Hadamard transform and a Discrete Cosine Transform Based Transform. The residual signal can be converted into a frequency domain using the residual signal, and the residual signal converted into the frequency domain becomes a frequency coefficient. In addition, the first encoder 740 converts the transformed residual block into Dead Zone Uniform Threshold Quantization (DZUTQ), a quantization weighted matrix, or an improved quantization. It can be quantized using a technique or the like.

한편, 이상에서는 제 1 부호화부(740)가 잔차 블록을 변환하고 양자화하는 것으로 설명했지만, 잔차 블록의 잔차 신호를 변환하여 주파수 계수를 갖는 잔차 블록을 생성하고 양자화 과정을 수행하지 않을 수 있으며, 잔차 블록의 잔차 신호를 주파수 계수로 변환하지 않고 양자화 과정만을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 심지어는 변환과 양자화 과정을 모두 수행하지 않을 수 있다. 변환과 양자화 과정을 수행하지 않는 경우에는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(740)에서 제 1 부호화부(740)는 생략될 수 있을 것이다.In the above description, the first encoder 740 transforms and quantizes the residual block. However, the residual encoder may transform the residual signal of the residual block to generate a residual block having a frequency coefficient, and may not perform the quantization process. Not only the quantization process can be performed without converting the residual signal of the block into frequency coefficients, but not even both the transformation and quantization processes can be performed. When the transform and quantization processes are not performed, the first encoder 740 may be omitted in the image encoding apparatus 740 according to an embodiment of the present invention.

제 2 부호화부(750)는 제 1 부호화부(740)로부터 출력되는 잔차 블록을 부호화하여 잔차 블록 부호화 데이터를 생성하고 출력한다. 즉, 제 2 부호화부(750)는 잔차 블록의 양자화 주파수 계수, 주파수 계수 또는 잔차 신호를 지그재그 스캔과 같은 다양한 스캔 방식에 따라 스캔하여 양자화 주파수 계수열, 주파수 계수열 또는 신호열을 생성하고 엔트로피 부호화(Entropy Coding) 기법 등 다양한 부호화 기법을 이용하여 부호화한다. 한편, 이러한 제 1 부호화부(740)와 제 2 부호화부(750)의 기능이 통합되어 하나의 부호화부로서 구현될 수도 있다.The second encoder 750 encodes the residual block output from the first encoder 740 to generate and output the residual block encoded data. That is, the second encoder 750 scans the quantized frequency coefficients, frequency coefficients, or residual signals of the residual block according to various scan methods such as zigzag scan to generate quantized frequency coefficient sequences, frequency coefficient sequences, or signal sequences, and entropy encoding ( It is encoded using various encoding techniques such as Entropy Coding). Meanwhile, the functions of the first encoder 740 and the second encoder 750 may be integrated and implemented as one encoder.

부호화 데이터 생성부(760)는 부호화부(750)로부터 출력되는 잔차 블록 부호화 데이터와 움직임 벡터 부호화부(722)로부터 출력되는 움직임 벡터 부호화 데이터를 포함하는 부호화 데이터를 생성하여 출력한다. 또한, 부호화 데이터 생성부(760)는 블록 모드 결정부(710)로부터 출력되거나 기 설정된 현재 블록에 대한 블록 모드에 대한 정보를 부호화 데이터에 추가로 포함시켜 출력할 수 있다. 이러한 부호화 데이터 생성부(760)는 멀티플렉서(MUX: Multiplexer)로 구현될 수 있다.The encoded data generator 760 generates and outputs encoded data including the residual block encoded data output from the encoder 750 and the motion vector encoded data output from the motion vector encoder 722. In addition, the encoded data generator 760 may additionally include information about a block mode of the current block that is output from the block mode determiner 710 or the preset current block, in the encoded data. The encoded data generator 760 may be implemented as a multiplexer (MUX).

복호화부(770)는 제 1 부호화부(740)에 의해 양자화된 잔차 블록을 역 양자화(Inverse Quantization)하고 역 변환(Inverse Transform)한다. 즉, 복호화부(770)는 앙자화된 잔차 블록의 양자화 주파수 계수들을 역 양자화하여 주파수 계수를 갖는 잔차 블록을 생성하고, 역 양자화된 잔차 블록을 역 변환하여 화소값을 갖는 잔차 블록 즉, 복원된 잔차 블록을 생성한다. 여기서, 복호화부(770)는 제 1 부호화부(740)에서 사용한 변환 방식과 양자화 방식을 역으로 사용하여 역 변환 및 역 양자화할 수 있다. 또한, 제 1 부호화부(740)에서 변환만을 수행하고 양자화를 수행하지 않은 경우, 복호화부(770)는 역 변환만을 수행하고 역 양자화를 수행하지 않으며, 제 1 부호화부(740)에서 양자화만을 수행하고 변환을 수행하지 않은 경우에는 역 양자화만을 수행하고 역 변환을 수행하지 않을 수 있다. 만약, 제 1 부호화부(740)에서 변환 및 양자화를 모두 수행하지 않거나 제 1 부호화부(740)가 영상 부호화 장치(700)에 구성되지 않고 생략된 경우, 복호화부(770)도 역 변환 및 역 양자화를 모두 수행하지 않거나 영상 부호화 장치(700)에 구성되지 않고 생략될 수 있다.The decoder 770 inverse quantizes and inverse transforms the residual block quantized by the first encoder 740. That is, the decoder 770 inversely quantizes the quantized frequency coefficients of the angulated residual block to generate a residual block having frequency coefficients, and inversely transforms the inverse quantized residual block to restore the residual block having the pixel value, that is, Create a residual block. Here, the decoder 770 may inverse transform and inverse quantize using an inverse transform method and a quantization method used by the first encoder 740. In addition, when the first encoder 740 performs only transform and does not perform quantization, the decoder 770 performs only inverse transform, does not perform inverse quantization, and performs only quantization in the first encoder 740. If no transformation is performed, only inverse quantization may be performed and inverse transformation may not be performed. If the first encoder 740 does not perform both the transform and the quantization, or if the first encoder 740 is omitted without being configured in the image encoder 700, the decoder 770 also performs inverse transform and inverse. The quantization may not be performed at all or may be omitted without being configured in the image encoding apparatus 700.

가산부(780)는 예측부(720)에서 예측된 예측 블록과 복호화부(770)에 의해 복원된 잔차 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다. 참조 픽처 저장부(790)는 가산부(780)로부터 출력되는 복원된 현재 블록을 픽처 단위로 참조 픽처로서 저장하여 예측부(720)가 현재 블록의 다음 블록이나 향후 다른 블록을 부호화할 때 참조 픽처로서 사용할 수 있도록 한다.The adder 780 reconstructs the current block by adding the prediction block predicted by the predictor 720 and the residual block reconstructed by the decoder 770. The reference picture storage unit 790 stores the reconstructed current block output from the adder 780 as a reference picture in picture units so that the prediction unit 720 encodes the next block of the current block or another block in the future. To be used as:

도 7에서는 도시하지 않았지만, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 장치(700)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 인트라 예측(Intra Prediction)을 위한 인트라 예측부, 복원된 현재 블록을 디블로킹 필터링(Deblocking Filtering)하는 디블록킹 필터부 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 제 1 부호화부(740) 및 복호화부(770)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 특정 픽처(예를 들어, 인트라 픽춰)에 대한 변환 및 양자화(또는 역 변환 및 역 양자화) 연산을 추가로 수행할 수도 있다. 여기서, 디블로킹 필터링이란 영상을 블록 단위로 부호화하면서 발생하는 블록 왜곡을 감소시키는 작업을 말하며, 블록 경계와 매크로블록 경계에 디블로킹 필터를 적용하거나 매크로블록 경계에만 디블로킹 필터를 적용하거나 디블로킹 필터를 사용하지 않는 방법 중 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.Although not shown in FIG. 7, the image encoding apparatus 700 according to an embodiment of the present invention described above is an intra predictor for intra prediction and a reconstructed current block based on the H.264 / AVC standard. The deblocking filter unit may further include a deblocking filtering. In addition, the first encoder 740 and the decoder 770 perform transform and quantization (or inverse transform and inverse quantization) operations on a specific picture (eg, an intra picture) based on the H.264 / AVC standard. You can also perform Here, deblocking filtering refers to a task of reducing block distortion caused by coding an image block by block. The deblocking filter may be applied to a block boundary or a macro block boundary, a deblocking filter may be applied to a macro block boundary, Can be selectively used.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 부호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.8 is a flowchart illustrating an image encoding method according to an embodiment of the present invention.

영상 부호화 장치(700)는 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 블록의 현재 움직임 벡터를 예측하여 결정한 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 움직임 벡터 복호화 장치에서 예측할 수 있는지 여부에 따라 움직임 벡터 부호화 모드를 결정한다(S810). 즉, 영상 부호화 장치(700)는 도 3을 통해 전술한 바와 같이, list0 및 list1 최적 예측 움직임 벡터를 결정하고 영상 복호화 장치에서 list0 및 list1 최적 예측 움직임 벡터를 결정할 수 있는지 여부를 판단하여 움직임 벡터 부호화 모드를 결정한다. 이때, 움직임 벡터 부호화 모드는 도 3을 통해 전술한 바와 같이, 예측 가능 모드와 예측 불가능 모드로 결정될 수 있으며, 복수 개의 참조 픽처에 대해 각각 결정되거나 하나로 결정될 수도 있다.The image encoding apparatus 700 determines the motion vector encoding mode according to whether the motion vector decoding apparatus can predict the optimal motion vectors for the plurality of reference pictures determined by predicting the current motion vectors of the current blocks for the plurality of reference pictures. (S810). That is, as described above with reference to FIG. 3, the image encoding apparatus 700 determines list0 and list1 optimal predictive motion vectors and determines whether the image decoding apparatus can determine list0 and list1 optimal predictive motion vectors, thereby encoding motion vector. Determine the mode. In this case, as described above with reference to FIG. 3, the motion vector encoding mode may be determined as a predictable mode and an unpredictable mode, or may be determined for each of a plurality of reference pictures or as one.

영상 부호화 장치(700)는 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터 또는 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 생성한다(S820). 즉, 영상 부호화 장치(700)는 도 3을 통해 전술한 바와 같이, 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 list0 및 list1 최적 움직임 벡터 또는 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 움직임 정보를 생성한다.The image encoding apparatus 700 generates motion information about the plurality of reference pictures using the optimal motion vector for the plurality of reference pictures or the default motion vector for the plurality of reference pictures according to the motion vector encoding mode (S820). That is, as described above with reference to FIG. 3, the image encoding apparatus 700 generates list0 and list1 motion information using list0 and list1 optimal motion vectors or list0 and list1 default motion vectors according to the motion vector encoding mode.

영상 부호화 장치(700)는 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보와 움직임 벡터 부호화 모드를 부호화하여 움직임 벡터 부호화 데이터를 생성하고(S830), 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성하며(S840), 현재 블록과 예측 블록을 감산하여 생성한 잔차 블록을 부호화하여 잔차 블록 부호화 데이터를 생성하며(S850), 움직임 부호화 데이터와 잔차 블록 부호화 데이터를 포함하는 부호화 데이터를 생성하여 출력한다.The image encoding apparatus 700 generates motion vector encoded data by encoding motion information and a motion vector encoding mode of a plurality of reference pictures (S830), and predicts a current block by using current motion vectors of the plurality of reference pictures. Generate a block (S840), generate a residual block coded data by encoding a residual block generated by subtracting the current block and the predictive block (S850), and generate coded data including the motion coded data and the residual block coded data; Output

이상에서 전술한 바와 같이, 영상 부호화 장치(700)에 의해 부호화 데이터로 부호화된 영상은 실시간 또는 비실시간으로 인터넷, 근거리 무선 통신망, 무선랜망, 와이브로망, 이동통신망 등의 유무선 통신망 등을 통하거나 케이블, 범용 직렬 버스(USB: Universal Serial Bus) 등의 통신 인터페이스를 통해 후술할 영상 복호화 장치로 전송되어 영상 복호화 장치에서 복호화되어 영상으로 복원되고 재생될 수 있다.As described above, the image encoded by the encoding data by the image encoding apparatus 700 is a real-time or non-real-time through the wired or wireless communication network such as the Internet, local area wireless communication network, wireless LAN network, WiBro network, mobile communication network or the like The image decoding apparatus may be transmitted to an image decoding apparatus to be described later through a communication interface such as a universal serial bus (USB), and decoded by the image decoding apparatus to restore and reproduce the image.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.FIG. 9 is a block diagram of a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(900)는 정보 추출부(910), 제 1 복호화부(920), 제 2 복호화부(930), 예측부(940), 가산부(950) 및 참조 픽처 저장부(960)를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 영상 복호화 장치(900)는 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 플레이스테이션 포터블(PSP: PlayStation Portable), 이동통신 단말기(Mobile Communication Terminal) 등일 수 있으며, 각종 기기 또는 유무선 통신망과 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 영상을 복호화하기 위한 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치를 의미한다.The image decoding apparatus 900 according to an embodiment of the present invention includes an information extractor 910, a first decoder 920, a second decoder 930, a predictor 940, an adder 950, and the like. The reference picture storage unit 960 may be configured. The video decoding apparatus 900 may be a personal computer (PC), a notebook computer, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a PlayStation Portable ), A mobile communication terminal, and the like, and may be a communication device such as a communication modem for performing communication with various devices or wired / wireless communication networks, a memory for storing various programs and data for decrypting video, a program And a microprocessor for calculating and controlling the microprocessor.

정보 추출부(910)는 부호화 데이터를 입력받아 블록 모드에 대한 정보(예를 들면, 식별자)를 추출하고 추출된 블록 모드에 대한 정보를 출력한다. 또한, 정보 추출부(910)는 블록 모드가 움직임 벡터 생략 모드인 경우(예를 들면, 블록 모드가 인트라 16x16 모드, 인트라 4x4 모드 등인 경우), 부호화 데이터로부터 움직임 벡터 부호화 데이터를 추출하지 않고 잔차 블록 부호화 데이터만을 추출하여 출력할 수 있다. 반면, 블록 모드가 움직임 벡터 생략 모드가 아닌 경우(예를 들면, 블록 모드가 인터 16x16 모드, 인터 4x4 모드, P8x8 모드 등인 경우), 정보 추출부(910)는 부호화 데이터로부터 움직임 벡터 부호화 데이터와 잔차 블록 부호화 데이터를 추출하여 출력한다. 이때, 정보 추출부(910)는 부호화 데이터로부터 참조 픽처에 대한 인덱스 정보를 추가로 추출하여 출력할 수 있다.The information extractor 910 receives encoded data, extracts information about a block mode (for example, an identifier), and outputs information about the extracted block mode. In addition, when the block mode is the motion vector skipping mode (for example, when the block mode is the intra 16x16 mode, the intra 4x4 mode, or the like), the information extracting unit 910 does not extract the motion vector coded data from the coded data. Only encoded data can be extracted and output. On the other hand, when the block mode is not the motion vector skipping mode (for example, when the block mode is the inter 16x16 mode, the inter 4x4 mode, the P8x8 mode, etc.), the information extraction unit 910 may extract the motion vector encoded data and the residual from the encoded data. Block coded data is extracted and output. In this case, the information extractor 910 may further extract and output index information of the reference picture from the encoded data.

제 1 복호화부(920)는 정보 추출부(910)로부터 출력되는 잔차 블록 부호화 데이터를 복호화한다. 즉, 제 1 복호화부(920)는 엔트로피 부호화 기법 등을 이용하여 잔차 블록 부호화 데이터의 이진 데이터를 복호화하여 양자화 주파수 계수열을 생성하고 역 지그재그 스캔 등 다양한 스캔 방식에 의해 역 스캔하여 양자화 주파수 계수열을 갖는 잔차 블록을 생성한다. 만약, 잔차 블록 부호화 데이터의 이진 데이터가 주파수 계수가 부호화된 이진 데이터라면, 제 1 복호화부(920)에 의해 복호화된 잔차 블록은 주파수 계수를 갖는 잔차 블록이 될 것이고, 잔차 블록 부호화 데이터의 이진 데이터가 변환되지 않고 양자화되지 않은 잔차 신호가 부호화된 이진 데이터라면, 제 1 복호화부(920)에 의해 복호화된 잔차 블록은 잔차 신호를 갖는 잔차 블록이 될 것이다.The first decoder 920 decodes the residual block coded data output from the information extractor 910. That is, the first decoder 920 decodes binary data of the residual block coded data by using an entropy encoding technique to generate a quantized frequency coefficient sequence, and inversely scans by various scan methods such as an inverse zigzag scan to perform quantization frequency coefficient sequence. Create a residual block with If the binary data of the residual block encoded data is binary data encoded with a frequency coefficient, the residual block decoded by the first decoder 920 will be a residual block having frequency coefficients, and the binary data of the residual block encoded data. If the residual signal that is not transformed and not quantized is encoded binary data, the residual block decoded by the first decoder 920 may be a residual block having the residual signal.

제 2 복호화부(930)는 제 1 복호화부(920)에 의해 복호화된 잔차 블록을 역 양자화하고 역 변환하여 잔차 블록을 복원한다. 즉, 제 2 복호화부(930)는 제 1 복호화부(920)로부터 출력되는 복호화된 잔차 블록의 양자화 주파수 계수를 역 양자화하고 역 양자화된 주파수 계수를 역 변환하여 잔차 신호를 갖는 잔차 블록을 복원한다. 만약, 제 2 복호화부(930)는 제 1 복호화부(920)에 의해 복호화된 잔차 블록이 양자화 주파수 계수를 갖는다면, 역 양자화와 역 변환을 모두 수행하지만, 제 1 복호화부(920)에 의해 복호화된 잔차 블록이 주파수 계수를 갖는다면, 역 양자화는 수행하지 않고 역 변환만을 수행할 수 있으며, 제 1 복호화부(920)에 의해 복호화된 잔차 블록이 잔차 신호만을 갖는다면, 역 양자화와 역 변환을 모두 수행하지 않거나, 영상 복호화 장치(900)에서 제 2 복호화부(930)는 구성되지 않고 생략될 수도 있을 것이다. 한편, 도 9에서는 제 1 복호화부(920)와 제 2 복호화부(930)가 독립적으로 구성되는 것으로 도시하고 설명했지만, 각 기능을 통합한 하나의 복호화부(미도시)로 구성될 수도 있을 것이다.The second decoder 930 inverse quantizes and inversely transforms the residual block decoded by the first decoder 920 to restore the residual block. That is, the second decoder 930 inversely quantizes the quantized frequency coefficients of the decoded residual block output from the first decoder 920 and inversely transforms the inverse quantized frequency coefficients to restore the residual block having the residual signal. . If the residual block decoded by the first decoder 920 has a quantization frequency coefficient, the second decoder 930 performs both inverse quantization and inverse transformation, but by the first decoder 920. If the decoded residual block has a frequency coefficient, only inverse transform may be performed without performing inverse quantization. If the residual block decoded by the first decoder 920 has only a residual signal, inverse quantization and inverse transform are performed. The second decoder 930 may not be configured or omitted in the image decoding apparatus 900. Meanwhile, in FIG. 9, the first decoder 920 and the second decoder 930 are illustrated and described as being configured independently, but may be configured as one decoder (not shown) incorporating each function. .

예측부(940)는 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성한다. 이러한 예측부(940)는 움직임 벡터 복호화부(942) 및 움직임 보상부(944)를 포함하여 구성될 수 있으며, 정보 추출부(910)로부터 출력되는 움직임 벡터 부호화 데이터를 복호화하여 움직임 벡터 부호화 모드 및 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 복원하고, 복원된 움직임 정보와 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 예측하여 결정한 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터 또는 움직임 벡터 부호화 장치와 기 설정된 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 복원하며, 복원된 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.The prediction unit 940 predicts the current block and generates a prediction block. The predictor 940 may include a motion vector decoder 942 and a motion compensator 944, and decode the motion vector encoded data output from the information extractor 910. Estimated optimal motion vector or motion vector encoding for a plurality of reference pictures determined by reconstructing motion information for a plurality of reference pictures and predicting current motion vectors for the plurality of reference pictures according to the reconstructed motion information and motion vector encoding mode. The current motion vector for the plurality of reference pictures is reconstructed by using the device and the preset default motion vector, and the prediction block of the current block is generated using the current motion vectors for the reconstructed plurality of reference pictures.

움직임 벡터 복호화부(942)는 도 5를 통해 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 벡터 복호화 장치(500)와 같이 구현될 수 있다. 즉, 움직임 벡터 복호화부(942)는 움직임 벡터 부호화 데이터를 복호화하여 움직임 벡터 부호화 모드 및 list0 및 list1 움직임 정보를 복원하고, 움직임 벡터 부호화 모드가 예측 가능 모드인지 또는 예측 불가능 모드인지 여부에 따라서, list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터를 결정하여 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하거나 기 설정된 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 list0 및 list1 예측 움직임 벡터로서 결정하며, list0 및 list1 예측 움직임 벡터와 list0 및 list1 움직임 정보를 이용하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 복원한다.The motion vector decoder 942 may be implemented like the motion vector decoding apparatus 500 according to an embodiment of the present invention described above with reference to FIG. 5. That is, the motion vector decoding unit 942 decodes the motion vector encoded data to restore the motion vector encoding mode and the list0 and list1 motion information, and depending on whether the motion vector encoding mode is the predictable mode or the unpredictable mode, list0. And determine list1 estimated optimal motion vectors as list0 and list1 predicted motion vectors or determine preset list0 and list1 default motion vectors as list0 and list1 predicted motion vectors, and list0 and list1 predicted motion vectors and list0 and list1 motion information. Restore the current motion vectors of list0 and list1.

움직임 보상부(944)는 참조 픽처 저장부(960)에 저장된 참조 픽처에서 움직임 벡터 복호화부(942)에 의해 복원된 list0 및 list1 현재 움직임 벡터에 의해 지시되는 참조 블록을 현재 블록의 예측 블록으로서 예측하여 예측 블록을 생성한다. 여기서, 움직임 벡터 복호화부(942)는 참조 픽처를 이용하는 데 있어서, 정보 추출부(910)로부터 참조 픽처에 대한 인덱스 정보가 출력되면, 참조 픽처 저장부(960)에 저장된 많은 참조 픽처 중에서 참조 픽처에 대한 인덱스 정보에 의해 식별되는 참조 픽처를 이용할 수 있다.The motion compensation unit 944 predicts the reference blocks indicated by the list0 and list1 current motion vectors reconstructed by the motion vector decoding unit 942 from the reference pictures stored in the reference picture storage unit 960 as prediction blocks of the current blocks. To generate the predictive block. Here, when the index vector for the reference picture is output from the information extracting unit 910, the motion vector decoding unit 942 uses the reference picture. The motion vector decoding unit 942 outputs the reference picture from among the many reference pictures stored in the reference picture storage unit 960. The reference picture identified by the index information may be used.

가산부(950)는 제 2 복호화부(930)로부터 출력되는 복원된 잔차 블록을 예측부(940)에서 예측되어 출력되는 예측 블록과 가산하여 현재 블록을 복원한다. 이와 같이 복원된 현재 블록은 픽처 단위로 누적되어 복원 영상으로서 출력되거나 참조 픽처로서 참조 픽처 저장부(960)에 저장되며, 다음 블록을 예측하는 데 활용될 수 있다.The adder 950 restores the current block by adding the restored residual block output from the second decoding unit 930 to the predicted block output from the predicting unit 940. The reconstructed current block is accumulated in picture units and output as a reconstructed picture or stored in the reference picture storage unit 960 as a reference picture, and may be used to predict the next block.

도 9에서는 도시하지 않았지만, 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 장치(900)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 인트라 예측을 위한 인트라 예측부, 복원된 현재 블록을 디블로킹 필터링(Deblocking Filtering)하는 디블록킹 필터부 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 제 2 복호화부(930)는 H.264/AVC 표준에 기초하여, 특정 픽처(예를 들어, 인트라 픽춰)에 대한 역 변환 및 역 양자화 연산을 추가로 수행할 수도 있다.Although not shown in FIG. 9, the image decoding apparatus 900 according to an embodiment of the present invention deblocks the intra prediction unit and the reconstructed current block for intra prediction based on the H.264 / AVC standard. It may further include a deblocking filter unit for deblocking filtering. In addition, the second decoding unit 930 may further perform inverse transform and inverse quantization on a specific picture (e.g., intra picture) based on the H.264 / AVC standard.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.10 is a flowchart illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.

유무선 통신망 또는 케이블 등을 통해 영상에 대한 부호화 데이터를 수신하여 저장한 영상 복호화 장치(900)는 사용자의 선택 또는 실행 중인 다른 프로그램의 알고리즘에 따라 영상을 재생하기 위해, 영상을 복호화하여 복원한다.The video decoding apparatus 900, which receives and stores encoded data about an image through a wired or wireless communication network or a cable, decodes and restores the image in order to reproduce the image according to a user's selection or an algorithm of another program being executed.

이를 위해, 영상 복호화 장치(900)는 입력되는 부호화 데이터를 복호화하여 잔차 블록, 움직임 벡터 부호화 모드 및 복수 개의 참조 픽처에 대한 움직임 정보를 복원하고(S1010), 복원된 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 추정 최적 움직임 벡터 또는 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 복원한다(S1020).To this end, the image decoding apparatus 900 decodes input coded data to restore motion information of a residual block, a motion vector encoding mode, and a plurality of reference pictures (S1010), and generates a plurality of pictures according to the reconstructed motion vector encoding mode. The current motion vectors for the plurality of reference pictures are reconstructed using the estimated optimal motion vector for the reference picture or the default motion vectors for the plurality of reference pictures (S1020).

즉, 영상 복호화 장치(900)는 입력되는 부호화 데이터를 복호화하여 잔차 블록, 움직임 벡터 부호화 모드 및 list0 및 list1 움직임 정보를 복원하고, 복원된 움직임 벡터 부호화 모드에 따라 list0 및 list1 추정 최적 움직임 벡터 또는 list0 및 list1 디폴트 움직임 벡터를 이용하여 list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 복원한다.That is, the image decoding apparatus 900 restores the residual block, the motion vector encoding mode and the list0 and list1 motion information by decoding the input encoded data, and estimates the list0 and list1 optimal motion vectors or list0 according to the reconstructed motion vector encoding mode. And list0 and list1 current motion vectors using the list1 default motion vector.

영상 복호화 장치(900)는 복원된 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터 즉, list0 및 list1 현재 움직임 벡터를 이용하여 현재 블록을 예측하여 예측 블록을 생성하고(S1030), 복원된 잔차 블록과 예측 블록을 가산하여 현재 블록을 복원한다(S1040).The image decoding apparatus 900 generates a prediction block by predicting a current block by using current motion vectors of the plurality of reconstructed reference pictures, that is, list0 and list1 current motion vectors (S1030), and then reconstructs the residual block and the prediction block. Is added to restore the current block (S1040).

도 4, 도 6, 도 8 및 도 10과 그에 대한 설명에 나타낸 각 단계의 순서는 본 발명의 일 실시예에 따른 순서에 불과할 뿐, 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 각 단계의 순서는 변경되어 구현될 수도 있다.The order of each step shown in FIGS. 4, 6, 8, and 10 and the description thereof is merely an order according to an embodiment of the present invention, and the order of each step within the scope not departing from the essential characteristics of the present invention. May be implemented with changes.

또한, 전술한 설명에서는, 움직임 벡터 부호화 모드는 예측 가능 모드와 예측 불가능 모드로 구분되는 것으로 설명했지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기 설정된 복수 개의 참조 픽처에 대한 디폴트 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로 사용하는 모드와 기 설정된 기준 또는 방법에 따라 복수 개의 참조 픽처에 대한 최적 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로 사용하는 모드로 구분될 수 있을 것이다.In addition, in the above description, the motion vector encoding mode is described as being divided into a predictable mode and an unpredictable mode. However, the motion vector encoding mode is not necessarily limited thereto, and a default motion vector for a plurality of preset reference pictures is assigned to the plurality of reference pictures. It may be divided into a mode used as a predictive motion vector and a mode using an optimal motion vector for a plurality of reference pictures as a predictive motion vector for a plurality of reference pictures according to a predetermined reference or method.

전술한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 움직임 벡터 부호화 장치(300) 또는 영상 부호화 장치(700)에서 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 모드를 선택하여 결정할 수 있도록 함으로써, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터와 동일 또는 더욱 유사한 움직임 벡터를 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터로서 이용하여 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터를 부호화하는 데 소요되는 비트량을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 부호화 효율 또는 압축 효율을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention described above, the motion vector encoding apparatus 300 or the image encoding apparatus 700 may select and determine a prediction mode for a plurality of reference pictures, thereby making a current motion with respect to the plurality of reference pictures. A motion vector that is the same as or more similar to the vector may be used as a predictive motion vector for the plurality of reference pictures, thereby minimizing the amount of bits required to encode the current motion vector for the plurality of reference pictures, thereby encoding efficiency or compression. The efficiency can be improved.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 더욱 정확한 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 이용하여 부호화 효율을 향상시키면서도, 영상 부호화 장치(300) 또는 움직임 벡터 부호화 장치(300)는 선택된 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 직접 복호화 장치로 알리지 않고, 움직임 벡터 복호화 장치(500) 또는 영상 복호화 장치(700)에서 직접 구할 수 있도록 움직임 정보나 움직임 벡터 부호화 모드와 같은 정보만을 전송하거나 그를 찾기 위한 함수를 공유함으로써, 복수 개의 참조 픽처에 대한 예측 움직임 벡터를 알리기 위해 발생하는 추가적인 비트량의 증가를 줄일 수 있으므로, 부호화 효율 및 복호화 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the image encoding apparatus 300 or the motion vector encoding apparatus 300 may select a plurality of selected references while improving encoding efficiency by using predictive motion vectors of a plurality of more accurate reference pictures. A function for transmitting or finding only information such as motion information or motion vector encoding mode so that the predicted motion vector for a picture can be directly obtained from the motion vector decoding apparatus 500 or the image decoding apparatus 700 without directly informing the decoding apparatus. By sharing, the increase in the amount of additional bits generated to inform the predicted motion vectors for the plurality of reference pictures can be reduced, and thus the coding efficiency and the decoding efficiency can be further improved.

또한, 본 발명의 일 실시예를 영상 처리 서비스 등에 적용하면, 적은 비트량으로 영상을 부호화할 수 있어서, 사용자에게 만족도 높은 서비스를 제공해줄 수 있다. 특히, 유선 환경에 비해 상대적으로 작은 대역폭, 큰 데이터 손실 및 지연 등을 가질 수 있는 무선 이동 환경에서는 더욱 큰 효과를 기대할 수 있다.In addition, when an embodiment of the present invention is applied to an image processing service or the like, an image can be encoded with a small bit amount, thereby providing a service with high satisfaction to a user. In particular, a larger effect can be expected in a wireless mobile environment, which may have a relatively small bandwidth, a large data loss and a delay compared to a wired environment.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. The codes and code segments constituting the computer program may be easily deduced by those skilled in the art. Such a computer program can be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing an embodiment of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Terms used generally, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 영상을 부호화하고 복호화하는 영상 처리 분야에 적용되어, 복수 개의 참조 픽처에 대한 현재 움직임 벡터의 예측 움직임 벡터를 더욱 정확하게 예측하고, 움직임 벡터를 부호화하는 데 소요되는 비트량을 감소시켜 압축 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 발생하는 매우 유용한 발명이다.
As described above, the present invention is applied to an image processing field for encoding and decoding an image, and more accurately predicts a predicted motion vector of a current motion vector for a plurality of reference pictures, and encodes a motion vector. It is a very useful invention to produce an effect that can reduce the compression to improve the compression efficiency.

Claims (12)

인터 예측을 사용하여 현재 블록을 예측하기 위한 영상 복호화 방법에 있어서,
부호화 데이터로부터, 현재 블록의 움직임벡터를 결정하는 복수의 모드 중에서 하나의 모드를 선택하는 데에 사용되는 모드 정보를 획득하는 단계;
상기 모드 정보가 제1모드를 지시하면, 상기 부호화 데이터를 복호화하여 제1차분 움직임벡터, 제1참조 픽처 인덱스, 제2차분 움직임벡터 및 제2참조 픽처 인덱스를 생성하는 단계;
상기 현재 블록의 적어도 하나의 주변 블록으로부터, 제1참조 픽처 리스트를 참조하는 후보 움직임벡터들의 제1집합 및 제2참조 픽처 리스트를 참조하는 후보 움직임벡터들의 제2집합을 유도하는 단계;
상기 제1집합으로부터 제1후보 움직임벡터를 선택하고 상기 제2집합으로부터 제2후보 움직임벡터를 선택하는 단계;
상기 제1후보 움직임벡터와 상기 제1차분 움직임벡터에 근거하여 상기 현재블록의 제1움직임벡터를 생성하고, 상기 제2후보 움직임벡터와 상기 제2차분 움직임벡터에 근거하여 상기 현재블록의 제2움직임벡터를 생성하는 단계; 및
상기 제1움직임벡터, 상기 제1참조 픽처 리스트에서 상기 제1참조 픽처 인덱스에 의해 지시되는 제1참조 픽처, 상기 제2움직임벡터 및 상기 제2참조 픽처 리스트에서 상기 제2참조 픽처 인덱스에 의해 지시되는 제2참조 픽처를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하되,
상기 제1집합의 각 후보 움직임벡터 또는 상기 제2집합의 각 후보 움직임벡터는, 상기 제1참조 픽처 리스트를 참조하는 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터 및 상기 제2참조 픽처 리스트를 참조하는 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터 중 어느 하나로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.An image decoding method for predicting a current block using inter prediction,
Obtaining mode information used for selecting one mode from among a plurality of modes for determining a motion vector of the current block, from the encoded data;
If the mode information indicates a first mode, generating a first differential motion vector, a first reference picture index, a second differential motion vector, and a second reference picture index by decoding the encoded data;
Deriving, from at least one neighboring block of the current block, a first set of candidate motion vectors referring to a first reference picture list and a second set of candidate motion vectors referring to a second reference picture list;
Selecting a first candidate motion vector from the first set and a second candidate motion vector from the second set;
Generate a first motion vector of the current block based on the first candidate motion vector and the first differential motion vector, and generate a second motion vector of the current block based on the second candidate motion vector and the second differential motion vector. Generating a motion vector; And
The first reference picture indicated by the first reference picture index in the first motion vector and the first reference picture list by the second reference picture index in the first reference picture, the second motion vector and the second reference picture list. Generating a prediction block of the current block by using a second reference picture,
Each candidate motion vector of the first set or each candidate motion vector of the second set includes the motion vector of the at least one neighboring block referring to the first reference picture list and the second reference picture list. The image decoding method, characterized in that it is derived from any one of the motion vectors of at least one neighboring block. 제1항에 있어서,
상기 제1집합은, 상기 제1참조 픽처 리스트와 상기 제2참조 픽처 리스트 중 어느 하나에 포함되고 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터에 의해 참조되는 참조 픽처와 상기 제1참조 픽처 간의 시간적 거리에 근거하여, 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터를 스케일링함으로써 유도되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법. The method of claim 1,
The first set may be included in any one of the first reference picture list and the second reference picture list and may be included in a temporal distance between the reference picture and the first reference picture referenced by the motion vector of the at least one neighboring block. Based on the motion vector of the at least one neighboring block. 제1항에 있어서,
상기 제2집합은, 상기 제1참조 픽처 리스트와 상기 제2참조 픽처 리스트 중 어느 하나에 포함되고 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터에 의해 참조되는 참조 픽처와 상기 제2참조 픽처 간의 시간적 거리에 근거하여, 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터를 스케일링함으로써 유도되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.The method of claim 1,
The second set may be included in any one of the first reference picture list and the second reference picture list and may be included in a temporal distance between the reference picture and the second reference picture referenced by a motion vector of the at least one neighboring block. Based on the motion vector of the at least one neighboring block. 제1항에 있어서,
상기 제1집합 및 상기 제2집합을 유도하는 단계는,
상기 제1집합에 포함되거나 또는 상기 제2집합에 포함된 두 개의 엘리먼트(element)를 비교하는 단계; 및
상기 두 개의 엘리먼트가 동일한 값을 가지면 상기 두 개의 엘리먼트 중 하나를 제외하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.The method of claim 1,
Inducing the first set and the second set,
Comparing two elements included in the first set or included in the second set; And
Excluding one of the two elements if the two elements have the same value
And decoding the decoded image. 제1항에 있어서,
상기 제1후보 움직임벡터 및 상기 제2후보 움직임벡터는 상기 부호화 데이터에 포함된 정보에 근거하여 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.The method of claim 1,
And the first candidate motion vector and the second candidate motion vector are selected based on information included in the encoded data. 제1항에 있어서,
상기 모드 정보가 제2모드를 지시하면, 기정의된 제1움직임벡터와 기정의된 제2움직임벡터를 이용하여 상기 예측 블록을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.The method of claim 1,
And if the mode information indicates a second mode, generating the prediction block by using a predefined first motion vector and a predefined second motion vector. 인터 예측을 사용하여 현재 블록을 예측하기 위한 영상 복호화 장치에 있어서,
부호화 데이터로부터, 상기 현재 블록의 움직임벡터를 결정하는 복수의 모드 중에서 하나의 모드를 선택하는 데에 사용되는 모드 정보를 획득하는 정보 추출부;
상기 모드 정보가 제1모드를 지시하면, 상기 부호화 데이터를 복호화하여 제1차분 움직임벡터, 제1참조 픽처 인덱스, 제2차분 움직임벡터 및 제2참조 픽처 인덱스를 획득하고,
상기 현재 블록의 적어도 하나의 움직임벡터로부터, 제1참조 픽처 리스트를 참조하는 후보 움직임벡터들의 제1집합과 제2참조 픽처 리스트를 참조하는 후보 움직임벡터들의 제2집합을 유도하며,
상기 제1집합으로부터 제1후보 움직임벡터를 선택하고 상기 제2집합으로부터 제2후보 움직임벡터를 선택하며,
상기 제1후보 움직임벡터와 상기 제1차분 움직임벡터에 근거하여 상기 현재 블록의 제1움직임벡터를 생성하고 상기 제2후보 움직임벡터와 상기 제2차분 움직임벡터에 근거하여 상기 현재 블록의 제2움직임벡터를 생성하는 움직임벡터 복호화부; 및
상기 제1움직임벡터, 상기 제1참조 픽처 리스트에서 상기 제1참조 픽처 인덱스에 의해 지시되는 제1참조 픽처, 상기 제2움직임벡터 및 상기 제2참조 픽처 리스트에서 상기 제2참조 픽처 인덱스에 의해 지시되는 제2참조 픽처를 사용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 움직임 보상부를 포함하되,
상기 제1집합의 각 후보 움직임벡터 또는 상기 제2집합의 각 후보 움직임벡터는, 상기 제1참조 픽처 리스트를 참조하는 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터 및 상기 제2참조 픽처 리스트를 참조하는 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터 중 어느 하나로부터 유도되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.An image decoding apparatus for predicting a current block using inter prediction,
An information extraction unit for obtaining mode information used for selecting one of a plurality of modes for determining a motion vector of the current block from encoded data;
If the mode information indicates a first mode, the encoded data is decoded to obtain a first differential motion vector, a first reference picture index, a second differential motion vector, and a second reference picture index.
Deriving, from the at least one motion vector of the current block, a first set of candidate motion vectors referring to a first reference picture list and a second set of candidate motion vectors referring to a second reference picture list,
Selecting a first candidate motion vector from the first set and a second candidate motion vector from the second set,
Generate a first motion vector of the current block based on the first candidate motion vector and the first differential motion vector, and generate a second motion of the current block based on the second candidate motion vector and the second differential motion vector. A motion vector decoder for generating a vector; And
The first reference picture indicated by the first reference picture index in the first motion vector and the first reference picture list by the second reference picture index in the first reference picture, the second motion vector and the second reference picture list. A motion compensation unit generating a prediction block of the current block by using a second reference picture
Each candidate motion vector of the first set or each candidate motion vector of the second set includes the motion vector of the at least one neighboring block referring to the first reference picture list and the second reference picture list. The image decoding device, characterized in that it is derived from any one of the motion vectors of at least one neighboring block. 제7항에 있어서,
상기 제1집합은, 상기 제1참조 픽처 리스트와 상기 제2참조 픽처 리스트 중 어느 하나에 포함되고 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터에 의해 참조되는 참조 픽처와 상기 제1참조 픽처 간의 시간적 거리에 근거하여, 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터를 스케일링함으로써 유도되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.8. The method of claim 7,
The first set may be included in any one of the first reference picture list and the second reference picture list and may be included in a temporal distance between the reference picture and the first reference picture referenced by the motion vector of the at least one neighboring block. Based on the motion vector of the at least one neighboring block. 제7항에 있어서,
상기 제2집합은, 상기 제1참조 픽처 리스트와 상기 제2참조 픽처 리스트 중 어느 하나에 포함되고 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터에 의해 참조되는 참조 픽처와 상기 제2참조 픽처 간의 시간적 거리에 근거하여, 상기 적어도 하나의 주변 블록의 움직임벡터를 스케일링함으로써 유도되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.8. The method of claim 7,
The second set may be included in any one of the first reference picture list and the second reference picture list and may be included in a temporal distance between the reference picture and the second reference picture referenced by a motion vector of the at least one neighboring block. Based on the motion vector of the at least one neighboring block. 제7항에 있어서,
상기 움직임벡터 복호화부는, 상기 제1집합에 포함되거나 또는 상기 제2집합에 포함된 두 개의 엘리먼트(element)를 비교하여, 상기 두 개의 엘리먼트가 동일한 값을 가지면 상기 두 개의 엘리먼트 중 하나를 제외하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.8. The method of claim 7,
The motion vector decoding unit compares two elements included in the first set or the second set to exclude one of the two elements if the two elements have the same value. An image decoding device. 제7항에 있어서,
상기 움직임벡터 복호화부는, 상기 부호화 데이터에 포함된 정보에 근거하여 상기 제1후보 움직임벡터와 상기 제2후보 움직임벡터를 선택하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.8. The method of claim 7,
And the motion vector decoder selects the first candidate motion vector and the second candidate motion vector based on information included in the encoded data. 제7항에 있어서,
상기 움직임 보상부는, 상기 모드 정보가 제2모드를 지시하면, 기정의된 제1움직임벡터와 기정의된 제2움직임벡터를 이용하여 상기 예측 블록을 생성하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.8. The method of claim 7,
And the motion compensator generates the prediction block by using a predefined first motion vector and a predefined second motion vector when the mode information indicates a second mode.
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