KR20200008531A - 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 - Google Patents

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체 Download PDF

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Abstract

본 명세서에서는 영상 복호화 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 영상 복호화 방법은 현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 1 후보 리스트를 유도하는 단계, 기 복원된 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계, 상기 제 1 후보 리스트와 상기 제 2 후보 리스트를 이용하여 제 3 후보 리스트를 유도하는 단계 및 상기 제 3 후보 리스트를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 유도하는 단계를 포함할 수 있다

Description

영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체{METHOD AND APPARATUS FOR ENCODING/DECODING IMAGE, RECORDING MEDIUM FOR STROING BITSTREAM}
본 발명은 영상의 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 후보 리스트 및 화면 내 예측 모드 리스트를 기반으로 영상을 부호화/복호화하는 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록매체에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 더 높은 해상도 및 화질을 갖는 영상에 대한 고효율 영상 부호화(encoding)/복호화(decoding) 기술이 요구된다.
영상 압축 기술로 현재 픽처의 이전 또는 이후 픽처로부터 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽처 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽처에 포함된 화소값을 예측하는 화면내 예측 기술, 잔여 신호의 에너지를 압축하기 위한 변환 및 양자화 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
본 발명은 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 후보 리스트를 이용하여 압축 효율을 향상시키는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하여 압축 효율을 향상시키는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른, 영상 복호화 방법은 현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 1 후보 리스트를 유도하는 단계, 기 복원된 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계, 상기 제 1 후보 리스트와 상기 제 2 후보 리스트를 이용하여 제 3 후보 리스트를 유도하는 단계 및 상기 제 3 후보 리스트를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계는, 상기 기 복원된 움직임 정보를 상기 제 2 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함하되, 상기 기 복원된 움직임 정보는 상기 현재 블록의 복호화 직전에 복호화된 부호화 블록의 움직임 정보일 수 있다.
상기 영상 복호화 방법은, 상기 제 2 후보 리스트를 초기화하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 후보 리스트는 CTU(Coding Tree Unit) 행의 경계를 기준으로 초기화될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법은 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보의 수가 기 설정된 값인 경우, 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보들 중 가장 먼저 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 기 복원된 움직임 정보는 가장 마지막에 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보 다음 순서에 추가될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법은, 상기 기 복원된 움직임 정보와 동일한 움직임 정보가 상기 제 2 후보 리스트에 이미 포함되어 있는 경우, 상기 제 2 후보 리스트에서 상기 동일한 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 기 복원된 움직임 정보는 가장 마지막에 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보 다음 순서에 추가될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 2 후보 리스트에 포함될 수 있는 최대 움직임 정보의 수는 기 설정될 수 있다.
상기 영상 복호화 방법은, 상기 제 3 후보 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보의 평균을 계산하여 평균 움직임 정보를 유도하는 단계 및 상기 평균 움직임 정보를 상기 제 3 후보 리스트에 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 복호화 방법은, 상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 분할하는 단계를 더 포함하되, 상기 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 단계는, 상기 제 3 후보 리스트를 이용하여 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다
상기 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제 3 후보 리스트는, 현재 블록에 대한 IBC(Intra block copy) 예측 블록을 생성하기 위해 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 영상 부호화 방법은, 현재 블록의 움직임 정보를 결정하는 단계, 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 1 후보 리스트를 유도하는 단계, 기 부호화된 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계, 및 상기 제 1 후보 리스트와 상기 제 2 후보 리스트를 이용하여 제 3 후보 리스트를 유도하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계는, 상기 기 부호화된 움직임 정보를 상기 제 2 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함하되 상기 기 부호화된 움직임 정보는 상기 현재 블록의 부호화 직전에 부호화된 부호화 블록의 움직임 정보일 수 있다.
상기 영상 부호화 방법은, 상기 제 2 후보 리스트를 초기화하는 단계를 더 포함하되, 상기 제 2 후보 리스트는 CTU(Coding Tree Unit) 행의 경계를 기준으로 초기화될 수 있다.
상기 영상 부호화 방법은, 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보의 수가 기 설정된 값인 경우, 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보들 중 가장 먼저 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법은, 상기 기 부호화된 움직임 정보와 동일한 움직임 정보가 상기 제 2 후보 리스트에 이미 포함되어 있는 경우, 상기 제 2 후보 리스트에서 상기 동일한 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 영상 부호화 방법에 있어서, 상기 제 2 후보 리스트에 포함될 수 있는 움직임 정보의 수는 기 설정될 수 있다.
본 발명에 따른, 영상 복호화 장치에 수신되고 현재 픽처에 포함된 현재 블록을 복원하는데 이용되는 비트스트림을 저장한 컴퓨터 판독가능한 기록매체에 있어서, 상기 비트스트림은 상기 현재 블록의 예측에 관한 정보를 포함하고, 상기 예측에 관한 정보는, 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 1 후보 리스트를 유도하는데 이용되고, 상기 예측에 관한 정보는, 기 복원된 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 2 후보 리스트를 유도하는데 이용되고, 상기 제 1 후보 리스트 및 상기 제 2 후보 리스트는 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는데 이용되는 제 3 후보 리스트를 유도하는데 이용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 압축 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 발명의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 후보 리스트를 이용하여 압축 효율을 향상시키는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다
또한, 본 발명에 따르면, 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하여, 압축 효율을 향상시키는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 화면 내 예측에 이용 가능한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에서 활용되는 UPU(Upper Prediction Unit)을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 후보 리스트를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라, 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 16는 본 발명의 일 실시예에 따라, 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 방법을 설명하기 위한 또다른 도면이다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 신택스 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 움직임 정보를 근사화하는 부호화기 및 복호화기 흐름도를 설명하기 위한 도면이다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 움직임 정보를 근사화하는 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 25 및 도 26는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트의 잠재성을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트의 잠재성을 산출하는 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트의 예측 잠재성을 산출하는 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른, 혼합 후보 리스트 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 31 및 도 32는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트를 초기화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 움직임 정보 스케일링을 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른, 움직임 정보 스케일링을 설명하기 위한 도면이다.
도 35 내지 도 39는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트를 갱신 및 공유하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일 UPU로 구성된 후보 리스트 및 복수의 UPU로 구성된 후보 리스트를 설명하기 위한 도면이다.
도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 42는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 43 및 도 44는 MPM 후보를 설명하기 위한 도면이다.
도 45는 화면 내 예측 모드 선택의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 46은 MPM list에 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 포함되어 있지 않는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 47은 본 발명의 일 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 48은 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 49는 본 발명의 일 실시예에 따른, count 기반 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 50은 본 발명의 일 실시예에 따른, cost 기반 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 51 및 52는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 53 및 도 54는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 55는 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 또다른 도면이다.
도 56 내지 도 58은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드의 인덱스를 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 59는 본 발명의 일 실시예에 따라, 복수의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 60 및 61은 본 발명의 일 실시예에 따라, 예측 모드의 방향성을 고려하여 복수의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 62는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 리스트를 추가하는 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 63은 본 발명의 일 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 추가하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 64는 본 발명의 일 실시예에 따라, 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 고려하여 치환 순서를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 65는 본 발명의 일 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 MPM 모드에 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 66은 본 발명의 일 실시예에 따라, 부호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 non-MPM 모드에 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 67은 본 발명의 일 실시예에 따라, 복호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 non-MPM 모드에 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 68은 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 69는 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 70 및 도 71은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 72는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 리스트 초기화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 73은 본 발명의 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트 신택스를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다. 후술하는 예시적 실시예들에 대한 상세한 설명은, 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 실시예를 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 다양한 실시예들은 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 실시예의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 예시적 실시예들의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다.
본 발명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 발명의 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있으나, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 나타나는 구성부들은 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시되는 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수 개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 본 발명에서 특정 구성을 “포함”한다고 기술하는 내용은 해당 구성 이외의 구성을 배제하는 것이 아니며, 추가적인 구성이 본 발명의 실시 또는 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 본 명세서의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하고, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
이하에서 영상은 동영상(video)을 구성하는 하나의 픽처(picture)를 의미할 수 있으며, 동영상 자체를 나타낼 수도 있다. 예를 들면, "영상의 부호화 및/또는 복호화"는 "동영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수 있으며, "동영상을 구성하는 영상들 중 하나의 영상의 부호화 및/또는 복호화"를 의미할 수도 있다.
이하에서, 용어들 "동영상" 및 "비디오"는 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 영상은 부호화의 대상인 부호화 대상 영상 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 영상일 수 있다. 또한, 대상 영상은 부호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있고, 복호화 장치로 입력된 입력 영상일 수 있다. 여기서, 대상 영상은 현재 영상과 동일한 의미를 가질 수 있다.
이하에서, 용어들 "영상", "픽처", "프레임(frame)" 및 "스크린(screen)"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 대상 블록은 부호화의 대상인 부호화 대상 블록 및/또는 복호화의 대상인 복호화 대상 블록일 수 있다. 또한, 대상 블록은 현재 부호화 및/또는 복호화의 대상인 현재 블록일 수 있다. 예를 들면, 용어들 "대상 블록" 및 "현재 블록"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 용어들 "블록" 및 "유닛"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다. 또는 "블록"은 특정한 유닛을 나타낼 수 있다.
이하에서, 용어들 "영역(region)" 및 "세그먼트(segment)"는 서로 교체되어 사용될 수 있다.
이하에서, 특정한 신호는 특정한 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예를 들면, 원(original) 신호는 대상 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 예측(prediction) 신호는 예측 블록을 나타내는 신호일 수 있다. 잔여(residual) 신호는 잔여 블록(residual block)을 나타내는 신호일 수 있다.
실시예들에서, 특정된 정보, 데이터, 플래그(flag), 색인(index) 및 요소(element), 속성(attribute) 등의 각각은 값을 가질 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "0"은 논리 거짓(logical false) 또는 제1 기정의된(predefined) 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "0", 거짓, 논리 거짓 및 제1 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다. 정보, 데이터, 플래그, 색인 및 요소, 속성 등의 값 "1"은 논리 참(logical true) 또는 제2 기정의된 값을 나타낼 수 있다. 말하자면, 값 "1", 참, 논리 참 및 제2 기정의된 값은 서로 대체되어 사용될 수 있다.
행, 열 또는 색인(index)을 나타내기 위해 i 또는 j 등의 변수가 사용될 때, i의 값은 0 이상의 정수일 수 있으며, 1 이상의 정수일 수도 있다. 말하자면, 실시예들에서 행, 열 및 색인 등은 0에서부터 카운트될 수 있으며, 1에서부터 카운트될 수 있다.
용어 설명
부호화기(Encoder): 부호화(Encoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 부호화 장치를 의미할 수 있다.
복호화기(Decoder): 복호화(Decoding)를 수행하는 장치를 의미한다. 즉, 복호화 장치를 의미할 수 있다.
블록(Block): 샘플(Sample)의 MxN 배열이다. 여기서 M과 N은 양의 정수 값을 의미할 수 있으며, 블록은 흔히 2차원 형태의 샘플 배열을 의미할 수 있다. 블록은 유닛을 의미할 수 있다. 현재 블록은 부호화 시 부호화의 대상이 되는 부호화 대상 블록, 복호화 시 복호화의 대상이 되는 복호화 대상 블록을 의미할 수 있다. 또한, 현재 블록은 부호화 블록, 예측 블록, 잔여 블록, 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다.
샘플(Sample): 블록을 구성하는 기본 단위이다. 비트 깊이 (bit depth, Bd)에 따라 0부터 2Bd - 1까지의 값으로 표현될 수 있다. 본 발명에서 샘플은 화소 또는 픽셀과 같은 의미로 사용될 수 있다. 즉, 샘플, 화소, 픽셀은 서로 같은 의미를 가질 수 있다.
유닛(Unit): 영상 부호화 및 복호화의 단위를 의미할 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛은 하나의 영상을 분할한 영역일 수 있다. 또한, 유닛은 하나의 영상을 세분화 된 유닛으로 분할하여 부호화 혹은 복호화 할 때 그 분할된 단위를 의미할 수 있다. 즉, 하나의 영상은 복수의 유닛들로 분할될 수 있다. 영상의 부호화 및 복호화에 있어서, 유닛 별로 기정의된 처리가 수행될 수 있다. 하나의 유닛은 유닛에 비해 더 작은 크기를 갖는 하위 유닛으로 더 분할될 수 있다. 기능에 따라서, 유닛은 블록(Block), 매크로블록(Macroblock), 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit), 부호화 트리 블록(Coding Tree Block), 부호화 유닛(Coding Unit), 부호화 블록(Coding Block), 예측 유닛(Prediction Unit), 예측 블록(Prediction Block), 잔여 유닛(Residual Unit), 잔여 블록(Residual Block), 변환 유닛(Transform Unit), 변환 블록(Transform Block) 등을 의미할 수 있다. 또한, 유닛은 블록과 구분하여 지칭하기 위해 휘도(Luma) 성분 블록과 그에 대응하는 색차(Chroma) 성분 블록 그리고 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수 있다. 유닛은 다양한 크기와 형태를 가질 수 있으며, 특히 유닛의 형태는 정사각형뿐만 아니라 직사각형, 사다리꼴, 삼각형, 오각형 등 2차원으로 표현될 수 있는 기하학적 도형을 포함할 수 있다. 또한, 유닛 정보는 부호화 유닛, 예측 유닛, 잔여 유닛, 변환 유닛 등을 가리키는 유닛의 타입, 유닛의 크기, 유닛의 깊이, 유닛의 부호화 및 복호화 순서 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit): 하나의 휘도 성분(Y) 부호화 트리 블록과 관련된 두 색차 성분(Cb, Cr) 부호화 트리 블록들로 구성된다. 또한, 상기 블록들과 각 블록에 대한 구문 요소를 포함한 것을 의미할 수도 있다. 각 부호화 트리 유닛은 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛 등의 하위 유닛을 구성하기 위하여 쿼드트리(quad tree), 이진트리(binary tree), 3분할트리(ternary tree) 등 하나 이상의 분할 방식을 이용하여 분할될 수 있다. 입력 영상의 분할처럼 영상의 복/부호화 과정에서 처리 단위가 되는 샘플 블록을 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다. 여기서, 쿼드트리는 4분할트리(quarternary tree)를 의미할 수 있다.
부호화 블록의 크기가 소정의 범위 내에 속하는 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 여기서, 소정의 범위는 쿼드트리만으로 분할이 가능한 부호화 블록의 최대 크기 및 최소 크기 중 적어도 하나로 정의될 수 있다. 쿼드트리 형태의 분할이 허용되는 부호화 블록의 최대/최소 크기를 나타내는 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있고, 해당 정보는 시퀀스, 픽처 파라미터, 타일 그룹, 또는 슬라이스(세그먼트) 중 적어도 하나의 단위로 시그널링될 수 있다. 또는, 부호화 블록의 최대/최소 크기는 부호화기/복호화기에 기-설정된 고정된 크기일 수도 있다. 예를 들어, 부호화 블록의 크기가 256x256 내지 64x64 에 해당하는 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 또는 부호화 블록의 크기가 최대 변환 블록의 크기 보다 큰 경우에는 쿼드트리로만 분할이 가능할 수 있다. 이때, 상기 분할되는 블록은 부호화 블록 또는 변환 블록 중 적어도 하나일 수 있다. 이러한 경우에 부호화 블록의 분할을 나타내는 정보(예컨대, split_flag)는 쿼드트리 분할 여부를 나타내는 플래그일 수 있다. 부호화 블록의 크기가 소정의 범위 내에 속하는 경우에는 이진트리 또는 3분할트리로만 분할이 가능할 수 있다. 이 경우, 쿼드트리에 관한 상기 설명은 이진트리 또는 3분할트리에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
부호화 트리 블록(Coding Tree Block): Y 부호화 트리 블록, Cb 부호화 트리 블록, Cr 부호화 트리 블록 중 어느 하나를 지칭하기 위한 용어로 사용될 수 있다.
주변 블록(Neighbor block): 현재 블록에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 현재 블록에 인접한 블록은 현재 블록에 경계가 맞닿은 블록 또는 현재 블록으로부터 소정의 거리 내에 위치한 블록을 의미할 수 있다. 주변 블록은 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록을 의미할 수 있다. 여기에서, 현재 블록의 꼭지점에 인접한 블록이란, 현재 블록에 가로로 인접한 이웃 블록에 세로로 인접한 블록 또는 현재 블록에 세로로 인접한 이웃 블록에 가로로 인접한 블록일 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록을 의미할 수도 있다.
복원된 주변 블록(Reconstructed Neighbor Block): 현재 블록 주변에 공간적(Spatial)/시간적(Temporal)으로 이미 부호화 혹은 복호화된 주변 블록을 의미할 수 있다. 이때, 복원된 주변 블록은 복원된 주변 유닛을 의미할 수 있다. 복원된 공간적 주변 블록은 현재 픽처 내의 블록이면서 부호화 및/또는 복호화를 통해 이미 복원된 블록일 수 있다. 복원된 시간적 주변 블록은 참조 영상 내에서 현재 픽처의 현재 블록과 대응하는 위치의 복원된 블록 또는 그 주변 블록일 수 있다.
유닛 깊이(Depth): 유닛이 분할된 정도를 의미할 수 있다. 트리 구조(Tree Structure)에서 가장 상위 노드(Root Node)는 분할되지 않은 최초의 유닛에 대응할 수 있다. 가장 상위 노드는 루트 노드로 칭해질 수 있다. 또한, 가장 상위 노드는 최소의 깊이 값을 가질 수 있다. 이 때, 가장 상위 노드는 레벨(Level) 0의 깊이를 가질 수 있다. 레벨 1의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 한 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 2의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 두 번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 레벨 n의 깊이를 갖는 노드는 최초의 유닛이 n번 분할됨에 따라 생성된 유닛을 나타낼 수 있다. 리프 노드(Leaf Node)는 가장 하위의 노드일 수 있으며, 더 분할될 수 없는 노드일 수 있다. 리프 노드의 깊이는 최대 레벨일 수 있다. 예를 들면, 최대 레벨의 기정의된 값은 3일 수 있다. 루트 노드는 깊이가 가장 얕고, 리프 노드는 깊이가 가장 깊다고 할 수 있다. 또한, 유닛을 트리 구조로 표현했을 때 유닛이 존재하는 레벨이 유닛 깊이를 의미할 수 있다.
비트스트림(Bitstream): 부호화된 영상 정보를 포함하는 비트의 열을 의미할 수 있다.
파라미터 세트(Parameter Set): 비트스트림 내의 구조 중 헤더(header) 정보에 해당한다. 비디오 파라미터 세트(video parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 적응 파라미터 세트(adaptation parameter set) 중 적어도 하나가 파라미터 세트에 포함될 수 있다. 또한, 파라미터 세트는 타일 그룹, 슬라이스(slice) 헤더 및 타일(tile) 헤더 정보를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 타일 그룹은 여러 타일을 포함하는 그룹을 의미할 수 있으며, 슬라이스와 동일한 의미일 수 있다.
파싱(Parsing): 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 구문 요소(Syntax Element)의 값을 결정하는 것을 의미하거나, 엔트로피 복호화 자체를 의미할 수 있다.
심볼(Symbol): 부호화/복호화 대상 유닛의 구문 요소, 부호화 파라미터(coding parameter), 변환 계수(Transform Coefficient)의 값 등 중 적어도 하나를 의미할 수 있다. 또한, 심볼은 엔트로피 부호화의 대상 혹은 엔트로피 복호화의 결과를 의미할 수 있다.
예측 모드(Prediction Mode): 화면 내 예측으로 부호화/복호화되는 모드 또는 화면 간 예측으로 부호화/복호화되는 모드를 지시하는 정보일 수 있다.
예측 유닛(Prediction Unit): 화면 간 예측, 화면 내 예측, 화면 간 보상, 화면 내 보상, 움직임 보상 등 예측을 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 예측 유닛은 더 작은 크기를 가지는 복수의 파티션(Partition) 또는 복수의 하위 예측 유닛들로 분할 될 수도 있다. 복수의 파티션들 또한 예측 또는 보상의 수행에 있어서의 기본 단위일 수 있다. 예측 유닛의 분할에 의해 생성된 파티션 또한 예측 유닛일 수 있다.
예측 유닛 파티션(Prediction Unit Partition): 예측 유닛이 분할된 형태를 의미할 수 있다.
참조 영상 리스트(Reference Picture List): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 하나 이상의 참조 영상들을 포함하는 리스트를 의미할 수 있다. 참조 영상 리스트의 종류는 LC (List Combined), L0 (List 0), L1 (List 1), L2 (List 2), L3 (List 3) 등이 있을 수 있으며, 화면 간 예측에는 1개 이상의 참조 영상 리스트들이 사용될 수 있다.
화면 간 예측 지시자(Inter Prediction Indicator): 현재 블록의 화면 간 예측 방향(단방향 예측, 쌍방향 예측 등)을 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때 사용되는 참조 영상의 개수를 의미할 수 있다. 또는, 현재 블록에 대해 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 때 사용되는 예측 블록의 개수를 의미할 수 있다.
예측 리스트 활용 플래그(prediction list utilization flag): 특정 참조 영상 리스트 내 적어도 하나의 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하는지 여부를 나타낸다. 예측 리스트 활용 플래그를 이용하여 화면 간 예측 지시자를 도출할 수 있고, 반대로 화면 간 예측 지시자를 이용하여 예측 리스트 활용 플래그를 도출할 수 있다. 예를 들어, 예측 리스트 활용 플래그가 제1 값인 0을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트 내 참조 영상을 이용하여 예측 블록을 생성하지 않는 것을 나타낼 수 있고, 제2 값인 1을 지시하는 경우, 해당 참조 영상 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성할 수 있는 것을 나타낼 수 있다.
참조 영상 색인(Reference Picture Index): 참조 영상 리스트에서 특정 참조 영상을 지시하는 색인을 의미할 수 있다.
참조 영상(Reference Picture): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 위해서 특정 블록이 참조하는 영상을 의미할 수 있다. 또는, 참조 영상은 화면 간 예측 또는 움직임 보상을 위해 현재 블록이 참조하는 참조 블록을 포함하는 영상일 수 있다. 이하, 용어 "참조 픽처" 및 "참조 영상"은 동일한 의미로 사용될 수 있으며, 서로 교체되어 사용될 수 있다.
움직임 벡터(Motion Vector): 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용되는 2차원 벡터일 수 있다. 움직임 벡터는 부호화/복호화 대상 블록과 참조 블록 사이의 오프셋을 의미할 수 있다. 예를 들어, (mvX, mvY)는 움직임 벡터를 나타낼 수 있다. mvX는 수평(horizontal) 성분, mvY는 수직(vertical) 성분을 나타낼 수 있다.
탐색 영역(Search Range): 탐색 영역은 화면 간 예측 중 움직임 벡터에 대한 탐색이 이루어지는 2차원의 영역일 수 있다. 예를 들면, 탐색 영역의 크기는 MxN일 수 있다. M 및 N은 각각 양의 정수일 수 있다.
움직임 벡터 후보(Motion Vector Candidate): 움직임 벡터를 예측할 때 예측 후보가 되는 블록 혹은 그 블록의 움직임 벡터를 의미할 수 있다. 또한, 움직임 벡터 후보는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함될 수 있다.
움직임 벡터 후보 리스트(Motion Vector Candidate List): 하나 이상의 움직임 벡터 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
움직임 벡터 후보 색인(Motion Vector Candidate Index): 움직임 벡터 후보 리스트 내의 움직임 벡터 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 움직임 벡터 예측기(Motion Vector Predictor)의 색인(index)일 수 있다.
움직임 정보(Motion Information): 움직임 벡터, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 지시자 뿐만 아니라 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트 정보, 참조 영상, 움직임 벡터 후보, 움직임 벡터 후보 색인, 머지 후보, 머지 색인 등 중 적어도 하나를 포함하는 정보를 의미할 수 있다.
머지 후보 리스트(Merge Candidate List): 하나 이상의 머지 후보들을 이용하여 구성된 리스트를 의미할 수 있다.
머지 후보(Merge Candidate): 공간적 머지 후보, 시간적 머지 후보, 조합된 머지 후보, 조합 양예측 머지 후보, 제로 머지 후보 등을 의미할 수 있다. 머지 후보는 화면 간 예측 지시자, 각 리스트에 대한 참조 영상 색인, 움직임 벡터, 예측 리스트 활용 플래그, 화면 간 예측 지시자 등의 움직임 정보를 포함할 수 있다.
머지 색인(Merge Index): 머지 후보 리스트 내 머지 후보를 가리키는 지시자를 의미할 수 있다. 또한, 머지 색인은 공간적/시간적으로 현재 블록과 인접하게 복원된 블록들 중 머지 후보를 유도한 블록을 지시할 수 있다. 또한, 머지 색인은 머지 후보가 가지는 움직임 정보 중 적어도 하나를 지시할 수 있다.
변환 유닛(Transform Unit): 변환, 역변환, 양자화, 역양자화, 변환 계수 부호화/복호화와 같이 잔여 신호(residual signal) 부호화/복호화를 수행할 때의 기본 단위를 의미할 수 있다. 하나의 변환 유닛은 분할되어 더 작은 크기를 가지는 복수의 하위 변환 유닛들로 분할될 수 있다. 여기서, 변환/역변환은 1차 변환/역변환 및 2차 변환/역변환 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
스케일링(Scaling): 양자화된 레벨에 인수를 곱하는 과정을 의미할 수 있다. 양자화된 레벨에 대한 스케일링의 결과로 변환 계수를 생성할 수 있다. 스케일링을 역양자화(dequantization)라고도 부를 수 있다.
양자화 매개변수(Quantization Parameter): 양자화에서 변환 계수를 이용하여 양자화된 레벨(quantized level)을 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수 있다. 또는, 역양자화에서 양자화된 레벨을 스케일링하여 변환 계수를 생성할 때 사용하는 값을 의미할 수도 있다. 양자화 매개변수는 양자화 스텝 크기(step size)에 매핑된 값일 수 있다.
잔여 양자화 매개변수(Delta Quantization Parameter): 예측된 양자화 매개변수와 부호화/복호화 대상 유닛의 양자화 매개변수의 차분(difference) 값을 의미할 수 있다.
스캔(Scan): 유닛, 블록 혹은 행렬 내 계수의 순서를 정렬하는 방법을 의미할 수 있다. 예를 들어, 2차원 배열을 1차원 배열 형태로 정렬하는 것을 스캔이라고 한다. 또는, 1차원 배열을 2차원 배열 형태로 정렬하는 것도 스캔 혹은 역 스캔(Inverse Scan)이라고 부를 수 있다.
변환 계수(Transform Coefficient): 부호화기에서 변환을 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 엔트로피 복호화 및 역양자화 중 적어도 하나를 수행하고 나서 생성된 계수 값을 의미할 수도 있다. 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용한 양자화된 레벨 또는 양자화된 변환 계수 레벨도 변환 계수의 의미에 포함될 수 있다.
양자화된 레벨(Quantized Level): 부호화기에서 변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 생성된 값을 의미할 수 있다. 또는, 복호화기에서 역양자화를 수행하기 전 역양자화의 대상이 되는 값을 의미할 수도 있다. 유사하게, 변환 및 양자화의 결과인 양자화된 변환 계수 레벨도 양자화된 레벨의 의미에 포함될 수 있다.
넌제로 변환 계수(Non-zero Transform Coefficient): 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 혹은 값의 크기가 0이 아닌 변환 계수 레벨 혹은 양자화된 레벨을 의미할 수 있다.
양자화 행렬(Quantization Matrix): 영상의 주관적 화질 혹은 객관적 화질을 향상시키기 위해서 양자화 혹은 역양자화 과정에서 이용하는 행렬을 의미할 수 있다. 양자화 행렬을 스케일링 리스트(scaling list)라고도 부를 수 있다.
양자화 행렬 계수(Quantization Matrix Coefficient): 양자화 행렬 내의 각 원소(element)를 의미할 수 있다. 양자화 행렬 계수를 행렬 계수(matrix coefficient)라고도 할 수 있다.
기본 행렬(Default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되어 있는 소정의 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
비 기본 행렬(Non-default Matrix): 부호화기와 복호화기에서 미리 정의되지 않고, 사용자에 의해서 시그널링되는 양자화 행렬을 의미할 수 있다.
통계값(statistic value): 연산 가능한 특정 값들을 가지는 변수, 부호화 파라미터, 상수 등 적어도 하나에 대한 통계값은 해당 특정 값들의 평균값, 가중평균값, 가중합값, 최소값, 최대값, 최빈값, 중간값, 보간값 중 적어도 하나 이상일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 부호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
부호화 장치(100)는 인코더, 비디오 부호화 장치 또는 영상 부호화 장치일 수 있다. 비디오는 하나 이상의 영상들을 포함할 수 있다. 부호화 장치(100)는 하나 이상의 영상들을 순차적으로 부호화할 수 있다.
도 1을 참조하면, 부호화 장치(100)는 움직임 예측부(111), 움직임 보상부(112), 인트라 예측부(120), 스위치(115), 감산기(125), 변환부(130), 양자화부(140), 엔트로피 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(170), 가산기(175), 필터부(180) 및 참조 픽처 버퍼(190)를 포함할 수 있다.
부호화 장치(100)는 입력 영상에 대해 인트라 모드 및/또는 인터 모드로 부호화를 수행할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 입력 영상에 대한 부호화를 통해 부호화된 정보를 포함하는 비트스트림을 생성할 수 있고, 생성된 비트스트림을 출력할 수 있다. 생성된 비트스트림은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장될 수 있거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍될 수 있다. 예측 모드로 인트라 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인트라로 전환될 수 있고, 예측 모드로 인터 모드가 사용되는 경우 스위치(115)는 인터로 전환될 수 있다. 여기서 인트라 모드는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있으며, 인터 모드는 화면 간 예측 모드를 의미할 수 있다. 부호화 장치(100)는 입력 영상의 입력 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 예측 블록이 생성된 후, 입력 블록 및 예측 블록의 차분(residual)을 사용하여 잔여 블록을 부호화할 수 있다. 입력 영상은 현재 부호화의 대상인 현재 영상으로 칭해질 수 있다. 입력 블록은 현재 부호화의 대상인 현재 블록 혹은 부호화 대상 블록으로 칭해질 수 있다.
예측 모드가 인트라 모드인 경우, 인트라 예측부(120)는 현재 블록의 주변에 이미 부호화/복호화된 블록의 샘플을 참조 샘플로서 이용할 수 있다. 인트라 예측부(120)는 참조 샘플을 이용하여 현재 블록에 대한 공간적 예측을 수행할 수 있고, 공간적 예측을 통해 입력 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인트라 예측은 화면 내 예측을 의미할 수 있다.
예측 모드가 인터 모드인 경우, 움직임 예측부(111)는, 움직임 예측 과정에서 참조 영상으로부터 입력 블록과 가장 매치가 잘 되는 영역을 검색할 수 있고, 검색된 영역을 이용하여 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 이때, 상기 영역으로 탐색 영역을 사용할 수 있다. 참조 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 여기서, 참조 영상에 대한 부호화/복호화가 처리되었을 때 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다.
움직임 보상부(112)는 움직임 벡터를 이용하는 움직임 보상을 수행함으로써 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측은 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 의미할 수 있다.
상기 움직임 예측부(111)과 움직임 보상부(112)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터(Interpolation Filter)를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 예측 및 움직임 보상 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge Mode), 향상된 움직임 벡터 예측(Advanced Motion Vector Prediction; AMVP) 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있다.
감산기(125)는 입력 블록 및 예측 블록의 차분을 사용하여 잔여 블록을 생성할 수 있다. 잔여 블록은 잔여 신호로 칭해질 수도 있다. 잔여 신호는 원 신호 및 예측 신호 간의 차이(difference)를 의미할 수 있다. 또는, 잔여 신호는 원신호 및 예측 신호 간의 차이를 변환(transform)하거나, 양자화하거나, 또는 변환 및 양자화함으로써 생성된 신호일 수 있다. 잔여 블록은 블록 단위의 잔여 신호일 수 있다.
변환부(130)는 잔여 블록에 대해 변환(transform)을 수행하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성할 수 있고, 생성된 변환 계수를 출력할 수 있다. 여기서, 변환 계수는 잔여 블록에 대한 변환을 수행함으로써 생성된 계수 값일 수 있다. 변환 생략(transform skip) 모드가 적용되는 경우, 변환부(130)는 잔여 블록에 대한 변환을 생략할 수도 있다.
변환 계수 또는 잔여 신호에 양자화를 적용함으로써 양자화된 레벨(quantized level)이 생성될 수 있다. 이하, 실시예들에서는 양자화된 레벨도 변환 계수로 칭해질 수 있다.
양자화부(140)는 변환 계수 또는 잔여 신호를 양자화 매개변수에 따라 양자화함으로써 양자화된 레벨을 생성할 수 있고, 생성된 양자화된 레벨을 출력할 수 있다. 이때, 양자화부(140)에서는 양자화 행렬을 사용하여 변환 계수를 양자화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(150)는, 양자화부(140)에서 산출된 값들 또는 부호화 과정에서 산출된 부호화 파라미터(Coding Parameter) 값들 등에 대하여 확률 분포에 따른 엔트로피 부호화를 수행함으로써 비트스트림(bitstream)을 생성할 수 있고, 비트스트림을 출력할 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 영상의 샘플에 관한 정보 및 영상의 복호화를 위한 정보에 대한 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 예를 들면, 영상의 복호화를 위한 정보는 구문 요소(syntax element) 등을 포함할 수 있다.
엔트로피 부호화가 적용되는 경우, 높은 발생 확률을 갖는 심볼(symbol)에 적은 수의 비트가 할당되고 낮은 발생 확률을 갖는 심볼에 많은 수의 비트가 할당되어 심볼이 표현됨으로써, 부호화 대상 심볼들에 대한 비트열의 크기가 감소될 수 있다. 엔트로피 부호화부(150)는 엔트로피 부호화를 위해 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 부호화 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 엔트로피 부호화부(150)는 가변 길이 부호화(Variable Length Coding/Code; VLC) 테이블을 이용하여 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 또한 엔트로피 부호화부(150)는 대상 심볼의 이진화(binarization) 방법 및 대상 심볼/빈(bin)의 확률 모델(probability model)을 도출한 후, 도출된 이진화 방법, 확률 모델, 문맥 모델(Context Model)을 사용하여 산술 부호화를 수행할 수도 있다.
엔트로피 부호화부(150)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 부호화하기 위해 변환 계수 스캐닝(Transform Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태(form) 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다.
부호화 파라미터(Coding Parameter)는 구문 요소와 같이 부호화기에서 부호화되어 복호화기로 시그널링되는 정보(플래그, 색인 등)뿐만 아니라, 부호화 과정 혹은 복호화 과정에서 유도되는 정보를 포함할 수 있으며, 영상을 부호화하거나 복호화할 때 필요한 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 유닛/블록 크기, 유닛/블록 깊이, 유닛/블록 분할 정보, 유닛/블록 형태, 유닛/블록 분할 구조, 쿼드트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 여부, 이진트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 이진트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 3분할트리 형태의 분할 여부, 3분할트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 3분할트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 여부, 복합형트리 형태의 분할 방향(가로 방향 혹은 세로 방향), 복합형트리 형태의 분할 형태(대칭 분할 혹은 비대칭 분할), 복합형트리 형태의 분할 트리(이진트리 혹은 3분할 트리), 예측 모드(화면 내 예측 또는 화면 간 예측), 화면 내 휘도 예측 모드/방향, 화면 내 색차 예측 모드/방향, 화면 내 분할 정보, 화면 간 분할 정보, 부호화 블록 분할 플래그, 예측 블록 분할 플래그, 변환 블록 분할 플래그, 참조 샘플 필터링 방법, 참조 샘플 필터 탭, 참조 샘플 필터 계수, 예측 블록 필터링 방법, 예측 블록 필터 탭, 예측 블록 필터 계수, 예측 블록 경계 필터링 방법, 예측 블록 경계 필터 탭, 예측 블록 경계 필터 계수, 화면 내 예측 모드, 화면 간 예측 모드, 움직임 정보, 움직임 벡터, 움직임 벡터 차분, 참조 영상 색인, 화면 간 예측 방향, 화면 간 예측 지시자, 예측 리스트 활용 플래그, 참조 영상 리스트, 참조 영상, 움직임 벡터 예측 색인, 움직임 벡터 예측 후보, 움직임 벡터 후보 리스트, 머지 모드 사용 여부, 머지 색인, 머지 후보, 머지 후보 리스트, 스킵(skip) 모드 사용 여부, 보간 필터 종류, 보간 필터 탭, 보간 필터 계수, 움직임 벡터 크기, 움직임 벡터 표현 정확도, 변환 종류, 변환 크기, 1차 변환 사용 여부 정보, 2차 변환 사용 여부 정보, 1차 변환 색인, 2차 변환 색인, 잔여 신호 유무 정보, 부호화 블록 패턴(Coded Block Pattern), 부호화 블록 플래그(Coded Block Flag), 양자화 매개변수, 잔여 양자화 매개변수, 양자화 행렬, 화면 내 루프 필터 적용 여부, 화면 내 루프 필터 계수, 화면 내 루프 필터 탭, 화면 내 루프 필터 모양/형태, 디블록킹 필터 적용 여부, 디블록킹 필터 계수, 디블록킹 필터 탭, 디블록킹 필터 강도, 디블록킹 필터 모양/형태, 적응적 샘플 오프셋 적용 여부, 적응적 샘플 오프셋 값, 적응적 샘플 오프셋 카테고리, 적응적 샘플 오프셋 종류, 적응적 루프 필터 적용 여부, 적응적 루프 필터 계수, 적응적 루프 필터 탭, 적응적 루프 필터 모양/형태, 이진화/역이진화 방법, 문맥 모델 결정 방법, 문맥 모델 업데이트 방법, 레귤러 모드 수행 여부, 바이패스 모드 수행 여부, 문맥 빈, 바이패스 빈, 중요 계수 플래그, 마지막 중요 계수 플래그, 계수 그룹 단위 부호화 플래그, 마지막 중요 계수 위치, 계수 값이 1보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 2보다 큰지에 대한 플래그, 계수 값이 3보다 큰지에 대한 플래그, 나머지 계수 값 정보, 부호(sign) 정보, 복원된 휘도 샘플, 복원된 색차 샘플, 잔여 휘도 샘플, 잔여 색차 샘플, 휘도 변환 계수, 색차 변환 계수, 휘도 양자화된 레벨, 색차 양자화된 레벨, 변환 계수 레벨 스캐닝 방법, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 크기, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 영역의 형태, 복호화기 측면 움직임 벡터 탐색 횟수, CTU 크기 정보, 최소 블록 크기 정보, 최대 블록 크기 정보, 최대 블록 깊이 정보, 최소 블록 깊이 정보, 영상 디스플레이/출력 순서, 슬라이스 식별 정보, 슬라이스 타입, 슬라이스 분할 정보, 타일 그룹 식별 정보, 타일 그룹 타입, 타일 그룹 분할 정보, 타일 식별 정보, 타일 타입, 타일 분할 정보, 픽처 타입, 입력 샘플 비트 심도, 복원 샘플 비트 심도, 잔여 샘플 비트 심도, 변환 계수 비트 심도, 양자화된 레벨 비트 심도, 휘도 신호에 대한 정보, 색차 신호에 대한 정보 중 적어도 하나의 값 또는 조합된 형태가 부호화 파라미터에 포함될 수 있다.
여기서, 플래그 혹은 색인을 시그널링(signaling)한다는 것은 인코더에서는 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 부호화(Entropy Encoding)하여 비트스트림(Bitstream)에 포함하는 것을 의미할 수 있고, 디코더에서는 비트스트림으로부터 해당 플래그 혹은 색인을 엔트로피 복호화(Entropy Decoding)하는 것을 의미할 수 있다.
부호화 장치(100)가 인터 예측을 통한 부호화를 수행할 경우, 부호화된 현재 영상은 이후에 처리되는 다른 영상에 대한 참조 영상으로서 사용될 수 있다. 따라서, 부호화 장치(100)는 부호화된 현재 영상을 다시 복원 또는 복호화할 수 있고, 복원 또는 복호화된 영상을 참조 영상으로 참조 픽처 버퍼(190)에 저장할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(160)에서 역양자화(dequantization)될 수 있고. 역변환부(170)에서 역변환(inverse transform)될 수 있다. 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 가산기(175)를 통해 예측 블록과 합해질 수 있다, 역양자화 및/또는 역변환된 계수와 예측 블록을 합함으로써 복원 블록(reconstructed block)이 생성될 수 있다. 여기서, 역양자화 및/또는 역변환된 계수는 역양자화 및 역변환 중 적어도 하나 이상이 수행된 계수를 의미하며, 복원된 잔여 블록을 의미할 수 있다.
복원 블록은 필터부(180)를 거칠 수 있다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋(Sample Adaptive Offset; SAO), 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter; ALF) 등 적어도 하나를 복원 샘플, 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(180)는 루프내 필터(in-loop filter)로 칭해질 수도 있다.
디블록킹 필터는 블록들 간의 경계에서 발생한 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹 필터를 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 샘플을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 서로 다른 필터를 적용할 수 있다.
샘플 적응적 오프셋을 이용하여 부호화 에러를 보상하기 위해 샘플 값에 적정 오프셋(offset) 값을 더할 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 디블록킹을 수행한 영상에 대해 샘플 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 샘플의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
적응적 루프 필터는 복원 영상 및 원래의 영상을 비교한 값에 기반하여 필터링을 수행할 수 있다. 영상에 포함된 샘플을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터를 적용할지 여부에 관련된 정보는 부호화 유닛(Coding Unit, CU) 별로 시그널링될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 적응적 루프 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다.
필터부(180)를 거친 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(190)에 저장될 수 있다. 필터부(180)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(180)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 복호화 장치의 일 실시예에 따른 구성을 나타내는 블록도이다.
복호화 장치(200)는 디코더, 비디오 복호화 장치 또는 영상 복호화 장치일 수 있다.
도 2를 참조하면, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 인트라 예측부(240), 움직임 보상부(250), 가산기(255), 필터부(260) 및 참조 픽처 버퍼(270)를 포함할 수 있다.
복호화 장치(200)는 부호화 장치(100)에서 출력된 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장된 비트스트림을 수신하거나, 유/무선 전송 매체를 통해 스트리밍되는 비트스트림을 수신할 수 있다. 복호화 장치(200)는 비트스트림에 대하여 인트라 모드 또는 인터 모드로 복호화를 수행할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 복호화를 통해 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 생성할 수 있고, 복원된 영상 또는 복호화된 영상을 출력할 수 있다.
복호화에 사용되는 예측 모드가 인트라 모드인 경우 스위치가 인트라로 전환될 수 있다. 복호화에 사용되는 예측 모드가 인터 모드인 경우 스위치가 인터로 전환될 수 있다.
복호화 장치(200)는 입력된 비트스트림을 복호화하여 복원된 잔여 블록(reconstructed residual block)을 획득할 수 있고, 예측 블록을 생성할 수 있다. 복원된 잔여 블록 및 예측 블록이 획득되면, 복호화 장치(200)는 복원된 잔여 블록과 및 예측 블록을 더함으로써 복호화 대상이 되는 복원 블록을 생성할 수 있다. 복호화 대상 블록은 현재 블록으로 칭해질 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 비트스트림에 대한 확률 분포에 따른 엔트로피 복호화를 수행함으로써 심볼들을 생성할 수 있다. 생성된 심볼들은 양자화된 레벨 형태의 심볼을 포함할 수 있다. 여기에서, 엔트로피 복호화 방법은 상술된 엔트로피 부호화 방법의 역과정일 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 변환 계수 레벨(양자화된 레벨)을 복호화하기 위해 변환 계수 스캐닝 방법을 통해 1차원의 벡터 형태 계수를 2차원의 블록 형태로 변경할 수 있다.
양자화된 레벨은 역양자화부(220)에서 역양자화될 수 있고, 역변환부(230)에서 역변환될 수 있다. 양자화된 레벨은 역양자화 및/또는 역변환이 수행된 결과로서, 복원된 잔여 블록으로 생성될 수 있다. 이때, 역양자화부(220)는 양자화된 레벨에 양자화 행렬을 적용할 수 있다.
인트라 모드가 사용되는 경우, 인트라 예측부(240)는 복호화 대상 블록 주변의 이미 복호화된 블록의 샘플 값을 이용하는 공간적 예측을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다.
인터 모드가 사용되는 경우, 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터 및 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 있는 참조 영상을 이용하는 움직임 보상을 현재 블록에 대해 수행함으로써 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 움직임 보상부(250)는 움직임 벡터의 값이 정수 값을 가지지 않을 경우에 참조 영상 내의 일부 영역에 대해 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성할 수 있다. 움직임 보상을 수행하기 위해 부호화 유닛을 기준으로 해당 부호화 유닛에 포함된 예측 유닛의 움직임 보상 방법이 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드, 현재 픽처 참조 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있고, 각 모드에 따라 움직임 보상을 수행할 수 있다.
가산기(255)는 복원된 잔여 블록 및 예측 블록을 가산하여 복원 블록을 생성할 수 있다. 필터부(260)는 디블록킹 필터, 샘플 적응적 오프셋 및 적응적 루프 필터 등 적어도 하나를 복원 블록 또는 복원 영상에 적용할 수 있다. 필터부(260)는 복원 영상을 출력할 수 있다. 복원 블록 또는 복원 영상은 참조 픽처 버퍼(270)에 저장되어 인터 예측에 사용될 수 있다. 필터부(260)를 거친 복원 블록은 참조 영상의 일부일 수 있다. 말하자면, 참조 영상은 필터부(260)를 거친 복원 블록들로 구성된 복원 영상일 수 있다. 저장된 참조 영상은 이후 화면 간 예측 혹은 움직임 보상에 사용될 수 있다.
도 3은 영상을 부호화 및 복호화할 때의 영상의 분할 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 3은 하나의 유닛이 복수의 하위 유닛으로 분할되는 실시예를 개략적으로 나타낸다.
영상을 효율적으로 분할하기 위해, 부호화 및 복호화에 있어서, 부호화 유닛(Coding Unit; CU)이 사용될 수 있다. 영상 부호화/복호화의 기본 단위로서 부호화 유닛이 사용될 수 있다. 또한, 영상 부호화/복호화 시 화면 내 예측 모드 및 화면 간 예측 모드가 구분되는 단위로 부호화 유닛을 사용할 수 있다. 부호화 유닛은 예측, 변환, 양자화, 역변환, 역양자화, 또는 변환 계수의 부호화/복호화의 과정을 위해 사용되는 기본 단위일 수 있다.
도 3을 참조하면, 영상(300)은 최대 부호화 유닛(Largest Coding Unit; LCU) 단위로 순차적으로 분할되고, LCU 단위로 분할 구조가 결정된다. 여기서, LCU는 부호화 트리 유닛(Coding Tree Unit; CTU)과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 유닛의 분할은 유닛에 해당하는 블록의 분할을 의미할 수 있다. 블록 분할 정보에는 유닛의 깊이(depth)에 관한 정보가 포함될 수 있다. 깊이 정보는 유닛이 분할되는 회수 및/또는 정도를 나타낼 수 있다. 하나의 유닛은 트리 구조(tree structure)를 기초로 깊이 정보를 가지고 계층적으로 복수의 하위 유닛들로 분할될 수 있다. 말하자면, 유닛 및 상기의 유닛의 분할에 의해 생성된 하위 유닛은 노드 및 상기의 노드의 자식 노드에 각각 대응할 수 있다. 각각의 분할된 하위 유닛은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 크기를 나타내는 정보일 수 있고, 각 CU마다 저장될 수 있다. 유닛 깊이는 유닛이 분할된 회수 및/또는 정도를 나타내므로, 하위 유닛의 분할 정보는 하위 유닛의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
분할 구조는 CTU(310) 내에서의 부호화 유닛(Coding Unit; CU)의 분포를 의미할 수 있다. 이러한 분포는 하나의 CU를 복수(2, 4, 8, 16 등을 포함하는 2 이상의 양의 정수)의 CU들로 분할할지 여부에 따라 결정할 수 있다. 분할에 의해 생성된 CU의 가로 크기 및 세로 크기는 각각 분할 전의 CU의 가로 크기의 절반 및 세로 크기의 절반이거나, 분할된 개수에 따라 분할 전의 CU의 가로 크기보다 작은 크기 및 세로 크기보다 작은 크기를 가질 수 있다. CU는 복수의 CU로 재귀적으로 분할될 수 있다. 재귀적 분할에 의해, 분할된 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나의 크기가 분할 전의 CU의 가로 크기 및 세로 크기 중 적어도 하나에 비해 감소될 수 있다. CU의 분할은 기정의된 깊이 또는 기정의된 크기까지 재귀적으로 이루어질 수 있다. 예컨대, CTU의 깊이는 0일 수 있고, 최소 부호화 유닛(Smallest Coding Unit; SCU)의 깊이는 기정의된 최대 깊이일 수 있다. 여기서, CTU는 상술된 것과 같이 최대의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있고, SCU는 최소의 부호화 유닛 크기를 가지는 부호화 유닛일 수 있다. CTU(310)로부터 분할이 시작되고, 분할에 의해 CU의 가로 크기 및/또는 세로 크기가 줄어들 때마다 CU의 깊이는 1씩 증가한다. 예를 들면, 각각의 깊이 별로, 분할되지 않는 CU는 2Nx2N 크기를 가질 수 있다. 또한, 분할되는 CU의 경우, 2Nx2N 크기의 CU가 NxN 크기를 가지는 4개의 CU들로 분할될 수 있다. N의 크기는 깊이가 1씩 증가할 때마다 절반으로 감소할 수 있다.
또한, CU가 분할되는지 여부에 대한 정보는 CU의 분할 정보를 통해 표현될 수 있다. 분할 정보는 1비트의 정보일 수 있다. SCU를 제외한 모든 CU는 분할 정보를 포함할 수 있다. 예를 들면, 분할 정보의 값이 제1 값이면, CU가 분할되지 않을 수 있고, 분할 정보의 값이 제2 값이면, CU가 분할될 수 있다.
도 3을 참조하면, 깊이가 0인 CTU는 64x64 블록일 수 있다. 0은 최소 깊이일 수 있다. 깊이가 3인 SCU는 8x8 블록일 수 있다. 3은 최대 깊이일 수 있다. 32x32 블록 및 16x16 블록의 CU는 각각 깊이 1 및 깊이 2로 표현될 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 및 세로 크기와 비교하여 각각 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 4개의 부호화 유닛은 각각 16x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 4개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 쿼드트리(quad-tree) 형태로 분할(쿼드트리 분할, quad-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기는 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기와 비교하여 절반의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 16x32의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 8x32 크기의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 2개의 부호화 유닛은 각각 8x16의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 2개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 이진트리(binary-tree) 형태로 분할(이진트리 분할, binary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 분할되기 전 부호화 유닛의 가로 혹은 세로 크기를 1:2:1의 비율로 분할함으로써, 3개의 부호화 유닛으로 분할할 수 있다. 일 예로, 16x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 가로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 상측부터 각각 16x8, 16x16 및 16x8의 크기를 가질 수 있다. 일 예로, 32x32 크기의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 세로로 분할 될 경우, 분할된 3개의 부호화 유닛은 좌측부터 각각 8x32, 16x32 및 8x32의 크기를 가질 수 있다. 하나의 부호화 유닛이 3개의 부호화 유닛으로 분할 될 경우, 부호화 유닛은 3분할트리(ternary-tree) 형태로 분할(3분할트리 분할, ternary-tree partition)되었다고 할 수 있다.
도 3의 CTU(320)는 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할이 모두 적용된 CTU의 일 예이다.
전술한 바와 같이, CTU를 분할하기 위해, 쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 적용될 수 있다. 각각의 분할은 소정의 우선 순위에 기초하여 적용될 수 있다. 예컨대, CTU에 대해 쿼드트리 분할이 우선적으로 적용될 수 있다. 더 이상 쿼드트리 분할될 수 없는 부호화 유닛은 쿼드트리의 리프 노드에 해당될 수 있다. 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 및/또는 3분할트리의 루트 노드가 될 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 이 때, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 이진트리 분할하거나 3분할트리 분할하여 생성된 부호화 유닛에 대해서는 다시 쿼드트리 분할이 수행되지 않도록 함으로써, 블록의 분할 및/또는 분할 정보의 시그널링을 효과적으로 수행할 수 있다.
쿼드트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 쿼드 분할 정보를 이용하여 시그널링될 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 쿼드 분할 정보는 해당 부호화 유닛이 쿼드트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다. 쿼드 분할 정보는 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에는 우선순위가 존재하지 않을 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 이진트리 분할되거나 3분할트리 분할될 수 있다. 또한, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해 생성된 부호화 유닛은 다시 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할되거나 또는 더 이상 분할되지 않을 수 있다.
이진트리 분할과 3분할트리 분할 사이에 우선순위가 존재하지 않는 경우의 분할은 복합형트리 분할(multi-type tree partition)이라고 호칭할 수 있다. 즉, 쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛은 복합형트리(multi-type tree)의 루트 노드가 될 수 있다. 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할은 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나를 이용하여 시그널링될 수 있다. 상기 복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 분할을 위해 순차적으로 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보가 시그널링될 수도 있다.
제1값(예컨대, '1')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 복합형트리의 분할 여부 정보는 해당 부호화 유닛이 복합형트리 분할되지 않음을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 방향 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 방향 정보는 복합형트리 분할의 분할 방향을 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 세로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 방향 정보는 해당 부호화 유닛이 가로 방향으로 분할됨을 지시할 수 있다.
복합형트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛이 복합형트리 분할되는 경우, 해당 부호화 유닛은 분할 트리 정보를 더 포함할 수 있다. 분할 트리 정보는 복합형트리 분할을 위해 사용된 트리를 지시할 수 있다. 제1값(예컨대, '1')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 이진트리 분할됨을 지시할 수 있다. 제2값(예컨대, '0')을 갖는 분할 트리 정보는 해당 부호화 유닛이 3분할트리 분할됨을 지시할 수 있다.
분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및 분할 방향 정보는 각각 소정의 길이(예컨대, 1비트)를 갖는 플래그일 수 있다.
쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나는 엔트로피 부호화/복호화될 수 있다. 상기 정보들의 엔트로피 부호화/복호화를 위해, 현재 부호화 유닛에 인접한 주변 부호화 유닛의 정보가 이용될 수 있다. 예컨대, 좌측 부호화 유닛 및/또는 상측 부호화 유닛의 분할 형태(분할 여부, 분할 트리 및/또는 분할 방향)는 현재 부호화 유닛의 분할 형태와 유사할 확률이 높다. 따라서, 주변 부호화 유닛의 정보에 기초하여, 현재 부호화 유닛의 정보의 엔트로피 부호화/복호화를 위한 컨텍스트 정보를 유도할 수 있다. 이때, 주변 부호화 유닛의 정보에는 해당 부호화 유닛의 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 방향 정보 및 분할 트리 정보 중 적어도 하나가 포함될 수 있다.
다른 실시예로서, 이진트리 분할과 3분할트리 분할 중, 이진트리 분할이 우선적으로 수행될 수 있다. 즉, 이진트리 분할이 먼저 적용되고, 이진트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛을 3분할트리의 루트 노드로 설정할 수도 있다. 이 경우, 3분할트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해서는 쿼드트리 분할 및 이진트리 분할이 수행되지 않을 수 있다.
쿼드트리 분할, 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할에 의해 더 이상 분할되지 않는 부호화 유닛은 부호화, 예측 및/또는 변환의 단위가 될 수 있다. 즉, 예측 및/또는 변환을 위해 부호화 유닛이 더 이상 분할되지 않을 수 있다. 따라서, 부호화 유닛을 예측 유닛 및/또는 변환 유닛으로 분할하기 위한 분할 구조, 분할 정보 등이 비트스트림에 존재하지 않을 수 있다.
다만, 분할의 단위가 되는 부호화 유닛의 크기가 최대 변환 블록의 크기보다 큰 경우, 해당 부호화 유닛은 최대 변환 블록의 크기와 같거나 또는 작은 크기가 될 때까지 재귀적으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 64x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 4개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 크기가 32x64이고, 최대 변환 블록의 크기가 32x32인 경우, 상기 부호화 유닛은 변환을 위해, 2개의 32x32 블록으로 분할될 수 있다. 이 경우, 변환을 위한 부호화 유닛의 분할 여부는 별도로 시그널링되지 않고, 상기 부호화 유닛의 가로 또는 세로와 최대 변환 블록의 가로 또는 세로의 비교에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 가로가 최대 변환 블록의 가로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 세로로 2등분 될 수 있다. 또한, 부호화 유닛의 세로가 최대 변환 블록의 세로보다 큰 경우, 부호화 유닛은 가로로 2등분 될 수 있다.
부호화 유닛의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보, 변환 블록의 최대 및/또는 최소 크기에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 타일 레벨, 타일 그룹 레벨, 슬라이스 레벨 등일 수 있다. 예컨대, 부호화 유닛의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최대 크기는 64x64로 결정될 수 있다. 예컨대, 변환 블록의 최소 크기는 4x4로 결정될 수 있다.
쿼드트리의 리프 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(쿼드트리 최소 크기)에 관한 정보 및/또는 복합형트리의 루트 노드에서 리프 노드에 이르는 최대 깊이(복합형트리 최대 깊이)에 관한 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 그룹 레벨, 타일 레벨 등일 수 있다. 상기 쿼드트리 최소 크기에 관한 정보 및/또는 상기 복합형트리 최대 깊이에 관한 정보는 화면 내 슬라이스와 화면 간 슬라이스의 각각에 대해 시그널링되거나 결정될 수 있다.
CTU의 크기와 변환 블록의 최대 크기에 대한 차분 정보는 부호화 유닛의 상위 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 상기 상위 레벨은 예컨대, 시퀀스 레벨, 픽처 레벨, 슬라이스 레벨, 타일 그룹 레벨, 타일 레벨 등일 수 있다. 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(이진트리 최대 크기)에 관한 정보는 부호화 트리 유닛의 크기와 상기 차분 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최대 크기(3분할트리 최대 크기)는 슬라이스의 타입에 따라 다른 값을 가질 수 있다. 예컨대, 화면 내 슬라이스인 경우, 3분할트리 최대 크기는 32x32일 수 있다. 또한, 예컨대, 화면 간 슬라이스인 경우, 3분할 트리 최대 크기는 128x128일 수 있다. 예컨대, 이진트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(이진트리 최소 크기) 및/또는 3분할트리의 각 노드에 해당하는 부호화 유닛의 최소 크기(3분할트리 최소 크기)는 부호화 블록의 최소 크기로 설정될 수 있다.
또 다른 예로, 이진트리 최대 크기 및/또는 3분할트리 최대 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다. 또한, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기는 슬라이스 레벨에서 시그널링되거나 결정될 수 있다.
전술한 다양한 블록의 크기 및 깊이 정보에 기초하여, 쿼드 분할 정보, 복합형트리의 분할 여부 정보, 분할 트리 정보 및/또는 분할 방향 정보 등이 비트스트림에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
예컨대, 부호화 유닛의 크기가 쿼드트리 최소 크기보다 크지 않으면, 상기 부호화 유닛은 쿼드 분할 정보를 포함하지 않고, 해당 쿼드 분할 정보는 제2값으로 추론될 수 있다.
예컨대, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최대 크기(가로 및 세로) 및/또는 3분할트리 최대 크기(가로 및 세로)보다 큰 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 이진트리 최소 크기(가로 및 세로)와 동일하거나, 부호화 유닛의 크기(가로 및 세로)가 3분할트리 최소 크기(가로 및 세로)의 두 배와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다. 왜냐하면, 상기 부호화 유닛을 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할할 경우, 이진트리 최소 크기 및/또는 3분할트리 최소 크기보다 작은 부호화 유닛이 생성되기 때문이다.
또는, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할은 가상의 파이프라인 데이터 유닛의 크기(이하, 파이프라인 버퍼 크기)에 기초하여 제한될 수 있다. 예컨대, 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할에 의해, 부호화 유닛이 파이프라인 버퍼 크기에 적합하지 않은 서브 부호화 유닛으로 분할될 경우, 해당 이진트리 분할 또는 3분할트리 분할은 제한될 수 있다. 파이프라인 버퍼 크기는 최대 변환 블록의 크기(예컨대, 64X64)일 수 있다. 예컨대, 파이프라인 버퍼 크기가 64X64일 때, 아래의 분할은 제한될 수 있다.
- NxM(N 및/또는 M은 128) 부호화 유닛에 대한 3분할트리 분할
- 128xN(N <= 64) 부호화 유닛에 대한 수평 방향 이진트리 분할
- Nx128(N <= 64) 부호화 유닛에 대한 수직 방향 이진트리 분할
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛의 복합형트리 내의 깊이가 복합형트리 최대 깊이와 동일한 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할, 수평 방향 이진트리 분할, 수직 방향 3분할트리 분할 및 수평 방향 3분할트리 분할 중 적어도 하나가 가능한 경우에만, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 부호화 유닛은 이진트리 분할 및/또는 3분할트리 분할되지 않을 수 있다. 그에 따라, 상기 복합형트리의 분할 여부 정보는 시그널링되지 않고, 제2값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수평 방향 이진트리 분할이 모두 가능하거나, 수직 방향 3분할트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 방향 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 방향 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 방향을 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
또는, 복합형트리의 노드에 해당하는 부호화 유닛에 대해 수직 방향 이진트리 분할과 수직 방향 3분할트리 분할이 모두 가능하거나, 수평 방향 이진트리 분할과 수평 방향 3분할트리 분할이 모두 가능한 경우에만, 상기 분할 트리 정보를 시그널링할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 상기 분할 트리 정보는 시그널링되지 않고, 분할이 가능한 트리를 지시하는 값으로 추론될 수 있다.
도 4는 화면 내 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 중심으로부터 외곽으로의 화살표들은 화면 내 예측 모드들의 예측 방향들을 나타낼 수 있다.
화면 내 부호화 및/또는 복호화는 현재 블록의 주변 블록의 참조 샘플을 이용하여 수행될 수 있다. 주변 블록은 복원된 주변 블록일 수 있다. 예를 들면, 화면 내 부호화 및/또는 복호화는 복원된 주변 블록이 포함하는 참조 샘플의 값 또는 부호화 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
예측 블록은 화면 내 예측의 수행의 결과로 생성된 블록을 의미할 수 있다. 예측 블록은 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 예측 블록의 단위는 CU, PU 및 TU 중 적어도 하나의 크기일 수 있다. 예측 블록은 2x2, 4x4, 16x16, 32x32 또는 64x64 등의 크기를 갖는 정사각형의 형태의 블록일 수 있고, 2x8, 4x8, 2x16, 4x16 및 8x16 등의 크기를 갖는 직사각형 모양의 블록일 수도 있다.
화면 내 예측은 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드에 따라 수행될 수 있다. 현재 블록이 가질 수 있는 화면 내 예측 모드의 개수는 기정의된 고정된 값일 수 있으며, 예측 블록의 속성에 따라 다르게 결정된 값일 수 있다. 예를 들면, 예측 블록의 속성은 예측 블록의 크기 및 예측 블록의 형태 등을 포함할 수 있다.
화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기에 관계없이 N개로 고정될 수 있다. 또는, 예를 들면, 화면 내 예측 모드의 개수는 3, 5, 9, 17, 34, 35, 36, 65, 또는 67 등일 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드의 개수는 블록의 크기 및/또는 색 성분(color component)의 타입에 따라 상이할 수 있다. 예를 들면, 색 성분이 휘도(luma) 신호인지 아니면 색차(chroma) 신호인지에 따라 화면 내 예측 모드의 개수가 다를 수 있다. 예컨대, 블록의 크기가 커질수록 화면 내 예측 모드의 개수는 많아질 수 있다. 또는 휘도 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수는 색차 성분 블록의 화면 내 예측 모드의 개수보다 많을 수 있다.
화면 내 예측 모드는 비방향성 모드 또는 방향성 모드일 수 있다. 비방향성 모드는 DC 모드 또는 플래너(Planar) 모드일 수 있으며, 방향성 모드(angular mode)는 특정한 방향 또는 각도를 가지는 예측 모드일 수 있다. 상기 화면 내 예측 모드는 모드 번호, 모드 값, 모드 숫자, 모드 각도, 모드 방향 중 적어도 하나로 표현될 수 있다. 화면 내 예측 모드의 개수는 상기 비방향성 및 방향성 모드를 포함하는 하나 이상의 M개 일 수 있다.현재 블록을 화면 내 예측하기 위해 복원된 주변 블록에 포함되는 샘플들이 현재 블록의 참조 샘플로 이용 가능한지 여부를 검사하는 단계가 수행될 수 있다. 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플이 존재할 경우, 복원된 주변 블록에 포함된 샘플들 중 적어도 하나의 샘플 값을 복사 및/또는 보간한 값을 이용하여 참조 샘플로 이용할 수 없는 샘플의 샘플 값으로 대체한 후, 현재 블록의 참조 샘플로 이용할 수 있다.
도 7은 화면 내 예측에 이용 가능한 참조 샘플들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 화면 내 예측을 위해, 참조 샘플 라인 0 내지 참조 샘플 라인 3 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 도 7에 있어서, 세그먼트 A와 세그먼트 F의 샘플들은 복원된 이웃 블록으로부터 가져오는 대신 각각 세그먼트 B와 세그먼트 E의 가장 가까운 샘플들로 패딩될 수 있다. 현재 블록의 화면 내 예측을 위해 이용될 참조 샘플 라인을 지시하는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다. 현재 블록의 상단 경계가 CTU의 경계인 경우, 참조 샘플 라인 0만 이용가능할 수 있다. 따라서 이 경우, 상기 인덱스 정보는 시그널링되지 않을 수 있다. 참조 샘플 라인 0 이외에 다른 참조 샘플 라인이 이용되는 경우, 후술하는 예측 블록에 대한 필터링은 수행되지 않을 수 있다.
화면 내 예측 시 화면 내 예측 모드 및 현재 블록의 크기 중 적어도 하나에 기반하여 참조 샘플 또는 예측 샘플 중 적어도 하나에 필터를 적용할 수 있다.
플래너 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 예측 대상 샘플의 예측 블록 내 위치에 따라, 현재 샘플의 상단 및 좌측 참조 샘플, 현재 블록의 우상단 및 좌하단 참조 샘플의 가중합을 이용하여 예측 대상 샘플의 샘플값을 생성할 수 있다. 또한, DC 모드의 경우, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 때, 현재 블록의 상단 및 좌측 참조 샘플들의 평균 값을 이용할 수 있다. 또한, 방향성 모드의 경우 현재 블록의 상단, 좌측, 우상단 및/또는 좌하단 참조 샘플을 이용하여 예측 블록을 생성 할 수 있다. 예측 샘플 값 생성을 위해 실수 단위의 보간을 수행 할 수도 있다.
색 성분간 화면내 예측의 경우, 제1 색 성분의 대응 복원 블록에 기초하여 제2 색 성분의 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 예컨대, 제1 색 성분은 휘도 성분, 제2 색 성분은 색차 성분일 수 있다. 색 성분간 화면내 예측을 위해, 제1 색 성분과 제2 색 성분 간의 선형 모델의 파라미터가 템플릿에 기초하여 유도될 수 있다. 템플릿은 현재 블록의 상단 및/또는 좌측 주변 샘플 및 이에 대응하는 제1 색 성분의 복원 블록의 상단 및/또는 좌측 주변 샘플을 포함할 수 있다. 예컨대, 선형 모델의 파라미터는 템플릿내의 샘플들 중 최대값을 갖는 제1 색 성분의 샘플값과 이에 대응하는 제2 색 성분의 샘플값, 템플릿내의 샘플들 중 최소값을 갖는 제1 색 성분의 샘플값과 이에 대응하는 제2 색 성분의 샘플값을 이용하여 유도될 수 있다. 선형 모델의 파라미터가 유도되면, 대응 복원 블록을 선형 모델에 적용하여 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 영상 포맷에 따라, 제1 색 성분의 복원 블록의 주변 샘플 및 대응 복원 블록에 대해 서브 샘플링이 수행될 수 있다. 예컨대, 제2 색 성분의 1개의 샘플이 제1 색 성분의 4개의 샘플들에 대응되는 경우, 제1 색 성분의 4개의 샘플들을 서브 샘플링하여, 1개의 대응 샘플을 계산할 수 있다. 이 경우, 선형 모델의 파라미터 유도 및 색 성분간 화면 내 예측은 서브 샘플링된 대응 샘플에 기초하여 수행될 수 있다. 색 성분간 화면내 예측의 수행 여부 및/또는 템플릿의 범위는 화면내 예측 모드로서 시그널링될 수 있다.
현재 블록은 가로 또는 세로 방향으로 2개 또는 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 분할된 서브 블록들은 순차적으로 복원될 수 있다. 즉, 서브 블록에 대해 화면 내 예측이 수행되어 서브 예측 블록이 생성될 수 있다. 또한, 서브 블록에 대해 역양자화 및/또는 역변환이 수행되어 서브 잔차 블록이 생성될 수 있다. 서브 예측 블록을 서브 잔차 블록에 더해서 복원된 서브 블록이 생성될 수 있다. 복원된 서브 블록은 후순위 서브 블록의 화면 내 예측을 위한 참조 샘플로서 이용될 수 있다. 서브 블록은 소정 개수(예컨대, 16개) 이상의 샘플들을 포함하는 블록일 수 있다. 따라서, 예컨대, 현재 블록이 8x4 블록 또는 4x8 블록의 경우, 현재 블록은 2개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 또한, 현재 블록이 4x4 블록인 경우, 현재 블록은 서브 블록들로 분할될 수 없다. 현재 블록이 그 외의 크기를 갖는 경우, 현재 블록은 4개의 서브 블록들로 분할될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측의 수행 여부 및/또는 분할 방향(가로 또는 세로)에 관한 정보가 시그널링될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측은 참조 샘플 라인 0을 이용하는 경우에만 수행되도록 제한될 수 있다. 상기 서브 블록 기반의 화면 내 예측이 수행되는 경우, 후술하는 예측 블록에 대한 필터링은 수행되지 않을 수 있다.
화면내 예측된 예측 블록에 필터링을 수행하여 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 상기 필터링은 필터링 대상 샘플, 좌측 참조 샘플, 상단 참조 샘플 및/또는 좌상단 참조 샘플에 소정의 가중치를 적용함으로써 수행될 수 있다. 상기 필터링에 이용되는 가중치 및/또는 참조 샘플(범위, 위치 등)은 블록 크기, 화면내 예측 모드 및 필터링 대상 샘플의 예측 블록 내 위치 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 상기 필터링은 소정의 화면내 예측 모드(예컨대, DC, planar, 수직, 수평, 대각 및/또는 인접 대각 모드)의 경우에만 수행될 수 있다. 인접 대각 모드는 대각 모드에 k를 가감한 모드일 수 있다. 예컨대, k는 8 이하의 양의 정수일 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 현재 블록의 주변에 존재하는 블록의 화면 내 예측 모드로부터 예측하여 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 동일하다는 정보를 시그널링할 수 있다. 또한, 복수 개의 주변 블록의 화면 내 예측 모드 중 현재 블록의 화면 내 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드에 대한 지시자 정보를 시그널링 할 수 있다. 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드가 상이하면 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 기초로 엔트로피 부호화/복호화를 수행하여 현재 블록의 화면 내 예측 모드 정보를 엔트로피 부호화/복호화할 수 있다.
도 5는 화면 간 예측 과정의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 사각형은 영상을 나타낼 수 있다. 또한, 도 5에서 화살표는 예측 방향을 나타낼 수 있다. 각 영상은 부호화 타입에 따라 I 픽처(Intra Picture), P 픽처(Predictive Picture), B 픽처(Bi-predictive Picture) 등으로 분류될 수 있다.
I 픽처는 화면 간 예측 없이 화면 내 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. P 픽처는 단방향(예컨대, 순방향 또는 역방향)에 존재하는 참조 영상만을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. B 픽처는 쌍방향(예컨대, 순방향 및 역방향)에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화 될 수 있다. 또한, B 픽처인 경우, 쌍방향에 존재하는 참조 영상들을 이용하는 화면 간 예측 또는 순방향 및 역방향 중 일 방향에 존재하는 참조 영상을 이용하는 화면 간 예측을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 여기에서, 쌍방향은 순방향 및 역방향일 수 있다. 여기서, 화면 간 예측이 사용되는 경우, 부호화기에서는 화면 간 예측 혹은 움직임 보상을 수행할 수 있고, 복호화기에서는 그에 대응하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
아래에서, 실시예에 따른 화면 간 예측에 대해 구체적으로 설명된다.
화면 간 예측 혹은 움직임 보상은 참조 영상 및 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 대한 움직임 정보는 부호화 장치(100) 및 복호화 장치(200)의 각각에 의해 화면 간 예측 중 도출될 수 있다. 움직임 정보는 복원된 주변 블록의 움직임 정보, 콜 블록(collocated block; col block)의 움직임 정보 및/또는 콜 블록에 인접한 블록을 이용하여 도출될 수 있다. 콜 블록은 이미 복원된 콜 픽처(collocated picture; col picture) 내에서 현재 블록의 공간적 위치에 대응하는 블록일 수 있다. 여기서, 콜 픽처는 참조 영상 리스트에 포함된 적어도 하나의 참조 영상 중에서 하나의 픽처일 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 다를 수 있다. 예를 들면, 화면 간 예측을 위해 적용되는 예측 모드로서, AMVP 모드, 머지 모드, 스킵 모드, 움직임 벡터 차분을 가진 머지 모드, 서브 블록 머지 모드, 삼각 분할 모드, 인터 인트라 결합 예측 모드, 어파인 인터 모드 등이 있을 수 있다. 여기서 머지 모드를 움직임 병합 모드(motion merge mode)라고 지칭할 수 있다.
예를 들면, 예측 모드로서, AMVP가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터, 콜 블록의 움직임 벡터, 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터, (0, 0) 움직임 벡터 중 적어도 하나를 움직임 벡터 후보로 결정하여 움직임 벡터 후보 리스트(motion vector candidate list)를 생성할 수 있다. 생성된 움직임 벡터 후보 리스트를 이용하여 움직임 벡터 후보를 유도할 수 있다. 유도된 움직임 벡터 후보를 기반으로 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다. 여기서, 콜 블록의 움직임 벡터 또는 콜 블록에 인접한 블록의 움직임 벡터를 시간적 움직임 벡터 후보(temporal motion vector candidate)라 지칭할 수 있고, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터를 공간적 움직임 벡터 후보(spatial motion vector candidate)라 지칭할 수 있다.
부호화 장치(100)는 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 또한, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 후보 색인을 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성할 수 있다. 움직임 벡터 후보 색인은 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 후보를 지시할 수 있다. 복호화 장치(200)는 움직임 벡터 후보 색인을 비트스트림으로부터 엔트로피 복호화하고, 엔트로피 복호화된 움직임 벡터 후보 색인을 이용하여 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 복호화 대상 블록의 움직임 벡터 후보를 선택할 수 있다. 또한, 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 계산된 MVD의 해상도 정보를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화 장치(200)는 MVD 해상도 정보를 이용하여 엔트로피 복호화된 MVD의 해상도를 조정할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 어파인 모델에 기반하여 현재 블록의 움직임 벡터 및 움직임 벡터 후보 간의 움직임 벡터 차분(MVD: Motion Vector Difference)을 계산할 수 있고, MVD를 엔트로피 부호화할 수 있다. 복호화 장치(200)는 엔트로피 복호화된 MVD 및 어파인 제어 움직임 벡터 후보의 합을 통해 복호화 대상 블록의 어파인 제어 움직임 벡터를 도출하여 서브 블록 단위로 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
비트스트림은 참조 영상을 지시하는 참조 영상 색인 등을 포함할 수 있다. 참조 영상 색인은 엔트로피 부호화되어 비트스트림을 통해 부호화 장치(100)로부터 복호화 장치(200)로 시그널링될 수 있다. 복호화 장치(200)는 유도된 움직임 벡터와 참조 영상 색인 정보에 기반하여 복호화 대상 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
움직임 정보의 도출 방식의 다른 예로, 머지 모드가 있다. 머지 모드란 복수의 블록들에 대한 움직임의 병합을 의미할 수 있다. 머지 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 주변 블록의 움직임 정보로부터 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 움직임 정보는 1) 움직임 벡터, 2) 참조 영상 색인, 및 3) 화면 간 예측 지시자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예측 지시자는 단방향 (L0 예측, L1 예측) 또는 쌍방향일 수 있다.
머지 후보 리스트는 움직임 정보들이 저장된 리스트를 나타낼 수 있다. 머지 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는, 현재 블록에 인접한 주변 블록의 움직임 정보(공간적 머지 후보(spatial merge candidate)) 및 참조 영상에서 현재 블록에 대응되는(collocated) 블록의 움직임 정보(시간적 머지 후보(temporal merge candidate)), 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 움직임 정보들의 조합에 의해 생성된 새로운 움직임 정보, 현재 블록 이전에 부호화/복호화된 블록의 움직임 정보(히스토리 기반 머지 후보(history-based merge candidate)) 및 제로 머지 후보 중 적어도 하나일 수 있다.
부호화 장치(100)는 머지 플래그(merge flag) 및 머지 색인(merge index) 중 적어도 하나를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 생성한 후 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 머지 플래그는 블록 별로 머지 모드를 수행할지 여부를 나타내는 정보일 수 있고, 머지 색인은 현재 블록에 인접한 주변 블록들 중 어떤 블록과 머지를 할 것인가에 대한 정보일 수 있다. 예를 들면, 현재 블록의 주변 블록들은 현재 블록의 좌측 인접 블록, 상단 인접 블록 및 시간적 인접 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 부호화 장치(100)는 머지 후보의 움직임 정보 중 움직임 벡터를 보정하기 위한 보정 정보를 엔트로피 부호화하여 복호화 장치(200)로 시그널링할 수 있다. 복호화 장치(200)는 머지 색인에 의해 선택된 머지 후보의 움직임 벡터를 보정 정보에 기초하여 보정할 수 있다. 여기서, 보정 정보는 보정 여부 정보, 보정 방향 정보 및 보정 크기 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 위와 같이, 시그널링되는 보정 정보를 기초로 머지 후보의 움직임 벡터를 보정하는 예측 모드를 움직임 벡터 차분을 가진 머지 모드로 칭할 수 있다.
스킵 모드는 주변 블록의 움직임 정보를 그대로 현재 블록에 적용하는 모드일 수 있다. 스킵 모드가 사용되는 경우, 부호화 장치(100)는 어떤 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용할 것인지에 대한 정보를 엔트로피 부호화하여 비트스트림을 통해 복호화 장치(200)에 시그널링할 수 있다. 이때, 부호화 장치(100)는 움직임 벡터 차분 정보, 부호화 블록 플래그 및 변환 계수 레벨(양자화된 레벨) 중 적어도 하나에 관한 구문 요소를 복호화 장치(200)에 시그널링하지 않을 수 있다.
서브 블록 머지 모드(subblock merge mode)는, 부호화 블록(CU)의 서브 블록 단위로 움직임 정보를 유도하는 모드를 의미할 수 있다. 서브 블록 머지 모드가 적용되는 경우, 참조 영상에서 현재 서브 블록에 대응되는(collocated) 서브 블록의 움직임 정보 (서브블록 기반 시간적 머지 후보(Sub-block based temporal merge candidate)) 및/또는 어파인 제어 포인트 움직임 벡터 머지 후보(affine control point motion vector merge candidate)를 이용하여 서브 블록 머지 후보 리스트(subblock merge candidate list)가 생성될 수 있다.
삼각 분할 모드(triangle partition mode)는, 현재 블록을 대각선 방향으로 분할하여 각각의 움직임 정보를 유도하고, 유도된 각각의 움직임 정보를 이용하여 각각의 예측 샘플을 유도하고, 유도된 각각의 예측 샘플을 가중합하여 현재 블록의 예측 샘플을 유도하는 모드를 의미할 수 있다.
인터 인트라 결합 예측 모드는, 화면 간 예측으로 생성된 예측 샘플과 화면 내 예측으로 생성된 예측 샘플을 가중합하여 현재 블록의 예측 샘플을 유도하는 모드를 의미할 수 있다.
복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보를 자체적으로 보정할 수 있다. 복호화 장치(200)는 도출된 움직임 정보가 지시하는 참조 블록을 기준으로 기정의된 구역 탐색하여 최소의 SAD를 갖는 움직임 정보를 보정된 움직임 정보로 유도할 수 있다.
복호화 장치(200)는 광학적 흐름(Optical Flow)을 이용하여 화면 간 예측을 통해 유도된 예측 샘플을 보상할 수 있다.
도 6은 변환 및 양자화의 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이 잔여 신호에 변환 및/또는 양자화 과정을 수행하여 양자화된 레벨이 생성될 수 있다. 상기 잔여 신호는 원본 블록과 예측 블록(화면 내 예측 블록 혹은 화면 간 예측 블록) 간의 차분으로 생성될 수 있다. 여기에서, 예측 블록은 화면 내 예측 또는 화면 간 예측에 의해 생성된 블록일 수 있다. 여기서, 변환은 1차 변환 및 2차 변환 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 잔여 신호에 대해서 1차 변환을 수행하면 변환 계수가 생성될 수 있고, 변환 계수에 2차 변환을 수행하여 2차 변환 계수를 생성할 수 있다.
1차 변환(Primary Transform)은 기-정의된 복수의 변환 방법 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일예로, 기-정의된 복수의 변환 방법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform) 또는 KLT(Karhunen-Loeve Transform) 기반 변환 등을 포함할 수 있다. 1차 변환이 수행 후 생성되는 변환 계수에 2차 변환(Secondary Transform)을 수행할 수 있다. 1차 변환 및/또는 2차 변환시에 적용되는 변환 방법은 현재 블록 및/또는 주변 블록의 부호화 파라미터 중 적어도 하나에 따라 결정될 수 있다. 또는 변환 방법을 지시하는 변환 정보가 시그널링될 수도 있다. DCT 기반 변환은 예컨대, DCT2, DCT-8 등을 포함할 수 있다. DST 기반 변환은 예컨대, DST-7을 포함할 수 있다.
1차 변환 및/또는 2차 변환이 수행된 결과 또는 잔여 신호에 양자화를 수행하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 화면 내 예측 모드 또는 블록 크기/형태 중 적어도 하나를 기준으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나에 따라 스캐닝(scanning) 될 수 있다. 예를 들어, 우상단(up-right) 대각 스캐닝을 이용하여 블록의 계수를 스캔함으로써 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 블록의 크기 및/또는 화면 내 예측 모드에 따라 우상단 대각 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 스캐닝된 양자화된 레벨은 엔트로피 부호화되어 비트스트림에 포함될 수 있다.
복호화기에서는 비트스트림을 엔트로피 복호화하여 양자화된 레벨을 생성할 수 있다. 양자화된 레벨은 역 스캐닝(Inverse Scanning)되어 2차원의 블록 형태로 정렬될 수 있다. 이때, 역 스캐닝의 방법으로 우상단 대각 스캔, 수직 스캔, 수평 스캔 중 적어도 하나가 수행될 수 있다.
양자화된 레벨에 역양자화를 수행할 수 있고, 2차 역변환 수행 여부에 따라 2차 역변환을 수행할 수 있고, 2차 역변환이 수행된 결과에 1차 역변환 수행 여부에 따라 1차 역변환을 수행하여 복원된 잔여 신호가 생성될 수 있다.
화면 내 예측 또는 화면 간 예측을 통해 복원된 휘도 성분에 대해 인루프 필터링 전에 동적 범위(dynamic range)의 역매핑(inverse mapping)이 수행될 수 있다. 동적 범위는 16개의 균등한 조각(piece)으로 분할될 수 있고, 각 조각에 대한 매핑 함수가 시그널링될 수 있다. 상기 매핑 함수는 슬라이스 레벨 또는 타일 그룹 레벨에서 시그널링될 수 있다. 상기 역매핑을 수행하기 위한 역매핑 함수는 상기 매핑 함수에 기초하여 유도될 수 있다. 인루프 필터링, 참조 픽처의 저장 및 움직임 보상은 역매핑된 영역에서 수행되며, 화면 간 예측을 통해 생성된 예측 블록은 상기 매핑 함수를 이용한 매핑에 의해 매핑된 영역으로 전환된 후, 복원 블록의 생성에 이용될 수 있다. 그러나, 화면 내 예측은 매핑된 영역에서 수행되므로, 화면 내 예측에 의해 생성된 예측 블록은 매핑/역매핑 없이, 복원 블록의 생성에 이용될 수 있다.
현재 블록이 색차 성분의 잔차 블록인 경우, 매핑된 영역의 색차 성분에 대해 스케일링을 수행함으로써 상기 잔차 블록은 역매핑된 영역으로 전환될 수 있다. 상기 스케일링의 가용 여부는 슬라이스 레벨 또는 타일 그룹 레벨에서 시그널링될 수 있다. 상기 스케일링은 루마 성분에 대한 상기 매핑이 가용하고 휘도 성분의 분할과 색차 성분의 분할이 동일한 트리 구조를 따르는 경우에만 상기 스케일링이 적용될 수 있다. 상기 스케일링은 상기 색차 블록에 대응하는 휘도 예측 블록의 샘플값의 평균에 기초하여 수행될 수 있다. 이 때, 현재 블록이 화면 간 예측을 사용하는 경우, 상기 휘도 예측 블록은 매핑된 휘도 예측 블록을 의미할 수 있다. 휘도 예측 블록의 샘플값의 평균이 속하는 조각(piece)의 인덱스를 이용하여, 룩업테이블을 참조함으로써, 상기 스케일링에 필요한 값을 유도할 수 있다. 최종적으로 상기 유도된 값을 이용하여 상기 잔차 블록을 스케일링함으로써, 상기 잔차 블록은 역매핑된 영역으로 전환될 수 있다. 이 후의 색차 성분 블록의 복원, 화면 내 예측, 화면 간 예측, 인루프 필터링 및 참조 픽처의 저장은 역매핑된 영역에서 수행될 수 있다.
상기 휘도 성분 및 색차 성분의 매핑/역매핑이 가용한지 여부를 나타내는 정보는 시퀀스 파라미터 셋을 통해 시그널링될 수 있다.
현재 블록의 예측 블록은 현재 블록과 현재 픽처 내 참조 블록 사이의 위치 이동(displacement)을 나타내는 블록 벡터에 기초하여 생성될 수 있다. 이와 같이, 현재 픽처를 참조하여 예측 블록을 생성하는 예측 모드를 화면내 블록 카피(Intra Block Copy, IBC) 모드라고 명명할 수 있다. IBC 모드는 MxN(M<=64, N<=64) 부호화 유닛에 적용될 수 있다. IBC 모드는 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 등을 포함할 수 있다. 스킵 모드 또는 머지 모드의 경우, 머지 후보 리스트가 구성되고, 머지 인덱스가 시그널링되어 하나의 머지 후보가 특정될 수 있다. 상기 특정된 머지 후보의 블록 벡터가 현재 블록의 블록 벡터로서 이용될 수 있다. 머지 후보 리스트는 공간적 후보, 히스토리에 기반한 후보, 두개 후보의 평균에 기반한 후보 또는 제로 머지 후보 등 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. AMVP 모드의 경우, 차분 블록 벡터가 시그널링될 수 있다. 또한, 예측 블록 벡터는 현재 블록의 좌측 이웃 블록 및 상단 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 어느 이웃 블록을 이용할지에 관한 인덱스는 시그널링될 수 있다. IBC 모드의 예측 블록은 현재 CTU 또는 좌측 CTU에 포함되고, 기 복원된 영역내의 블록으로 한정될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 예측 블록은, 현재 블록이 속한 64x64 블록보다 부호화/복호화 순서상 앞선 3개의 64x64 블록 영역내에 위치하도록 블록 벡터의 값이 제한될 수 있다. 이와 같이 블록 벡터의 값을 제한함으로써, IBC 모드 구현에 따른 메모리 소비와 장치의 복잡도를 경감할 수 있다.
이하, 상술한 사항을 바탕으로, 본 발명에 따른 영상 부호화/복호화 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에서는 움직임 예측을 수행하기 위한 후보 리스트를 생성하는 방법에 대해서 설명한다. 이하의 실시예에서, 후보 리스트는 적응적 움직임 정보 발생 리스트(Adaptive Motion Vector Occurrence List : AMVOL)를 의미할 수 있다. 또 다른 예로 이하의 실시예에서 후보 리스트는 HMVP(History Based Motion Vector Predictor) 리스트를 의미할 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 본 발명에 따른 후보 리스트의 생성 및 활용을 통해 움직임 예측을 보다 정확하고 효율적으로 수행하여, 부호화 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 부호화기 혹은 복호화기는 움직임 예측을 수행할 시, 일정 구간 혹은 영역에서 유도한 움직임 정보를 이용하여 움직임 예측을 수행할 수 있다.
움직임 정보 예측이 수행되는 단위보다 큰 상위의 단위에서 움직임 정보들이 저장되어 활용될 수 있다. 움직임 예측이 수행되는 단위의 일 실시 예로 CU, PU, 블록, 매크로블록 등이 있다. 움직임 정보 예측이 수행되는 단위보다 큰 상위 단위는 움직임 정보 예측이 수행되는 단위보다 큰 모든 단위가 될 수 있다. 예컨대, 여기서의 상위 단위는 하나 이상의 CU로 구성된 블록, CTU, 브릭, 타일, 슬라이스, 서브픽처, 픽처, 프레임, GOP(Group Of Picture) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하의 실시예에서, 움직임 정보 예측이 수행되는 단위보다 큰 상위 단위는 UPU(Upper Prediction unit)으로 표현될 수 있다. 즉, 이하의 실시예에서 UPU는 하나 이상의 CU로 구성된 블록, CTU, 브릭, 타일, 슬라이스, 서브픽처, 픽처, 프레임, GOP(Group Of Picture) 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
도 8은 본 발명의 몇몇 실시예에서 활용되는 UPU(Upper Prediction Unit)을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에서 UPU는 움직임 예측이 수행되는 단위의 집합이면서, 하나 이상의 후보 리스트를 가지는 구조를 의미할 수 있다. 이하에서, 특정 UPU에 속하는 블록을 해당 UPU 하위의 블록, 또는 UPU에 포함된 블록이라 표현할 수 있다. 특정 UPU에 대한 후보 리스트는 해당 UPU의 하위 블록으로부터 발생한 움직임 정보를 사용하여 구성될 수 있다. 후보 리스트는 UPU 하위의 블록으로부터 발생한 움직임 정보를 모두 저장하거나 일부 저장하도록 구성될 수 있다. 서로 다른 UPU들의 크기 또는 단위는 서로 동일할 수도 있으며, 다르게 설정될 수도 있다.
도 8을 참고하여, 본 발명의 몇몇 실시예에 사용될 수 있는 UPU에 대해서 설명한다. 도 8에서의 픽처는 복수의 부호화 블록을 포함한다.
도 8(a)는 복수의 픽처가 하나의 UPU에 속하는 경우를 예시한다. 즉, 도 8(a)는 UPU가 GOP 단위인 경우를 예시한다. 이 경우 UPU는 UPU에 포함되는 픽처들에서 생성된 움직임 정보를 이용하여 생성된 후보 리스트를 가질 수 있다.
도 8(b)는 하나의 픽처가 하나의 UPU에 속하는 경우를 예시한다. 이 경우 UPU는 각 픽처에서 생성된 움직임 정보를 이용하여 생성된 후보 리스트를 가질 수 있다.
도 8(c) 내지 8(e)는 하나의 픽처가 복수개의 UPU를 포함하는 경우를 예시한다. 즉, 도 8(c) 내지 8(e)는 UPU가 픽처의 하위 단위인 경우를 예시한다. 예를 들어, UPU는 픽처를 가로 단위로 4분할하여 설정되거나(도 8c), 픽처를 세로 단위로 4분할하여 설정될 수 있다. 다른 예로, UPU는 픽처를 n분할하여 설정될 수 있다.
한편, 도 8(d)는 UPU가 하나의 행을 이루는 CTU로 구성되는 예시하는 것일 수 있다. 즉, UPU는 CTU의 행단위로 설정될 수 있다. 이 경우 UPU는 각 CTU행에서 생성된 움직임 정보를 이용하여 생성된 후보 리스트를 가질 수 있다.
도 8에 도시되지는 않았으나, UPU는 CTU 단위로 설정될 수 있으며, 슬라이스, 브릭, 복수개의 CU 단위로도 설정될 수 있다
이하에서, 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보는, 움직임 벡터(Motion Vector), 참조 픽처 번호(색인, 인덱스, 식별자 등), 참조 픽처 리스트, 움직임 예측 방향 등 움직임 예측에 필요한 정보 중 적어도 하나일 수 있다.
UPU에 포함된 블록에서 발생한 움직임 정보를 저장하는 단위를 후보 리스트라 할 수 있다. 후보 리스트에 저장된 움직임 정보들은, 부호화기 혹은 복호화기가 화면 간 예측 모드 혹은 IBC 모드로 동작하는 경우 활용될 수 있다. 후보 리스트는 움직임 정보 외에 후보 리스트를 활용하기 위해 사용될 수 있는 부가 정보를 포함할 수 있다. 후보 리스트가 포함할 수 있는 부가 정보는, 예를 들어, 움직임 정보의 발생 빈도 정보, 움직임 정보가 발생한 위치 정보 등을 포함할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 따르면, 화면 간 예측의 결과로 발생하는 움직임 정보가 본 발명에 따른 후보 리스트에 추가될 수 있다. 다른 예로, 도 9에 도시되어 있지는 않으나 IBC 예측 결과로 발생하는 움직임 정보가 본 발명에 따른 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이후, 후보 리스트는 화면 간 예측 혹은 IBC에 활용되어 부호화 효율을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 따르면, 화면 간 예측을 통해 복원된 움직임 정보가 본 발명에 따른 후보 리스트에 추가될 수 있다. 다른 예로, 도 10에 도시되어 있지는 않으나 IBC 예측을 통해 복원된 움직임 정보가 본 발명에 따른 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이후, 후보 리스트는 다시 화면 간 예측 혹은 IBC에 활용되어 현재 블록에 대한 움직임 정보를 복원하는데 사용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른, 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11의 (a)는 본 발명이 적용된 부호화기의 부호화 방법을 도시한다. 부호화기의 일반 움직임 정보 예측은 종래의 부호화기에서 수행하는 움직임 정보 예측 방법을 의미할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 예측은 본 발명에 따른 후보 리스트를 이용한 움직임 정보 예측을 의미할 수 있다. 움직임 예측 단계는 현재 블록의 움직임을 예측하는 단계를 의미하며, 이 과정에서 움직임 정보 예측의 결과가 활용될 수도 있다. 최적 예측 선택은, 일반 움직임 정보 예측으로 도출된 움직임 정보 예측의 결과들과 후보 리스트를 이용한 움직임 정보 예측으로 도출된 움직임 정보 예측의 결과들 중 가장 부호화에 적합한 예측을 선택하는 단계를 의미할 수 있다. 움직임 정보 부호화 단계는 최적 예측 선택의 결과에 따른 부호화 방법과 이에 관한 부가 정보, 움직임 정보와 관련된 정보들을 부호화 하는 단계를 의미할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 추가 단계는 기 생성된 움직임 정보를 후보 리스트에 추가하는 단계일 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 추가 단계에서 추가된 움직임 정보는 이후 부호화기의 화면 간 예측에서 사용될 수 있다.
도 11의 (b)는 본 발명이 적용된 복호화기의 복호화 방법을 도시한다. 움직임 정보 복호화 단계는 부호화기에 의해 부호화 된 신호를 복호화 하는 단계일 수 있다. 복호화된 신호는 현재 블록을 복호화 하기 위한 복호화 방법 및 복호화 방법에 대한 부가 정보, 움직임 정보와 관련된 정보들을 포함할 수 있다. 일반 움직임 정보 예측은 종래 복호화기에서 수행되는 움직임 정보 예측 방법을 의미할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 예측은 본 발명에 따른 후보 리스트를 이용한 움직임 정보 예측을 의미할 수 있다. 일반 움직임 정보 예측과 후보 리스트 움직임 정보 예측의 결과는 복수일 수 있다. 복호화기는 최적 예측이 후보 리스트를 사용한 움직임 정보 예측인지 여부를 판단하여, 후보 리스트 움직임 정보 예측 방법과 일반 움직임 정보 예측 방법 중 복호화에 사용될 움직임 정보 예측 방법을 선택할 수 있다. 움직임 정보 예측 방법은 부호화기에서 시그널링되는 정보를 통해 결정될 수 있다. 움직임 보상 단계는 실제 블록의 움직임 정보를 복호화하는 단계를 의미하며, 복호화된 신호와 움직임 정보 예측의 결과를 사용하여 현재 블록의 움직임 정보를 복호화하는 단계를 의미할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 추가 단계는 최종적으로 복호화된 움직임 정보를 후보 리스트에 추가하는 단계일 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 추가 단계에서 추가된 움직임 정보는 이후 복호화기의 화면 간 예측에서 사용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 12의 (a)는 본 발명이 적용된 부호화기 장치도를 도시한다. 일반 움직임 정보 예측부는 종래 부호화기에서 수행하는 움직임 정보 예측부를 의미할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 예측부는 본 발명에 따른 후보 리스트에 저장된 움직임 정보를 이용한 움직임 정보 예측을 수행하는 구성을 의미할 수 있다. 일반 움직임 정보 예측부와 후보 리스트 움직임 정보 예측부의 움직임 정보 예측 결과는 각각 복수일 수 있다. 움직임 예측부는 현재 블록의 움직임을 예측하는 구성을 의미하며, 이 과정에서 움직임 정보 예측의 결과가 활용될 수 있다. 최적 예측 선택부는, 일반 움직임 정보 예측으로 도출된 움직임 정보 예측 결과들과 후보 리스트 움직임 정보 예측으로 도출된 움직임 정보 예측 결과들 중 현재 블록의 부호화에 적합한 예측을 선택하는 구성일 수 있다. 움직임 정보 부호화부는 최적 예측 선택부의 선택 결과에 따른 부호화 방법과 이에 관한 부가 정보, 움직임 정보와 관련된 정보들을 부호화 하는 구성 일 수 있다. 후보 리스트 추가부는 기 생성된 움직임 정보를 후보 리스트에 추가하는 구성 일 수 있다. 후보 리스트 추가부에서 추가된 움직임 정보는 이후 부호화기의 화면 간 예측 또는 IBC에서 사용될 수 있다.
도 11의 (b)는 본 발명이 적용된 복호화기의 화면 간 예측 장치도를 도시한다. 움직임 정보 복호화부는 부호화기로부터 부호화 된 신호를 복호화 하는 구성일 수 있다. 복호화된 신호는 현재 블록을 복호화 하기 위한 복호화 방법 및 복호화 방법에 대한 부가 정보, 움직임 정보와 관련된 정보들을 포함할 수 있다. 일반 움직임 정보 예측부는 종래 복호화기에서 수행하는 움직임 정보 예측 방법을 수행하는 구성을 의미할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 예측부는 후보 리스트에 저장된 움직임 정보를 이용한 움직임 정보 예측을 수행하는 구성을 의미할 수 있다. 일반 움직임 정보 예측과 후보 리스트 움직임 정보 예측의 결과는 복수 일 수 있다. 움직임 보상부는 움직임 정보 복호화부에서 복호화된 신호와 움직임 정보 예측의 결과를 이용하여 현재 블록의 움직임 정보를 복호화할 수 있다. 후보 리스트 추가부는 최종적으로 복호화된 움직임 정보를 후보 리스트에 추가하는 구성일 수 있다. 후보 리스트 추가부에서 추가된 움직임 정보는 이후 복호화기의 화면 간 예측 또는 IBC에서 사용될 수 있다.
후보 리스트에 새로운 움직임 정보 또는 후보가 저장될 때, 동일한 움직임 정보 또는 후보는 후보 리스트에 중복 저장되지 않을 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 새로운 움직임 정보와 중복되는 움직임 정보가 현재의 후보 리스트에 포함되어 있는지 여부를 판단할 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 중복 여부에 따라 각기 다른 동작을 수행할 수 있다.
이 때, 동일한 움직임 정보를 판단하는 기준은 움직임 정보가 포함하는 모든 정보가 동일한지 여부일 수 있고, 그중 일부가 동일한지 여부일 수 있다. 예를 들어 움직임 정보가 움직임 벡터, 참조 픽처 번호로 이루어져 있을 때, 움직임 벡터 만을 비교하여 움직임 벡터가 같다면, 부호화기 혹은 복호화기는 추가하려는 움직임 정보가 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보와 같은 것으로 판단할 수 있다. 또한, 부호화기 혹은 복호화기는 움직임 벡터와 참조 픽처 번호가 모두 같은 경우에만 추가하려는 움직임 정보가 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보와 같은 것으로 판단할 수도 있다.
본 발명에 따른 후보 리스트의 움직임 정보는, 움직임 정보의 예측 잠재성(potential)을 판단하여, 이를 표현하는 정보를 함께 저장 및 갱신될 수 있다. 이때, 움직임 정보의 예측 잠재성에 따라 후보 리스트의 후보들이 정렬될 수 있다. 후보 리스트의 예측 잠재성을 판단하는 방법에 대해서는 후술한다.
본 발명에 따른 후보 리스트의 크기는 제한될 수 있다. 여기서 후보 리스트의 크기란, 후보 리스트에 저장될 수 있는 최대 움직임 정보 혹은 후보의 수를 의미할 수 있다. 후보 리스트에 저장된 움직임 정보의 수가 최대치에 도달한 경우 부호화기 혹은 복호화기는 다음의 예시의 따라 새로운 움직임 정보를 후보 리스트에 추가(저장)하거나 추가(저장)를 생략할 수 있다.
후보 리스트의 크기는 부호화기 혹은 복호화기에서 기설정된 값에 의해 제한될 수 있다. 일예로, 기설정된 값은 1부터 6 사이의 값일 수 있다. 다른 예로, 후보 리스트의 크기는 부호화기에서 복호화기로 시그널링되는 값에 의해 제한될 수 있다. 후보 리스트의 크기를 제한하는 값에 대한 정보는, 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header) 타일 헤더(time header), 타일 그룹 헤더(tile group header) 등과 같은 비트스트림의 상위레벨에서 시그널링 될 수 있다.
일예로, 후보 리스트에 저장되어 있는 움직임 정보의 수가 최대치에 도달한 경우, 새롭게 유도된 움직임 정보는 후보 리스트에 저장되지 않고 생략될 수 있다.
다른 예로, 후보 리스트에 저장되어 있는 움직임 정보의 수가 최대치에 도달한 경우, 새롭게 유도된 움직임 정보의 예측 잠재성과 기존 후보 리스트에 저장된 움직임 정보들의 예측 잠재성을 비교하여 예측 잠재성이 높은 움직임 정보를 후보 리스트에 추가하고, 예측 잠재성이 가장 낮은 움직임 정보를 후보 리스트에서 제거할 수 있다. 이때, 새롭게 유도된 움직임 정보의 예측 잠재성이 기존 후보 리스트에 저장된 움직임 정보들의 예측 잠재성보다 낮은 경우, 새롭게 유도된 움직임 정보는 후보 리스트에 저장되지 않고 생략될 수 있다.
또 다른 예로, 후보 리스트에 저장되어 있는 움직임 정보의 수가 최대치에 도달하는 경우, 후보 리스트에 저장된 움직임 정보 중 가장 먼저 저장된 움직임 정보가 제거되고, 새롭게 유도된 움직임 정보가 후보 리스트에 추가될 수 있다. 즉 새로 발생한 움직임 정보는 FIFO(First In First Out) 룰에 의해 후보 리스트에 추가될 수 있다.
즉, 후보 리스트에 저장되어 있는 움직임 정보의 수가 최대치에 도달하는 경우, 후보 리스트 인덱스 0에 의해 지시되는 움직임 정보가 제거되고, 새롭게 유도된 움직임 정보가 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이때, 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보들의 인덱스는 1씩 감소될 수 있다. 새롭게 추가된 움직임 정보는 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보들 중 가장 큰 인덱스에 의해 지시되도록 후보 리스트에 추가될 수 있다.
후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 과정은 생략될 수 있다.
일예로, 동일한 움직임 정보가 이미 후보 리스트에 저장되어 있는 경우 새롭게 유도된 움직임 정보는 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다. 다른 예로, 유사한 움직임 정보가 이미 후보 리스트에 저장되어 있을 경우 새롭게 유도된 움직임 정보는 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 후보 리스트에 저장된 움직임 정보의 수가 이미 최대치인 경우 새롭게 유도된 움직임 정보는 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다. 또 다른 예로, 저장하고자 하는 움직임 정보의 예측 잠재성이 낮은 경우 새롭게 유도된 움직임 정보는 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다.
다른 예로, 새롭게 추가되려는 움직임 정보가 이미 후보 리스트에 저장되어 있는 경우, 기 저장되어 있는 중복되는 움직임 정보가 후보 리스트에서 제거되고, 새롭게 유도된 움직임 정보가 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이때, 제거되는 움직임 정보보다 큰 인덱스 값을 가지는 후보 리스트의 움직임 정보들의 인덱스는 1씩 감소될 수 있다. 새롭게 추가된 움직임 정보는 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보들 중 가장 큰 인덱스에 의해 지시되도록 후보 리스트에 추가될 수 있다.
여기서, 움직임 정보가 유사하다는 의미는, 움직임 정보가 지시하는 참조 영역의 위치 차이가 사전에 정의된 임계 값 이하인 경우를 의미할 수 있다. 움직임 벡터는 x축 변위 dx와 y축 변위 dy의 조합으로 (dx, dy) 표현될 수 있다. dx는 현재 블록의 위치로부터 참조 영역이 x축상에서 얼마나 떨어져 있는지를 표현하며, dy는 현재 블록의 위치로부터 참조 영역이 y축상에서 얼마나 떨어져 있는지를 표현한다. 일예로, MV1은 (2,3)이고 MV2는 (3,3), MV3은 (10,5)이고, 사전에 정의된 임계 값이 x축에서 3, y축에서 3일 수 있다. 이때, MV1과 MV2는 x축에서 1, y축에서 0의 차이가 나며, 이는 모두 임계 값 이하의 차이이기 때문에, MV1과 MV2는 서로 유사한 움직임 정보로 결정될 수 있다. 한편, MV1과 MV3는 x축에서 8, y축에서 2의 차이가 나며, 이는 x축 방향의 차이가 임계 값을 넘었으므로, MV1과 MV3은 유사한 움직임 정보가 아니라고 결정될 수 있다.
임계 값과 움직임 정보 쌍의 차이 값을 비교하는 과정과, 움직임 정보 쌍의 차이 값과 다른 움직임 정보 쌍의 차이 값을 비교하는 과정을 움직임 정보의 유사도 비교라고 할 수 있다. 이 때, 움직임 정보가 지니는 모든 정보에 대해서 유사도 비교가 수행될 수 있으며, 움직임 정보가 지니는 일부 정보에 대해서만 유사도 비교가 수행될 수도 있다. 예를 들어 움직임 정보가 움직임 벡터와 참조 픽처를 알려주는 정보로 이루어진 경우, 움직임 벡터에 대해서만 유사도 비교를 수행할 수 있으며, 움직임 벡터와 참조 픽처를 알려주는 정보를 모두 비교하여, 유사도 비교를 수행할 수도 있다.
후보 리스트에 저장된 움직임 정보는 움직임 정보 예측의 후보로써 사용될 수 있다. 즉, 다른 움직임 정보를 참조하여 현재 움직임 정보를 예측하는 모든 움직임 정보 예측 방법에 후보로써 사용될 수 있다. 예를 들어, 후보 리스트에 저장된 움직임 정보는 부호화기 혹은 복호화기가 머지 모드, 부호화기 혹은 복호화기가 AMVP 모드 혹은 IBC 모드로 동작할 때, 움직임 정보 후보 가운데 하나로 사용될 수 있다.
후보 리스트에 저장된 움직임 정보를 움직임 정보 예측 후보로 사용하는 경우, 후보로 사용되는 움직임 정보를 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보라 정의할 수 있다.
종래의 움직임 정보 예측에 활용되는 후보와 후보 리스트의 후보가 동시에 사용될 수 있으며, 후보 리스트의 후보 만을 사용하여 움직임 정보 예측이 수행될 수도 있다.
일예로, 후보 리스트의 후보가 종래의 움직임 정보 예측 후보와 함께 사용되는 경우, 후보 리스트의 후보보다 우선 순위가 높거나 먼저 생성된 후보와 동일한 움직임 정보를 갖는 후보 리스트의 움직임 정보를 제외하고 후보 리스트의 후보가 생성될 수 있다. 여기서, 우선 순위는 화면 간 예측 혹은 IBC에 있어 참조하는 움직임 정보 후보의 우선 순위를 의미할 수 있다. 부호화기는 움직임 정보 후보의 우선 순위가 높을 수록 해당 후보에 적은 비트량을 할당하여 시그널링 이 이루어지도록 할 수 있다.
또한 AMVP 혹은 머지 후보 리스트를 구성함에 있어서, AMVP 후보 혹은 머지 후보 리스트의 크기가 제한되는 경우, 우선 순위에 따라 AMVP 혹은 머지 후보 리스트가 구성될 수 있다. 예컨대, 우선 순위가 높은 후보부터 AMVP 혹은 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. AMVP 혹은 머지 후보 리스트의 최대 크기만큼 후보 움직임 정보가 후보 리스트에 저장되는 경우, 우선 순위가 낮은 후보는 후보 리스트에 추가되지 않으며, 움직임 정보 예측에 사용되지 않을 수 있다.
또한 우선 순위가 높은 움직임 정보를 이용하여 AMVP 혹은 머지 후보 리스트를 구성한 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 특정 후보를 지시하는 정보를 시그널링 할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 후보 리스트를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예가 머지 모드 및 AMVP 모드에 적용되는 경우를 도시한다.
머지 후보 리스트에서는 공간적 후보, 시간적 후보, 혼합 리스트 후보, 영벡터 후보 순으로 우선순위가 설정될 수 있다. 공간적 후보는 A1, B1 B0, A0, B2 순서로 우선순위를 가질 수 있다. 시간적 후보는 H, C 순서의 우선 순위를 가질 수 있으며, 둘 중 적어도 하나의 후보가 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 후보 리스트에 추가된 공간적 후보와 시간적 후보들의 조합으로 양방향 예측을 위한 혼합 리스트 후보가 생성될 수 있다. 영백터 후보는 움직임이 없다는 것을 의미하는 영백터를 움직임 벡터로 하는 후보를 생성할 수 있다.
따라서, 머지 후보는 A1, B1 B0, A0, B2, H 혹은 C, 혼합 리스트 후보, 영백터 후보 순으로 우선 순위를 가질 수 있으며, 우선 순위가 높은 순서로 사용가능한 후보들이 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이때, 후보 리스트의 최대 크기만큼 후보가 추가되면 더 이상의 후보는 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다.
이 때, 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보가 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 머지 후보 리스트에 추가되는 후보는 본 발명에 따른 후보 리스트를 사용하지 않는 후보 우선순위의 앞, 뒤, 중간 등 어느 위치에도 들어갈 수 있으며, 복수의 후보가 서로 다른 우선 순위를 통해 추가될 수 있다. 도 13은 공간적 후보와 시간적 후보 이후 2개의 후보 리스트의 후보가 머지 후보 리스트에 추가되는 상황을 도시한다. 후보 리스트의 후보는 공간적 후보의 앞, 공간적 후보들 사이, 시간적 후보의 앞, 시간적 후보의 뒤 등 다양한 위치에 추가될 수 있으며, 또한, 두가지 이상의 위치에 추가될 수 있다. 이 때, 한 개 이상의 후보 리스트의 후보가 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
후보 리스트는 현재 블록 이전에 부호화된 모든 블록들의 움직임 정보들을 이용하여, 본 명세서에 기술된 다양한 방법을 적용하여 구성될 수 있다. 또한 픽처 내의 블록들의 움직임 정보들을 서브 샘플링하거나(예를 들어, M번째 움직임 정보들 혹은 M번째 픽셀의 위치를 포함하는 블록들의 움직임 정보들을 선택하거나) 픽처 내의 픽셀의 위치를 일정 간격으로 서브 샘필링하고 해당 픽셀 위치를 포함하는 블록의 움직임 정보를 선택하여, 선택된 움직임 정보들을 이용하여 본 명세서에 기술된 다양한 방법을 적용하여 후보 리스트가 구성될 수 있다.
이때, 하나의 픽처에서 첫번째로 부호화되는 블록의 움직임 정보를 첫번째 움직임 정보라 하고, M번째로 부호화하는 블록의 움직임 정보를 M번째 움직임 정보라 한다. M은 0보다 큰 양의 정수 일 수 있다.
이렇게 구성된 후보 리스트에 포함된 움직임 정보의 일부 혹은 전부가 본 명세서에 포함된 다양한 방법에 따라 후보 리스트의 후보로 선택되어 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 또는 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보만으로 움직임 정보 예측을 위한 후보 리스트를 구성하고 해당 블록을 복호하기 위해 필요한 후보를 가리키는 인덱스(지시자)를 시그널링 할 수도 있다.
현재 부호화 하고자 하는 K번째 CTU 행에 포함된 블록들을 부호화하기 위해, K-1번째 CTU 행 하단 경계에 인접한 블록들의 움직임 정보들이 머지 및 AMVP 모드에서의 후보로 사용될 수 있다. 이를 위해 해당 블록들의 움직임 정보 및 위치 정보들이 버퍼(이하 라인버퍼라 함)에 저장될 필요가 있다(K는 1보다 큰 임의의 정수).
예컨대, 해당 움직임 정보(CTU 행의 경계에 위치하는 주변 블록의 정보)들을 직접 사용하지 않고, 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보를 사용하는 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 라인 버퍼를 사용하지 않을 수 있다. 다시 말해, K번째 CTU 행에 포함된 블록들 가운데 K-1번째 CTU 행에 포함된 움직임 정보를 머지 혹은 AMVP 후보로 사용하는 경우에, 해당 움직임 정보를 사용하지 않고, 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보를 사용할 수 있다.
예를 들어, 후보 리스트의 후보들은 K-1번째 CTU 행의 하단 경계에 인접한 블록들의 움직임 정보들만 저장할 수도 있다. 또한, K-1번째 CTU 행의 하단 경계에 인접한 블록들의 움직임 정보들 가운데 일부만이 저장될 수도 있다. 예컨대, 해당 픽처의 왼쪽부터 N번째 픽셀의 위치를 포함하는 블록의 움직임 정보들 만이 후보 리스트에 포함될 수 있다. 이때 N은 4이상의 정수값으로, 4, 8, 16, 32, 64, 혹은 128 일 수 있다.
AMVP 모드에서는 공간적 후보, 시간적 후보, 영벡터 후보 순서로 우선순위를 가질 수 있다. 공간적 후보로 A영역과 B 영역에서 하나씩의 후보가 선택될 수 있다. A영역은 A0, A1 후보를 의미할 수 있으며, A0, A1, Scaled A0, Scaled A1 순서로 우선순위를 가져, 이 중에서 적어도 하나의 후보가 선택될 수 있다. 이 때, Scaled 후보는 공간적인 움직임 백터의 참조 영상이 현재 탐색하는 블록의 참조 영상과 다른 경우, 해당 움직임 백터를 보정하여 생성된 후보를 의미한다. B영역은 B0, B1, B2 후보를 의미할 수 있으며, B0, B1, B2, Scaled B0, Scaled B1, Scaled B2 중 적어도 한 개의 후보가 선택될 수 있다. 시간적 후보는 H, C 순서의 우선 순위를 가질 수 있으며, 둘 중 적어도 하나가 AMVP 후보 리스트에 추가될 수 있다. 영백터 후보는 움직임이 없다는 것을 의미하는 영백터를 움직임 벡터로 하는 후보를 생성할 수 있다.
따라서, 후보는 A영역 후보, B영역 후보, H 혹은 C, 영백터 후보의 우선 순위를 가질 수 있으며, 우선 순위가 높은 순서대로, 사용 가능한 후보가 AMVP 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이때, AMVP 후보 리스트의 최대 크기만큼 후보가 추가되면 더 이상 후보는 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다.
이 때, 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보를 AMVP 후보 리스트에 추가할 수 있다. AMVP 후보 리스트에 추가되는 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보는 본 발명에 따른 후보 리스트를 사용하지 않는 후보 우선순위의 앞, 뒤, 중간 등 어느 위치에도 들어갈 수 있으며, 복수의 후보가 서로 다른 우선 순위로 AMVP 후보 리스트에 추가될 수 있다. 도 13은 공간적 후보와 시간적 후보 이후 2개의 후보 리스트의 후보가 AMVP후보 리스트에 추가된 상황을 도시한다. 후보 리스트의 후보는 공간적 후보의 앞, 공간적 후보들 사이, 시간적 후보의 앞, 시간적 후보의 뒤 등 다양한 위치에 추가될 수 있으며, 또한, 두가지 이상의 위치에 추가될 수 있다. 또한 한 개 이상의 후보 리스트의 후보가 AMVP 후보 리스트에 추가될 수 있다.
또 다른 예로, 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보는 IBC 예측을 위한 후보 리스트에 추가될 수 있다. IBC 후보 리스트에 추가되는 본 발명에 따른 후보 리스트의 후보는 본 발명에 따른 후보 리스트를 사용하지 않는 후보 우선순위의 앞, 뒤, 중간 등 어느 위치에도 들어갈 수 있으며, 복수의 후보가 서로 다른 우선 순위로 IBC 후보 리스트에 추가될 수 있다. 또한 한 개 이상의 후보 리스트의 후보가 IBC 후보 리스트에 추가될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따라, 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 후보 리스트에 예측으로 발생한 움직임 정보가 추가되는 과정을 도시한다. 도 14에서 (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h), (i)는 부호화/복호화 과정의 시간적 순서를 의미하며, 각 단계 사이의 화살표 방향으로 부호화/복호화가 진행된다. 각 직사각형 영역은 부호화 유닛 혹은 예측 유닛을 의미하며, 예측이 수행되어 움직임 정보가 발생하는 단위를 의미할 수 있다. 회색 부호화 블록은 각각의 도면에서 현재 시점에 부호화/복호화가 진행되고 있는 현재 블록을 의미할 수 있다. 도 14에서 전체 영역은 UPU를 의미하며, UPU는 부호화 블록들의 집합으로 이루어져 있을 수 있다. 각 단계별 후보 리스트가 상단에 도시되어 있으며, 후보 리스트의 각 칸은 저장된 움직임 정보를 의미할 수 있다. 이때, 후보 리스트 위에 도시되어 있는 번호는 후보 리스트의 Index 값을 나타내는 것일 수 있다. 후보 리스트에 저장된 움직임 정보 중 색칠된 정보는 해당 단계에서 새로 추가된 움직임 정보를 의미할 수 있다. 부호화 블록 및 후보 리스트에 적혀 있는 대문자 알파벳은 해당 부호화 블록의 움직임 정보를 의미하며, 서로 다른 알파벳은 서로 다른 움직임 정보를 의미할 수 있다. 흐리게 표시된 움직임 정보는 기복원된 움직임 정보를 의미하며, 진한색으로 표시된 움직임 정보는 현재 부호화 블록에서 새로 발생한 움직임 정보를 의미할 수 있다.
도 14 에서 (a)단계는 UPU 에 포함된 부호화 블록 가운데 첫번째로 부호화되는 블록이 부복호화 되는 과정을 도시한다. 아직 기복원된 움직임 정보가 없기 때문에 이때는 후보 리스트에 저장된 움직임 정보가 존재하지 않는다. (b)단계에서는 (a)단계에서 복원된 움직임 정보 A가 후보 리스트에 추가되어 있다. 따라서 현재 부호화 블록의 움직임 정보를 예측함에 있어 후보 리스트에 저장된 A 움직임 정보가 참조될 수 있다.
이후, 단계가 진행됨에 따라 이전 단계에서 복원된 움직임 정보가 차례로 후보 리스트에 추가될 수 있다. 이 때 이미 후보 리스트에 있는 움직임 정보와 중복되는 움직임 정보는 새롭게 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다. 예를 들어, (d)단계에서 발생한 움직임 정보는 A로 이미 후보 리스트에 포함 되어있기 때문에 추가되지 않고, 따라서 (e)단계에서는 후보 리스트에 새로 추가된 움직임 정보가 존재하지 않을 수 있다. 마찬가지로 (e)단계에서 발생한 움직임 정보는 C로 이미 후보 리스트에 포함되어 있기 때문에 추가되지 않고, 따라서 (f)단계에는 후보 리스트에 새로 추가된 움직임 정보가 존재하지 않을 수 있다.
다른 예로, (d)와 (e) 단계에서 발생한 움직임 정보와 같이, 움직임 정보가 이미 후보 리스트에 존재한다고 하더라도, 움직임 정보가 후보 리스트에 순차적으로 추가될 수도 있다. 이러한 경우 (e) 단계에서의 후보 리스트는 0번 인덱스부터 순차적으로 A, B, C, A, C가 될 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따라, 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 15는 후보 리스트에 움직임 정보가 추가되는 다른 예시를 도시한다. 도 15에 따르면, 움직임 정보는 도 14와 동일하게 발생하고 동일한 시점에 후보 리스트에 움직임 정보가 추가될 수 있다. 그러나, 도 15는 도 14와는 다른 방법을 통해 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 방법을 도시한다.
도 14에서는 후보 리스트의 마지막 인덱스 위치에 움직임 정보가 추가되었지만, 도 15의 예에서는 후보 리스트의 Index 0 위치에 새롭게 유도된 움직임 정보를 추가될 수 있다. 또한 기존에 Index 0 위치에 있던 후보 리스트에 저장되어 있던 움직임 정보는 새로운 움직임 정보가 추가될 때, Index를 +1하는 것으로 후보 리스트에서의 순서가 변경될 수 있다. 즉, 후보 리스트의 순서를 변경하는 것으로 움직임 예측에서 후보 리스트를 참조하는 순서 혹은 우선 순위가 변경될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따라, 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 방법을 설명하기 위한 또다른 도면이다.
도 16은 도 15의 방법에서 기입력된 움직임 정보 중 새로 입력되는 움직임 정보와 동일한 움직임 정보가 존재할 때, 후보 리스트의 움직임 정보 순서를 재구성하는 방법을 도시한다. (d)단계에서 발생한 움직임 정보 A는 이미 (b)단계에서 후보 리스트에 추가된 움직임 정보와 동일한 움직임 정보이다. 따라서 도 16 에서는 (e)단계에서는 움직임 정보 A가 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다. 도 16의 (e)단계에서, 움직임 정보 A의 후보 리스트 내 순서는 Index 0으로 변경될 수 있다. 또는 기존 움직임 정보 A를 삭제하고 Index 0 위치에 움직임 정보 A를 새롭게 추가할 수도 있다. 그외 다른 기입력된 움직임 정보의 Index는 +1하는 것으로 후보들 간의 순서 및 index가 변경될 수 있다.
이는 움직임 정보가 입력된 순서에 따른 우선 순위를 고려할 때, 동일한 움직임 정보가 새로 발생하는 경우, 새로운 입력 정보로 우선 순위를 변경하는 방법일 수 있다. 이 때, 본래 후보 리스트 내 움직임 정보의 순서(index)가 중복되는 움직임 정보보다 뒤인 경우(index가 더 큰 경우)에는 순서의 변경이 이루어 지지 않음을 (f)단계에서 확인할 수 있다. 즉, 도 16의 예시에서, 중복되는 움직임 정보 C가 발생하였을 때, C의 순서를 Index 0로 변경할 때, C보다 Index가 낮았던 A의 Index는 +1 되지만 C보다 Index가 높았던 B의 Index는 변경되지 않을 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 후보 리스트의 사용 여부를 나타내는 지시자(플래그, 인덱스), 적용되는 UPU의 종류, UPU의 크기 중 적어도 하나는 시퀀스 파라미터 세트 혹은 픽처 파라미터 세트와 같은 파라미터 세트 또는 슬라이스 헤더 중 적어도 하나를 통해 시그널링될 수 있다.
도 17 내지 도 20은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, syntax 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이하에서, 제시되는 syntax는 하나의 예시로서, 본 발명의 권리범위가 아래의 syntax 표현에 의해 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 후보 리스트를 위한 syntax 구문과 동일한 의미 또는 기능을 가지는 syntax는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
도 17은 SPS(Sequence Parameter Set) syntax에 후보 리스트 enable 시그널링이 포함된 일 예를 도시한다. 도 18은 PPS(Picture Parameter Set) syntax에 후보 리스트 enable 시그널링이 포함된 일 예를 도시한다.
후보 리스트 enable 신호는 본 발명에 따른 후보 리스트를 부호화/복호화에서 사용하는지 여부를 나타내는 신호를 의미할 수 있다. 도 17 및 도 18의 표에서 amvol_enable_flag는 후보 리스트를 부호화/복호화에서 사용하는지 여부를 지시하는 후보 리스트 enable 신호일 수 있다. amvol_enable_flag가 참인 경우에 후보 리스트를 활용한 부호화 및 복호화가 수행될 수 있다.
upu_type_idx는 후보 리스트를 활용한 부호화 및 복호화가 수행되는 경우, 시그널링되는 신호일 수 있다. upu_type_idx는 UPU의 종류를 결정하는 신호이며, UPU가 적용되는 단위를 결정하는 신호 일 수 있다. 이 때, UPU가 적용되는 단위는 하나 이상의 CU로 구성된 블록, CTU, 브릭, 타일, 슬라이스, 서브픽처, 픽처, 프레임, GOP(Group Of Picture) 중 적어도 하나일 수 있으며, UPU는 결정된 단위와 동일한 영역을 갖을 수 있다.
이 때, UPU가 적용되는 단위를 사전에 지정해 두고 이에 특정 값을 부여하는 것으로 부호화가 이루어질 수 있다. UPU_TYPE_COSTOM은 UPU의 단위가, UPU가 적용될 수 있는 단위 중, 사전에 지정된 단위가 아닌 것을 지시하는 syntax일 수 있다. UPU가 적용되는 단위가 UPU_TYPE_COSTOM인 경우 UPU의 범위를 설정하기 위한 부가적인 시그널링이 이루어질 수 있다. 도 17 및 도 18의 upu_width와 upu_height 신호는 그 일 예로, UPU가 적용되는 크기를 너비와 높이로 시그널링하는 syntax일 수 있다.
upu_type_idx는 UPU가 고정된 크기로 후보 리스트를 구성하거나, 다른 시그널로부터 UPU의 종류가 유도될 수 있는 경우 생략될 수 있다. UPU가 사전에 지정된 단위 혹은 크기에서만 적용되는 경우, UPU_TYPE_COSTOM과 UPU의 범위를 설정하기 위한 syntax의 시그널링은 생략될 수 있다.
도 19는 Slice Header syntax에 후보 리스트 enable 시그널링이 포함된 경우를 도시한다. amvol_enable_flag는 본 발명에 따른 후보 리스트를 부호화/복호화에서 사용하는지 여부를 의미하는 신호일 수 있다. amvol_enable_flag가 참인 경우에 본 발명에 따른 후보 리스트를 활용한 부호화 및 복호화가 수행될 수 있다.
upu_type_idx는 후보 리스트를 활용한 부호화 및 복호화가 수행될 경우 송수신될 수 있는 신호일 수 있다. upu_type_idx는 UPU의 종류를 결정하는 신호이며, UPU가 적용되는 단위를 결정하는 신호 일 수 있다. 이 때, UPU가 적용되는 단위는 하나 이상의 CU로 구성된 블록, CTU, 브릭, 타일, 슬라이스, 서브픽처, 픽처, 프레임, GOP(Group Of Picture) 중 적어도 하나일 수 있으며, UPU는 결정된 단위와 동일한 영역을 갖을 수 있다.
이 때, UPU가 적용되는 단위를 사전에 지정해 두고 이에 특정 값을 부여하는 것으로 부호화가 이루어질 수 있다. UPU_TYPE_COSTOM은 UPU의 단위가, UPU가 적용될 수 있는 단위 중, 사전에 지정된 단위가 아닌 것을 지시하는 syntax일 수 있다. UPU가 적용되는 단위가 UPU_TYPE_COSTOM인 경우 UPU의 범위를 설정하기 위한 부가적인 시그널링이 이루어질 수 있다. 도 17 및 도 18의 upu_width와 upu_height 신호는 그 일 예로, UPU가 적용되는 크기를 너비와 높이로 시그널링하는 syntax일 수 있다.
upu_type_idx는 UPU가 고정된 크기로 후보 리스트를 구성하거나, 다른 시그널로부터 UPU의 종류가 유도될 수 있는 경우 생략될 수 있다. UPU가 사전에 지정된 단위 혹은 크기에서만 적용되는 경우, UPU_TYPE_COSTOM과 UPU의 범위를 설정하기 위한 syntax의 시그널링은 생략될 수 있다.
이 때, 후보 리스트에 관한 모든 시그널링은 Slice의 Type이 특정 type일 때 생략될 수 있다. 일예로, 후보 리스트에 관한 모든 시그널링은 현재 slice의 type이 I-slice 일 때 생략될 수 있다. 후보 리스트는 움직임 예측에 사용되는 부호화 및 복호화 방법이므로, 움직임 예측을 수행하지 않는 I-slice의 경우 시그널링이 생략될 수 있다.
도 20은 Coding unit Syntax에 후보 리스트 index가 포함된 경우의 일 예를 도시한다. 본 발명에 따른 후보 리스트 index 신호는, 후보 리스트를 활용한 움직임 정보 예측이 사용될 때 후보 리스트의 후보 중 어느 후보 움직임 정보를 움직임 정보 예측에 사용했는지 나타내는 syntax일 수 있다.
일예로, 후보 리스트 index 신호는 머지 모드, AMVP 모드 혹은 IBC 모드 등과 병합되어 사용되는 것으로 별도의 시그널링을 생략하고 다른 신호와 함께 사용될 수도 있다. 또는 사전에 지정된 후보 움직임 정보를 사용하여 시그널링이 생략될 수도 있다. 다른 예로, 후보 리스트 index 신호는 현재 부호화 블록이 화면 간 예측 모드가 아닌 경우 시그널링이 생략될 수 있다.
도 20에서 cu_inter_pred_mode는 현재 CU가 Inter mode일 때, 현재 블록이 어떤 부호화 방법을 활용하여 부호화/복호화 되는지를 나타내는 신호일 수 있다. cu_inter_pred_mode가 본 발명에 따른 후보 리스트를 사용하는 부호화/복호화 방법을 지시할 때, 후보 리스트 index 신호가 시그널링 될 수 있다. 다른 예로, cu_inter_pred_mode의 시그널링을 생략하고 기 정해진 방법에 의해 현재 부호화 블록의 부호화/복호화 방법이 선택될 수도 있다. 기 정해진 방법에 의해 현재 부호화 블록의 부호화/복호화 방법이 선택되고, 기 정해진 부호화/복호화 방법이 본 발명에 따른 후보 리스트를 사용하는 부호화/복호화 방법일 경우, 후보 리스트 index 신호가 시그널링 될 수 있다.
일예로, MODE_AMVOL은 본 발명에 따른 후보 리스트를 사용하는 부호화/복호화 방법을 지시하는 syntax일 수 있다. amvol_idx는 후보 리스트 index를 지시할 수 있다. 시그널링된 amvol_idx를 통해, 후보 리스트에 저장된 움직임 정보 중 어떤 움직임 정보가 움직임 예측의 후보로 사용될지가 결정될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보를 근사화 하는 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는 서로 유사할 수 있다. 유사한 움직임 정보가 다량 후보 리스트에 존재할 경우, 후보가 되는 움직임 정보의 특성이 편중되어 움직임 정보 예측의 효율이 낮아지는 문제점이 발생할 수 있다. 이때, 유사한 후보들을 하나의 근사화 된 움직임 정보로 변환하여 활용하는 것으로 상술한 문제가 해결될 수 있다.
근사화된 움직임 정보를 생성하는 시점은 본 발명에 따른 후보 리스트에 움직임 정보가 저장되는 시점, 후보 리스트로부터 후보 리스트의 후보가 생성되는 시점 및 일정 주기별로 후보 리스트에 저장된 움직임 정보들을 근사화되는 시점 중 적어도 하나 일 수 있다.
도 21 및 도 22는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 움직임 정보를 근사화하는 부호화기 및 복호화기 흐름도를 설명하기 위한 도면이다.
도 21과 도 22는 본 발명에 따른 후보 리스트 움직임 정보 근사화 방법을 사용하는 부호화기/복호화기 흐름도를 도시한다. 도 21은 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 시점에서 후보 리스트의 움직임 정보를 근사화 하는 경우를 도시하고, 도 22은 후보 리스트의 후보를 생성하는 시점에서 후보 리스트의 움직임 정보를 근사화 하는 경우를 도시한다.
도 21과 도 22는 도 11의 흐름도에 움직임 정보 근사화 단계가 추가된 예시 일 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 시점에 움직임 정보를 근사화할 수 있다. 움직임 정보 근사화 단계에서 근사화된 움직임 정보는 후보 리스트 움직임 정보 추가 단계에서 후보 리스트에 새롭게 추가될 수 있다.
도 22에서 부호화기 혹은 복호화기는 후보 리스트에 있는 움직임 정보로부터 후보 리스트의 후보를 생성할 때, 후보 리스트의 후보의 움직임 정보를 근사화할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 예측 단계는 근사화 된 움직임 정보를 갖는 후보 리스트의 후보를 통해서 수행될 수 있다. 그 외 도 21 및 도 22의 각 단계는 도 11의 각 단계와 동일할 수 있으므로 설명을 생략한다.
도 23 및 도 24는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 움직임 정보를 근사화하는 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 23과 도 24은 후보 리스트 움직임 정보 근사화 방법을 사용하는 부복호화기 장치도의 일 예를 도시한다. 도 23은 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 시점에서 후보 리스트의 움직임 정보를 근사화 하는 경우를 도시하고, 도 24는 후보 리스트의 후보를 생성하는 시점에서 후보 리스트의 움직임 정보를 근사화 하는 경우를 도시한다.
도 23과 도 24은 도 12의 장치도에 후보 리스트 움직임 정보 근사화부가 추가된 예시를 도시한다. 후보 리스트 움직임 정보 근사화부는 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 시점에, 움직임 정보를 근사화할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 근사화부에 의해 근사화된 움직임 정보는 후보 리스트 움직임 정보 추가부에 의해 후보 리스트에 새롭게 추가될 수 있다.
도 24의 후보 리스트 움직임 정보 근사화부는 후보 리스트에 있는 움직임 정보로부터 후보 리스트의 후보를 생성할 때, 후보 리스트의 후보의 움직임 정보를 근사화할 수 있다. 후보 리스트 움직임 정보 예측부는 근사화 된 움직임 정보를 갖는 후보 리스트의 후보를 이용하여 움직임 정보 예측을 수행할 수 있다. 그 외 도 23과 도 24의 각 구성요소는 도 12의 각 구성 요소와 동일할 수 있으므로 설명을 생략한다.
이하에서는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 부호화기 혹은 복호화기가 움직임 정보를 근사화하는 방법에 대해서 설명한다.
일예로, 움직임 정보의 평균을 이용하여 움직임 정보가 근사화될 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 정해진 유사도 범위 내에 해당하는 움직임 정보들의 평균 값을 구해, 정해진 유사도 범위 내에 해당하는 움직임 정보들을 근사화 할 수 있다. 이때 평균을 산출하는 방법으로 산술 평균, 가중 평균, 중간값(median) 중 적어도 하나가 활용될 수 있다. 또한, 유사도와 무관하게 정해진 범위 내에서 움직임 정보들의 평균이 산출될 수도 있다.
다른 예로, 움직임 정보의 발생 빈도에 의한 대표 선정을 통해 움직임 정보가 근사화될 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 정해진 범위 내에 동일한 움직임 정보들의 수를 구한 후, 가장 수가 많은 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 결정하여 정해진 범위 내에 동일한 움직임 정보들을 근사화 할 수 있다. 예컨대, 정해진 범위가 CTU인 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 한 CTU내에서 발생한 모든 움직임 정보들을 비교하고, 같은 움직임 정보의 발생 횟수가 가장 많은 움직임 정보를 현재 CTU의 대표 움직임 정보로 결정할 수 있다. 대표 움직임 정보는 근사화 움직임 정보로 사용될 수 있다.
또한, 동일한 움직임 정보가 아닌, 유사한 움직임 정보를 이용하는 방법으로 상술한 대표 움직임 정보 결정이 이루어질 수도 있다. 이때의 유사한 움직임 정보는, 기준이 되는 움직임 정보로부터 특정 임계값 이내의 차이를 가지는 움직임 정보를 의미하는 것일 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 유사한 움직임 정보를 상술한 동일한 움직임 정보로 취급하여 발생 횟수를 확인하고, 이를 바탕으로 대표 움직임 정보를 결정할 수 있다.
또 다른 예로, 움직임 정보가 유도된 영역의 면적을 고려하여 움직임 정보가 근사화 될 수 있다. 각 움직임 정보가 유도된 영역의 면적은 움직임 정보마다 서로 다를 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 각 움직임 정보가 유도된 영역의 면적을 고려하여 움직임 정보를 근사화할 수 있다. 예컨대, 부호화기 혹은 복호화기는 넓은 면적을 통해 유도된 움직임 정보 일수록 높은 가중치를 두어 가중 평균을 산출하거나, 가장 넓은 면적에 통해 유도된 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 선정하여 움직임 정보를 근사화할 수 있다. 이 때, 서로 다른 영역으로부터 유도된 움직임 정보가 서로 동일한 움직임을 갖는 경우, 면적이 합산되어 고려될 수 있다.
또 다른 예로, 움직임 정보의 예측 잠재성을 고려하여 움직임 정보가 근사화 될 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 후보 리스트에 추가하고자 하는 움직임 정보의 예측 잠재성 정보를 비교하여 예측 잠재성이 높은 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 선정하거나, 예측 잠재성에 따른 가중 평균을 이용하여 대표 움직임 정보를 산출할 수 있다. 이 때, 부호화기 혹은 복호화기는 예측 잠재성을 비교하는 범위를 설정하거나, 유사한 움직임 정보들 사이에서만 예측 잠재성을 비교하여 움직임 정보를 근사화할 수 있다.
여기서, 움직임 정보의 예측 잠재성이라 함은, 본 발명에 따른 후보 리스트를 이용한 움직임 정보 예측이 활용되는 경우, 해당 움직임 정보가 얼마나 높은 예측 정밀도 혹은 부호화 효율을 가지는지를 지시하는 정보일 수 있다. 움직임 정보의 예측 잠재성을 결정하는 방법은 후술한다.
또 다른 예로, 움직임 정보의 해상도(resolution)을 특정 화소 단위로 설정하여 움직임 정보가 근사화될 수 있다. 후보 리스트에 추가하고자 하는 움직임 벡터를 특정 화소 단위로 근사화할 수 있다. 예컨대, 특정 화소는 예를 들어, 정수 화소 단위, 1/2 화소 단위, 1/4 화소 단위, 4 화소 단위 중 하나일 수 있다. 일예로, 후보 리스트에 추가하고자 하는 움직임 벡터의 해상도가 1/16 화소 단위이고 정수 화소 단위로 근사화 하는 경우, 해당 움직임 벡터는 가장 가까운 정수값으로 움직임 벡터 값이 근사화될 수 있다. 다른 예로, 1/2 화소 단위로 근사화 하는 경우, 해당 움직임 벡터는 가장 가까운 1/2 단위 값으로 움직임 벡터 값이 근사화될 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 값이 (2.6, 3.7)이면, 가장 가까운 1/2단위 값으로 근사화 하는 경우 해당 움직임 벡터 값은 (2.5, 3.5)로 근사화될 수 있다.
움직임 정보의 근사화는 상술한 실시예들이 개별적으로 활용되어 수행될 수 있다. 또한 상술한 실시예들 중 적어도 하나의 조합을 통해 움직임 정보의 근사화가 수행될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 후보 리스트의 움직임 정보의 예측 잠재성을 이용하여 예측을 수행하는 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보는 움직임 예측을 위한 정보 외에 후보 리스트를 보다 효율적으로 활용하기 위한 부가적인 정보를 포함할 수 있다. 후보 리스트가 가지는 움직임 정보와 부가 정보들 중 일부 또는 전체를 사용하여 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보의 예측 잠재성이 판단될 수 있다.
본 명세서에서, 예측 잠재성은 움직임 정보가 후보 리스트를 이용한 움직임 정보 예측에 활용될 시 얼마나 높은 예측 정밀도 혹은 부호화 효율을 가질 수 있는지를 지시하는 정보일 수 있다. 따라서 예측 잠재성이 높은 움직임 정보를 우선적으로 선택하여 후보 리스트의 후보를 생성하는 것으로 부호화 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 움직임 정보의 예측 잠재성 판단하는 방법은 UPU내에서 후보 리스트에 속한 움직임 정보의 전역적 잠재성을 산출하는 방법과, 현재 부호화 하고자 하는 블록(단위)에 대한 지역적 잠재성을 산출하는 방법을 포함할 수 있다.
전역적 잠재성을 산출하는 방법은, 후보 리스트에 포함되는 각 움직임 정보가, 해당 UPU 전반에 대해 유망한 정도를 추정하는 방법일 수 있다. 지역적 잠재성을 산출하는 방법은, 후보 리스트에 포함되는 각 움직임 정보가 특정 블록의 움직임 정보를 예측하는데 있어서 얼마나 유망한지를 추정하는 방법일 수 있다.
도 25 및 도 26는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트의 잠재성을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 25와 도 26은 움직임 정보의 예측 잠재성을 산출하는 부호화기 및 복호화기 흐름도를 도시한다. 도 25은 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 시점에서 움직임 정보의 예측 잠재성을 산출하는 경우를 도시하고, 도 26은 후보 리스트의 후보를 생성하는 시점에서 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보의 예측 잠재성을 산출하는 경우를 도시한다.
도 25와 도 26은 도 11의 흐름도에 예측 잠재성 산출 단계가 추가된 예시일 수 있다. 예컨대, 도 25의 후보 리스트 예측 잠재성 산출 단계는 전술한 전역적 잠재성을 산출 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 후보 리스트에 추가되는 움직임 정보는 예측 잠재성 정보를 포함할 수 있으며, 기존 후보 리스트에 동일한 움직임 정보가 존재할 시, 예측 잠재성 정보가 갱신될 수 있다.
예컨대, 도 26의 예측 잠재성 산출 단계는 전술한 지역적 잠재성 산출 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
도 25와 도 26의 후보 리스트 움직임 정보 예측 단계는 유도된 예측 잠재성 정보를 고려하여 수행될 수 있다. 그 외 도 25 및 도 26의 각 단계는 도 11의 각 단계와 동일할 수 있으므로 설명을 생략한다.
도 27 및 도 28은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트의 예측 잠재성을 산출하는 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다
도 27와 도 28는 움직임 정보의 예측 잠재성을 산출하는 부호화기 및 복호화기 장치도의 예시를 도시한다. 도 27는 후보 리스트에 움직임 정보를 추가하는 시점에서 움직임 정보의 잠재성을 산출하는 경우를 도시하고, 도 28은 후보 리스트의 후보를 생성하는 시점에서 후보 리스트의 움직임 정보의 잠재성을 산출하는 경우를 도시한다.
도 27과 도 28은 도 12의 장치도에 예측 잠재성 산출부가 추가된 예시를 도시한다. 예컨대, 도 27의 예측 잠재성 산출부는 후보 리스트에 추가하고자 하는 움직임 정보의 잠재성을 산출하며, 전술한 전역적 잠재성 산출 방법을 이용하여 예측 잠재성을 산출할 수 있다. 후보 리스트에 추가되는 움직임 정보는 예측 잠재성 정보를 포함할 수 있으며, 기존 후보 리스트에 동일한 움직임 정보가 존재할 시, 잠재성 정보가 갱신될 수 있다.
반면, 도 28의 예측 잠재성 산출부는 후보 리스트의 후보를 생성할 때 예측 잠재성을 산출하며, 전술한 지역적 잠재성 방법 예측 잠재성을 산출할 수 있다.
도 27과 도 28의 후보 리스트 움직임 정보 예측부는 유도된 예측 잠재성 정보를 고려하여 움직임 정보를 예측할 수 있다. 그 외 도 27과 도 28의 각 구성 요소는 도 12의 각 구성 요소와 동일할 수 있으므로 설명을 생략한다.
도 29은 본 발명의 일 실시예에 따른, 혼합 후보 리스트 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 29은 전역적 잠재성 산출 방법과 지역적 잠재성 산출을 모두 활용하여 움직임 정보의 예측 잠재성을 산출하는 부호화기 및 복호화기 장치도의 일 예를 도시한다. 도 29의 장치도는 도 27의 예측 잠재성 산출부를 전역 잠재성 산출부로 대체하고, 도 28의 예측 잠재성 산출부를 지역 잠재성 산출부로 대체하는 장치도 일 수 있다. 도 29에 따르면, 전역 잠재성과 지역 잠재성을 모두 고려하여 후보 리스트의 후보가 생성될 수 있으며, 이는 후보 리스트 움직임 정보 예측부에서 사용될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 움직임 정보의 예측 잠재성을 산출하는 방법에 대해서 설명한다
일예로, 움직임 정보의 발생 빈도를 고려하여 예측 잠재성이 산출될 수 있다. 후보 리스트에 속한 각 움직임 정보가 현재까지 얼마나 발생하였는가를 확인하여 각 움직임 정보의 예측 잠재성이 산출될 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 동일한 움직임 정보 혹은 동일한 움직임 정보로 취급될 수 있는 유사한 움직임 정보의 발생 빈도가 높은 경우 해당 움직임 정보의 예측 잠재성을 높게 판단할 수 있다. 이 때, 발생 빈도는 동일한 움직임 정보의 발생 횟수, 동일한 움직임 정보를 갖는 면적 등을 이용하여 측정될 수 있다. 이때, 발생 빈도를 측정하는 영역을 제한하여 발생 빈도가 측정될 수 있다. 예컨대, UPU 영역 전체를 대상으로 하여 현재까지의 발생 빈도를 측정하거나, 현재 부호화 하는 단위를 기준으로 정해진 범위 혹은 특정 영역 내에서만 발생 빈도를 측정할 수 있다. 이렇게 측정된 발생 빈도는 움직임 정보의 예측 잠재성이 산출에 사용될 수 있다.
다른 예로, 화면 간 예측의 정밀도 혹은 정확도를 고려하여 예측 잠재성이 산출될 수 있다. 후보 리스트에 속하는 각 움직임 정보는 다른 블록을 복원하기 위해 사용되었던 움직임 정보이므로, 부호화기 혹은 복호화기는 해당 움직임 정보를 사용하여 복원했던 블록의 부호화 효율을 알 수 있다.
잔차 신호의 에너지 분포 혹은 평균값을 기준으로 움직임 정보의 부호화 효율을 판단할 수 있다. 잔차 신호의 에너지는 현재 블록과 화면 간 예측을 통해 생성된 예측 블록의 밝기값 차이 혹은 화소 값 차이를 의미할 수 있다. 잔차 신호의 에너지 평균은 현재 블록과 예측 블록의 각 픽셀 위치에서 발생한 밝기 값 차이 혹은 화소 값의 차이의 평균 값을 의미할 수 있다. 잔차 신호의 에너지 분포는 잔차 신호의 에너지가 차분 블록에서 각 픽셀 위치별로 존재하는 위치와 에너지의 크기를 통해 산출되는 값일 수 있다. 예를 들어, 잔차 신호의 에너지 분포는 일정 크기 이상의 에너지를 갖는 잔차 신호들의 모멘트 값일 수 있다. 이 때, 잔차 신호들의 모멘트 값은 각 잔차 신호들의 위치와 각 잔차 신호들의 밝기 값을 통해 산출되는 밝기값 분포의 중심 위치를 의미할 수 있다.
잔차 신호의 에너지를 통해 주파수 변환된 차분 블록에서의 분포와 평균값 혹은 그 유사값 등이 산출될 수 있다. 예를 들어, 주파수 영역에서 DC값을 평균값으로 사용할 수 있고, 주파수 영역 별 에너지 비율 등을 통해 잔차 신호들의 에너지 분포가 판단될 수 있다. 이 때, 부호화 및 복호화기가 동일하게 동작하기 위해, 양자화가 된 차분 블록 혹은 주파수 변환된 차분 블록이 사용될 수 있다. 또한 양자화 된 차분 블록 혹은 주파수 변환된 차분 블록을 사용할 때에는 양자화 파라미터 혹은 양자화 스텝값이 사용될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 양자화 파라미터를 사용하는 두 블록의 잔차 신호의 에너지 분포 혹은 평균값을 비교할 때, 양자화 파라미터의 차이를 통해, 차분 신호의 에너지 분포 혹은 평균값이 보정될 수 있다.
예를 들어, 양자화 파라미터가 큰 쪽의 차분 신호의 에너지를 n배 스케일링 한 후 차분 신호의 에너지 분포 혹은 평균값을 계산하여 두 블록간 잔차 신호들의 에너지를 비교할 수 있다. 또한 양자화 시 고주파 성분이 우선적으로 작아짐을 이용하여, 주파수 영역에서 잔차 신호의 에너지를 비교할 때 저주파 성분과 고주파 성분에 대해 별도의 가중치를 두어 계산이 수행될 수 있다.
이때, 잔차 신호의 에너지 평균은, 값이 높은 경우 예측 잠재성이 낮다고 판단될 수 있다. 잔차 신호 에너지 분포는, 잔차 신호 에너지 분포의 위치에 따라 우선 순위를 달리하여 비교하는 방법, 고주파 영역과 저주파 영역 등 주파수 영역에 따라 잔차 신호 에너지 분포를 비교하는 방법 등을 통해 예측 잠재성이 판단될 수 있다.
즉, 각 움직임 정보를 사용하여 복원된 블록들의 부호화 효율을 비교하여 해당 움직임 정보를 사용하였을 때 부호화 효율이 높게 나타나는 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 해당 움직임 정보가 높은 예측 잠재성을 가졌다고 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 현재 블록의 위치와 움직임 정보가 발생한 영역의 위치간의 거리를 고려하여 예측 잠재성이 산출될 수 있다. 특정 영역으로부터 유도된 움직임 정보는 특정 영역이 현재 블록과 시공간적으로 인접할수록 유사할 확률이 높다. 이러한 특성을 고려하여, 후보 리스트에 포함되는 각 움직임 정보의 발생 위치와 현재 블록의 위치간의 시공간적 거리에 따라 예측 잠재성이 판단될 수 있다.
이 때, 후보 리스트에 포함되는 동일한 움직임 정보의 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 근사적 위치 정보를 사용하거나, 최신 위치를 갱신하는 방법 등을 통해 거리 산출에 필요한 연산을 줄일 수 있다. 근사적 위치 정보를 산출하는 방법의 일 예로, 움직임 정보가 부호화 블록 단위로 발생하는 경우, 해당 부호화 블록을 포함하는 CTU의 위치 정보만을 고려하여 거리 계산을 단순화하는 방법이 활용될 수 있다.
본 발명에 따른 후보 리스트를 머지 모드, AMVP 모드 또는 IBC 모드 등과 조합하여 사용하는 경우, 기존 움직임 정보 예측 방법이 고려하는 인접 영역 판단 방법을 배제하고 예측 잠재성이 판단될 수 있다.
움직임 정보의 예측 잠재성 산출은 상술한 실시예들이 개별적으로 활용되어 수행될 수 있다. 또한 상술한 실시예들 중 적어도 하나의 조합을 통해 움직임 정보의 예측 잠재성 산출이 수행될 수도 있다. 상술한 실시예들이 조합하여 예측 잠재성이 산출되는 경우, 각 판단 결과값에 가중치를 두어 각 판단 결과 값의 중요도를 차등 적용하여 예측 잠재성이 산출될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 후보 리스트 생성 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 후보 리스트의 후보는 후보 리스트에 기 저장된 움직임 정보를 통해서 생성될 수도 있다. 예컨대, 후보 리스트의 후보는 후보 리스트에 기 저장된 움직임 정보 전체 혹은 일부를 통해 생성될 수 있다 이하에서, 후보 리스트에 기 저장되어 있는 움직임 정보로부터 유도되나 후보 리스트에 기 저장된 움직임 정보와 동일하지 않은 움직임 정보를 가지는 후보를 가상 후보라 정의한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 가상 후보가 후보 리스트에 추가될 수 있다.
이하에서는 가상 후보를 생성하는 방법에 대해서 설명한다.
일예로, 가상 후보는 혼합 후보 리스트의 후보를 의미할 수 있다. 예컨대, 복수의 움직임 정보를 사용하여 예측이 수행되는 경우가 존재할 수 있다. 특히, 2개의 움직임 정보를 사용한 예측을 쌍방향 예측(bi-prediction)이라 할 수 있다.
복수의 움직임 정보를 사용한 화면 간 예측에 사용되는 움직임 정보는 복수개의 움직임 정보의 세트(Set)로 구성될 수 있다. 복수개의 움직임 정보의 세트를 움직임 정보로 하는 후보 리스트의 후보는 세트를 구성하는 각 움직임 정보를 서로 다른 후보 리스트에 저장된 움직임 정보로부터 생성될 수 있다. 후보 리스트에 저장된 움직임 정보가 복수개의 움직임 정보의 세트인 경우 그 중 일부 혹은 전체 움직임 정보를 사용하여 혼합 후보 리스트의 후보가 생성될 수 있다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른, 혼합 후보 리스트 생성을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 혼합 후보 리스트의 움직임 정보가 생성되는 일 예를 도시한다. 도 30의 예시는 혼합 후보 리스트의 움직임 정보가 참조 픽처 리스트 L0 및 L1에 대한 움직임 정보를 갖고, 각 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처 번호(색인, 인덱스, 식별자, 번호 등)로 이루어진 경우를 도시한다. 도 30의 예시에서 혼합 후보 리스트는 A, B 두가지 움직임 정보 세트를 가지고 있으며, 각 움직임 정보 세트는 참조 픽처 리스트 L0의 움직임 정보와 L1의 움직임 정보로 이루어져 있다.
이때, C1과 C2는 A, B 움직임 정보 세트로부터 생성된 혼합 후보 리스트 움직임 정보를 의미할 수 있다. 이때, C1은 A의 L0 움직임 정보와 B의 L1 움직임 정보로부터 생성될 수 있고, C2는 B의 L0 움직임 정보와 A의 L1 움직임 정보로부터 생성될 수 있다.
다른 예로, 후보 리스트에 기 저장된 움직임 정보 중 일부 또는 전체 움직임 정보의 평균, 혹은 가중치 평균을 통해 새로운 후보 리스트의 후보가 생성될 수 있다. 이러한 방식에 의해 유도되는 가상 후보를 평균 후보라 정의할 수 있다.
일예로, 평균 후보는 사전에 정의된 방법으로 도출된 두 개 이상의 움직임 정보로부터 유도될 수 있으며, 움직임 정보를 도출하는 과정에서 후보 리스트에 저장되지 않은 후보 리스트 외부의 움직임 정보 또는 기 설정된 움직임 정보 등이 사용될 수 있다. 평균 후보를 생성하는 과정에서 움직임 정보가 지닌 정보 전체에 대한 평균이 사용될 수 있으며, 일부 움직임 정보에 대한 평균이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 움직임 정보가 움직임 벡터와 참조 픽처 번호로 구성되어 있을 때, 움직임 벡터와 참조 픽처 번호 모두 평균이 산출되어 평균 후보가 생성될 수 있으며, 움직임 벡터와 참조 픽처 번호 중 하나에 대한 평균이 산출되어 평균 후보가 생성될 수도 있다.
부호화기 혹은 복호화기는 유도된 평균 후보를 후보 리스트에 추가할 수 있다. 일예로, 평균 후보가 추가될 때, 후보 리스트 내의 가장 큰 인덱스 값이 할당될 수 있다 이때, 가중치를 설정하는 방법은 다양하게 존재할 수 있다. 예컨대, 예측 잠재성에 따라 가중치가 부여될 수 있다.
가상 후보의 생성은 상술한 실시예들이 개별적으로 활용되어 수행될 수 있다. 또한 상술한 실시예들 중 적어도 하나의 조합을 통해 가상 후보 생성이 수행될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 후보 리스트의 움직임 정보를 초기화 하는 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 후보 리스트는 전술한 UPU단위로 생성될 수 있다. 이 때, UPU는 하나 이상의 CU로 구성된 블록, CTU, 브릭, 타일, 슬라이스, 서브픽처, 픽처, 프레임, GOP(Group Of Picture) 중 하나일 수 있다. UPU단위에서 후보 리스트는 새롭게 생성되어 사용되며, 초기화 된다. 이하, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 후보 리스트의 초기화에 대해서 설명한다.
일예로, 본 발명에 따른 후보 리스트는 UPU 마다 새로이 생성되어 사용될 수 있다. 즉, 후보 리스트는 매 UPU마다 초기화될 수 있다. 후보 리스트는 초기화 직후 저장된 움직임 후보를 갖지 않을 수 있다. 그리고 후보 리스트는 각각의 UPU 별로 생성될 수 있으며, 각각의 UPU의 후보 리스트 사이에는 상호 연관성 없을 수 있다. 일예로, 후보 리스트는 매 CTU마다 초기화될 수 있다.
본 초기화 방법에 따르면, 연속적이지 않은 움직임 정보가 후보로 계속 등장하는 것을 방지할 수 있으며 이전 예측 정보가 없어도 UPU의 시작 지점부터 새롭게 부호화가 가능할 수 있다.
다른 예로, 먼저 부호화가 완료된 UPU의 움직임 정보 또는 UPU의 후보 리스트를 이용하여 현재 UPU의 후보 리스트가 초기화될 수 있다. 이 때, 참조하게 될 UPU를 지정할 수 있으며, 해당 UPU의 움직임 정보 또는 후보 리스트를 사용하여 현재 UPU의 후보 리스트가 초기화 될 수 있다.
이때, 참조하게 될 UPU 지정은, 시그널링 되는 신호를 통해 부호화기와 복호화기가 동일한 UPU를 참조하도록 하는 방법. 사전에 지정된 방법에 의해 UPU를 선정하는 것으로 부가적인 신호의 송수신을 생략하는 방법 중 하나를 통해 수행될 수 있다.
현재 후보 리스트의 초기화는 참조하는 UPU의 후보 리스트를 모두 복사하거나 일부만 복사하여 수행될 수 있다. 또는 유도 또는 복사된 움직임 정보의 예측 잠재성 혹은 우선 순위를 고려하여 현재 후보 리스트가 초기화 될 수도 있다.
도 31 및 도 32는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트를 초기화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 UPU가 픽처(picture) 단위일 때, 현재 UPU의 후보 리스트를 기복원된 UPU의 후보 리스트를 이용하여 초기화 하는 예를 도시한다. 도 31에 따르면, 현재 픽처(Current Picture)의 첫 움직임 정보를 복원하기 전 후보 리스트에 움직임 정보 A', B', C'이 추가되었으며, 이는 기복원된 UPU인 참조 픽처(Reference Picture)의 후보 리스트로부터 복사한 것일 수 있다.
도 31은 기복원된 UPU의 후보 리스트 중 일부를 복사하는 경우를 도시한다. 도 31에서, 후보 리스트의 Index는 후보 리스트의 후보의 예측 잠재성 혹은 우선 순위를 나타내며 번호가 작을수록 예측 잠재성이 높거나 우선 순위가 높음을 의미할 수 있다. 도 31에 따르면, 복사된 움직임 정보의 우선 순위를 조정하여 현재 프레임이 복원될 수 있다. 이때, 새롭게 추가되는 움직임 정보인 A, B 보다 기 복사된 움직임 정보인 A', B', C'의 우선 순위가 우선되도록 설정될 수 있다.
도 32는 후보 리스트를 초기화 하기 위한 움직임 정보를 L0 방향과 L1 방향 양쪽에서 복사하는 예를 도시한다. 도 31과 마찬가지로, 후보 리스트를 초기화 하기 위해 기복원된 UPU가 사용될 수 있으며, UPU는 픽처 단위로 설정될 수 있다. 도 32에 따르면, L0 방향 및 L1 방향의 참조하는 픽처의 후보 리스트로부터 움직임 정보를 복사하여 현재의 후보 리스트를 초기화 할 수 있다. 예컨대, L0 리스트로부터는 3개의 움직임 정보 A', B', C'을 복사하고, L1 리스트로부터 두개의 움직임 정보 A'', B''을 복사할 수 있다. 이처럼 서로 다른 UPU로부터 후보 리스트의 초기화에 사용되는 움직임 정보를 복사하는 경우, 각각의 기복원된 UPU로부터 참조되는 움직임 정보의 수는 서로 다르게 설정될 수 있다.
상술한 후보 리스트 초기화의 수행 여부, 초기화를 위해 참조하는 픽처 정보, 초기화를 위해 참조하는 움직임 정보의 수 등에 대한 정보는 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header)등과 같이 비트스트림의 상위 레벨에서 시그널링 될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 후보 리스트의 움직임 정보를 스케일링 하는 방법에 대해서 설명한다.
화면 간 예측에서는 시간적으로 인접한 참조 픽처를 이용하여 현재 픽처에 대한 예측을 수행할 수 있다. 현재 픽처와 참조 픽처는 시간축 위에서 서로 다른 위치에 존재할 수 있다. 화면 간 예측이 수행될 때, 현재 픽처와 참조 픽처의 시간적 차이에 의한 영상 내 물체 혹은 배경의 움직임을 고려하게 되고, 이를 바탕으로 움직임 정보가 유도될 수 있다.
이때, 현재 블록이 참조하는 참조 픽처와 후보 블록이 참조하는 참조 픽처가 서로 다를 수 있다. 따라서 후보 블록을 이용하여 움직임 정보를 유도하는 경우, 참조하는 블록과 참조되는 블록이 각각 속한 픽처 사이의 시간적 거리를 고려하여 것으로 현재 블록의 움직임 정보를 보정할 필요가 있다.
현재 블록이 속한 픽처와 현재 블록이 참조하는 픽처의 시간적 거리와, 후보 블록이 속한 픽처와 후보 블록이 참조하는 픽처의 시간적 거리를 비교하여 후보 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보에 보다 유사해지도록 보정하는 기술을 움직임 정보 스케일링이라고 한다. 움직임 정보의 스케일링은 AMVP 모드, 머지 모드 등 후보를 사용한 화면 간 예측 기술에 사용될 수 있다.
도 33는 움직임 정보 스케일링을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 움직임 정보 스케일링의 일예를 도시한다. t는 현재 픽처의 시간축 위의 위치를 의미하며, t-n은 후보 블록의 참조픽처의 시간축 위의 위치를 의미할 수 있다. t-m은 현재 블록의 참조픽처의 시간축 위의 위치를 의미할 수 있다. 각 픽처의 시간축 위의 위치가 변함에 따라 픽처 내 영상이 움직임을 알 수 있다. A는 현재 블록을 의미하고 B는 후보 블록을 의미할 수 있다. A'은 현재 블록 A와 공간적 위치가 같은 현재 블록의 참조픽처 내 위치를 의미할 수 있다. B'은 후보 블록 B와 공간적 위치가 같은 후보 블록의 참조픽처 내 위치를 의미할 수 있다.
후보 블록인 B는 후보 블록의 참조 픽처로부터 화면 간 예측을 수행하기 때문에, 화면 간 예측의 결과 D블록의 위치를 유도할 수 있고, 이 위치를 움직임 벡터 MV1으로 표현할 수 있다. 현재 블록 A의 움직임 벡터를 후보 블록 B로부터 유도하는 경우, 현재 픽처와 A블록의 참조 픽처의 시간적 거리(예를 들어, t-(t-m)=m)와 현재 픽처와 B 블록의 참조 픽처의 시간적 거리(예를 들어, t-(t-n)=n)가 다르다면 움직임 정보 스케일링을 적용할 수 있다.
일예로, 도 33에서 B 블록의 움직임 벡터 MV1, 현재 픽처와 A 블록의 참조픽처의 시간적 거리(m), 현재 픽처와 B블록의 참조픽처의 시간적 거리(n)을 이용하여 현재 블록 A의 움직임 벡터 (MV1*m/n)이 유도될 수 있다. 움직임 정보 스케일링이 적용된 움직임 벡터 (MV1*m/n)는 MV1 보다 현재 블록의 움직임 벡터 MV0와 유사하므로, 움직임 정보 예측 효율이 높아질 수 있다.
움직임 정보 스케일링은 동영상의 각 픽처에서 움직이는 물체가 선형적인 움직임을 갖는 것을 가정하여 움직임 정보를 픽처간 시간적 거리를 이용하여 스케일링 하는 방법일 수 있다.
현재 블록인 A는 현재 블록의 참조 픽처로부터 화면 간 예측을 수행하기 때문에 C블록의 위치를 유도할 수 있고, 이 위치를 움직임 벡터 MV0로 표현할 수 있다. 이때, A블록과 B 블록이 참조하는 픽처가 서로 다르기 때문에, 각 참조 픽처에서 현재 블록을 예측하기 적합한 영역이 다를 수 있다. 따라서, MV0와 MV1 간에는 크기 차이가 발생하게 된다.
이 때 현재 픽처와 후보 블록의 참조 픽처의 시간축 사이 거리와, 현재 픽처와 현재 블록의 참조픽처의 시간 축 사이 거리를 이용하여 움직임 정보 스케일링을 적용할 수 있다. 보정된 움직임 정보는 보정되지 않은 움직임 정보 보다 현재 블록의 움직임 정보와 유사할 가능성이 높으며, 보다 유사한 움직임 정보를 예측에 활용하는 것으로 부호화 효율은 높일 수 있다
즉, 도 33에서 MV1에 움직임 벡터 스케일링을 적용하면, MV0에 가깝게 변형된 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 스케일링된 움직임 벡터를 이용하여 부호화 효율을 높일 수 있다.
본 발명에 따른 후보 리스트의 후보도 현재 블록과 다른 참조 픽처를 가질 수 있으므로, 현재 블록과 참조 픽처의 시간 간격과, 후보 리스트의 후보와 후보의 참조 픽처의 시간 간격을 고려한 움직임 정보 스케일링이 필요할 수 있다. 예컨대 후보 리스트의 후보가 시간적 주변 블록의 움직임 정보를 이용하는 경우, 상술한 움직임 정보 스케일링이 필요할 수 있다. 따라서 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보에 움직임 정보 스케일링을 위한 정보가 부가 정보로써 저장될 수 있다.
일예로, 움직임 정보 스케일링을 위한 정보는 참조 픽처의 POC 번호, 움직임 정보가 발생한 픽처의 POC 번호, 움직임 정보가 발생한 픽처와 참조 픽처의 시간적 거리 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
UPU가 GOP등과 같이 다수의 픽처를 포함하는 단위일 경우, 후보 에 저장되어 있는 움직임 정보는 서로 다른 참조 픽처를 참조할 수 있다. 후보 리스트에 저장된 움직임 정보를 사용하여 움직임 정보를 예측하는 경우, 참조하는 후보 리스트에 포함되는 움직임 정보의 참조 픽처와 현재 블록의 참조 픽처가 다를 수 있다. 또한 UPU가 다수의 픽처를 포함하는 경우, 후보 리스트에 저장되는 움직임 정보가 발생한 픽처가 다를 수 있다.
예를 들어, POC1의 픽처에서 POC 2를 참조하는 움직임 정보 A가 후보 리스트에 저장되고, POC 3의 픽처에서 POC 4를 참조하는 움직임 정보 B가 후보 리스트에 저장될 수 있다. 이 경우, 후보 리스트에 저장된 움직임 정보A가 발생한 픽처는 POC 1이 되고, AMVOL에 저장된 움직임 정보 B가 발생한 픽처는 POC 3이 될 수 있다. 움직임 정보 A가 참조하는 픽처는 POC 2가 되고, 움직임 정보 B가 참조하는 픽처는 POC 4일 수 있다.
다수의 픽처를 포함하는 UPU의 경우에는 후보 리스트에 저장된 움직임 정보의 발생 픽처와 참조 픽처가 다를 수 있다. 그리고 후보 리스트에 저장된 움직임 정보의 발생 픽처와 현재 블록이 포함된 현재 픽처 역시 다를 수 있으며, 후보 리스트에 저장된 움직임 정보의 참조 픽처와 현재 블록의 참조 픽처 역시 다를 수 있다. 이 때, 후보 리스트의 움직임 정보를 통해 현재 블록의 움직임 정보를 예측하는 경우, 전술한 움직임 정보 스케일링을 통하여 부호화 효율을 높일 수 있다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른, 움직임 정보 스케일링을 설명하기 위한 도면이다.
예를 들어 UPU가 픽처 단위 일 경우에는 도 34에 도시된 바와 같이 스케일링이 수행될 수 있다. 도 34의 예시에서 UPU A는 POC 8의 픽처에서 발생한 움직임 정보를 후보 리스트에 저장하고 UPU B는 POC 4의 픽처에서 발생한 움직임 정보를 후보 리스트에 저장할 수 있다. POC 8의 픽처는 POC 1의 픽처를 참조하여 움직임 예측을 수행하고, POC 4의 픽처는 POC 8의 픽처를 참조하여 움직임 예측을 수행할 수 있다. POC 4의 픽처가 현재 부호화 하는 픽처인 현재 픽처이고, POC 8은 이미 복원이 완료된 픽처일 때 UPU B의 후보 리스트는 UPU A에서 사용된 후보 리스트를 참조하여 초기화 될 수 있다.
그러나 UPU A의 후보 리스트에 저장된 움직임 정보는 POC 8의 픽처가 POC 1의 픽처를 참조하여 발생한 움직임 정보이기 때문에, POC 4의 픽처가 POC 8의 픽처를 참조하는 경우와 픽처 간 시간적 거리가 다르게 된다. 반면, UPU B의 후보 리스트에 저장된 움직임 정보를 참조하여 부호화가 수행되는 픽처는 POC 4이며, POC 4의 픽처가 참조하는 픽처는 POC 8이기 때문에, UPU A의 후보 리스트가 가지는 움직임 정보를 그대로 사용하여 UPU B의 후보 리스트를 초기화하는 경우 움직임 정보 예측 효율이 떨어지게 된다. 이 때, UPU A의 움직임 정보를 움직임 정보 스케일링을 통해 보정하고, 스케일링된 움직임 정보를 UPU B의 후보 리스트의 초기화에 사용하면, 부호화 효율이 향상될 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 후보 리스트를 공유하는 방법에 대해서 설명한다.
부호화 및 복호화를 수행함에 있어 화면 간 예측을 수행하는 각 부호화 블록이 참조하는 시점에 따라 후보 리스트의 정보가 달라 질 수 있다. 후보 리스트의 움직임 정보는 추가, 삭제, 변경될 수 있으므로, 화면 간 예측이 수행되는 시점에 따라, 후보 리스트에 포함되는 정보 또는 구성은 달라질 수 있다. 즉 화면 간 예측을 수행하는 각 영역이 후보 리스트를 참조하는 시점이 달라지는 경우 참조하는 정보가 달라질 수 있다. 본 발명에 따른 후보 리스트는 화면 간 예측의 수행 결과에 의해 갱신될 수 있기 때문에, 이러한 경우 화면 간 예측은 순차적으로 수행될 수 밖에 없다.
이하의 설명에서, 하나 이상의 부호화 블록들로 이루어진 영역을 공유 영역이라 정의할 수 있다. 공유 영역 내에 포함된 부호화 블록들은 화면 간 예측을 수행하는 경우에 해당 공유 영역에 포함된 모든 부호화 블록들의 부호화 혹은 복호화 시점보다 이전인 특정 시점에 구성된 후보 리스트를 공유할 수 있다. 여기서 공유 영역은 CTU, CU, PU 중 적어도 하나 단위 또는 단위의 집합을 통해 구성될 수 있다.
이에 따라, 해당 공유 영역내의 각 부호화 블록은 독립적으로 혹은 병렬적으로 화면 간 예측이 수행될 수 있다. 공유 영역 내에서 독립적으로 또는 병렬적으로 후보 리스트를 참조하여 화면 간 예측을 수행할 때, 해당 공유 영역에 포함되어 화면 간 예측을 수행하는 각 부호화 블록은 기구성된 후보 리스트를 참조 할 수 있다. 이때, 기구성된 후보 리스트는 부호화 혹은 복호화가 시작되기 전에 구성된 후보 리스트을 의미할 수 있다.
이 때, 공유 영역 내의 부호화 블록들이 기구성된 후보 리스트를 공유하거나 후보 리스트를 이용하여 생성된 후보 리스트의 후보를 공유할 수 있다. 해당 공유 영역에 포함되는 부호화 블록의 화면 간 예측 시 기구성된 후보 리스트를 참조하여 각 부호화 블록에 적합한 후보 리스트의 후보를 별도로 생성할 수 있다. 즉, 본 방법이 적용되는 경우에 공유 영역에 포함되는 부호화 블록들에서 참조하는 기구성된 후보 리스트는 공유될 수 있고, 후보 리스트의 후보는 독립적으로 생성될 수 있다. 또는 해당 공유 영역에 포함되는 부호화 블록들은 기구성된 후보 리스트뿐 아니라 공유 후보 리스트로부터 유도되는 후보 리스트의 후보 역시 서로 공유할 수 있다.
해당 공유 영역에 포함된 부호화 블록들에서 예측이 수행된 후, 독립적 또는 병렬적으로 후보 리스트가 각 부호화 블록들에서 생성된 움직임 정보 또는 예측 정보를 이용하여 갱신될 수 있다. 이 때, 해당 후보 리스트의 갱신은 해당 공유 영역에 포함된 모든 부호화 블록들에서의 예측이 모두 완료된 이후, 정해진 순서에 의해 갱신이 이루어질 수 있다. 이에 따라 부호화기 및 복호화기는 현재 블록을 부호화/복호화 하는 경우 동일한 후보 리스트를 생성할 수 있다.
일예로, 현재 블록이 삼각 분할 모드를 통해 부호화/복호화 되는 경우, 현재 블록은 두개의 삼각형 영역으로 분할될 수 있다. 이때, 현재 블록을 두개의 삼각형 영역으로 분할하기 위한, 분할 방향에 대한 정보가 부호화/복호화될 수 있다. 삼각형 영역으로 분할된 2개의 영역 각각을 부호화/복호화하기 위해, 각각의 영역의 부호화/복호화를 위한 움직임 정보가 후보 리스트에서 선택될 수 있다. 이때 삼각 분할된 두개의 삼각형 영역은 분할되기 전 블록의 후보 리스트를 공유할 수 있다
현재 블록이 삼각 분할 모드에 의해 부호화/복호화되는 경우, 현재 블록에 대한 제 1 인덱스 및 제 2 인덱스를 통해 공유 후보 리스트에서 제 1 움직임 정보와 제 2 움직임 정보가 결정될 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 제 1 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 제 1 예측 블록을 유도하고, 제 2 움직임 정보를 이용하여 현재 블록에 대한 제 2 예측 블록을 유도할 수 있다.
부호화기 혹은 복호화기는 제 1 예측 블록과 제 2 예측 블록을 가중합하여 현재 블록에 대한 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 이때 예측 블록에 대한 가중합은 제 1 예측 블록에 대해서는 제 1 영역에 가중치가 부여되고, 제 2 예측 블록에 대해서는 제 2 영역에 가중치가 부여되어 수행되는 것일 수 있다.
도 35 내지 도 39은 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 후보 리스트를 갱신 및 공유하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 시간의 흐름에 따라 후보 리스트가 갱신되는 예시와 부호화 블록(Coding Block)이 참조하는 후보 리스트의 예시를 도시한다. 도 35의 예시는 부호화 블록 0이 부호화/복호화된 후 부호화 블록 1이 부호화/복호화되는 경우를 도시한다. 회색으로 표시된 부호화 블록은 현재 부호화/복호화되는 부호화 블록을 의미한다. 부호화 블록 0은 부호화 블록 0이 부호화/복호화되는 시점 이전에 형성된 후보 리스트를 참조하여 부호화/복호화될 수 있다.
이후, 부호화/복호화된 부호화 블록 0의 움직임 정보를 통해 후보 리스트가 갱신될 수 있다. 갱신된 후보 리스트는 다음 부호화 블록인 부호화 블록 1을 부호화/복호화할 때 참조될 수 있다. 그리고 복원된 부호화 블록 1의 움직임 정보는 다시 후보 리스트를 갱신하는데 사용될 수 있다. 이후 갱신된 후보 리스트는 이후의 부호화 블록에서 다시 참조될 수 있다. 따라서 부호화 블록 1을 부호화/복호화하기 위해서는 부호화 블록 0이 먼저 부호화/복호화될 필요가 있다.
도 36는 부호화 블록(Coding Block) 0과 부호화 블록 1이 하나의 공유 영역을 구성하는 경우, 시간의 흐름에 따라 후보 리스트가 갱신되는 모습과 각 블록에서 후보 리스트를 참조하는 방법을 도시한다. 부호화 블록 0과 부호화 블록 1은 하나의 공유 영역에 포함되므로, 부호화기 혹은 복호화기는 부호화 블록 0과 부호화 블록 1에 대해 공유 후보 리스트를 이용하여 예측을 수행할 수 있다. 따라서 도 35의 예시와 달리, 부호화기 혹은 복호화기는 부호화 블록 0과 부호화 블록 1에 대해 독립적 혹은 병렬적으로 화면간 예측을 수행할 수 있다.
도 36은 동일한 시점에 기복원된 동일한 후보 리스트를 이용하여 예측을 병렬적으로 수행하는 모습을 도시한다. 이는 도 35의 예시와 달리 기복원된 후보 리스트를 공유하므로, 부호화 블록 0을 부호화/복호화하지 않아도 부호화 블록 1은 부호화/복호화에 필요한 시점에 후보 리스트를 참조할 수 있다.
도 36의 예시에서는 부호화 블록 0과 부호화 블록 1이 모두 부호화/복호화 된 이후, 부호화 블록 0에서 발생한 움직임 정보인 “E”와 블록1에서 발생한 움직임 정보 “F”가 후보 리스트에 반영(갱신) 되었음을 볼 수 있다. 이때, 후보 리스트의 갱신은 공유 영역의 부호화/복호화가 모두 완료된 시점에 이루어질 수 있다. 도 36은 후보 리스트의 크기가 5인 경우를 도시하며, 움직임 정보 갱신에 따라 후보 리스트의 기 저장된 움직임 정보 하나(A)가 삭제된 예를 도시한다.
도 37은 시간의 흐름에 따라, 후보 리스트를 갱신하고 갱신된 후보 리스트를 이용하여 부호화 블록 0 및 1을 부호화/복호화하는 예시를 도시한다. 갱신된 최신의 후보 리스트로부터 현재 부호화 블록에 적합한 후보 리스트의 후보를 생성하고, 생성된 후보 리스트의 후보를 참조하여 부호화 블록이 부호화/복호화될 수 있다. 새롭게 부호화/복호화된 부호화 블록의 움직임 정보는 후보 리스트를 갱신하는데 사용된다.
도 37의 예시에서 부호화 블록 0은 부호화 블록 1보다 먼저 부호화/복호화될 수 있다. 따라서 부호화 블록 0이 부호화/복호화되기 전에 갱신된 후보 리스트를 이용하여 부호화 블록 0에 맞는 후보 리스트의 후보를 생성하고, 부호화 블록 0은 이를 기반으로 부호화/복호화 될 수 있다. 부호화 블록 0에서 부호화/복호화된 움직임 정보는 후보 리스트를 갱신하는데 사용될 수 있고, 갱신된 후보 리스트를 이용하여, 부호화 블록 1을 위한 후보 리스트가 생성될 수 있다. 부호화 블록 1을 위해 생성된 후보 리스트의 후보를 이용하여 부호화 블록 1이 부호화/복호화 될 수 있다. 즉 도 37에 따르면 부호화 블록 0과 1은 순차적으로 부호화/복호화 될 수 있다.
도 38은 시간의 흐름에 따라 공유 후보 리스트를 갱신하고, 갱신된 공유 후보 리스트를 이용하여 각 공유 영역 내의 부호화 블록을 부호화/복호화하는 예시를 도시한다. 본 예시에서 공유 영역은 부호화 블록 0과 부호화 블록 1로 구성될 수 있다. 부호화 블록 0과 부호화 블록 1은 공유 영역 내의 두 부호화 블록이 부호화/복호화되기 전 시점에 갱신된 후보 리스트를 이용하여 후보를 생성할 수 있다. 이에 따라 부호화기 혹은 복호화기는 부호화 블록 0 및 부호화 블록 1에대 해 호 독립적 혹은 병렬적으로 예측을 수행할 수 있다.
도 37의 예시와 달리, 도 38의 경우 공유 후보 리스트를 사용하므로 부호화 블록 0이 먼저 부호화/복호화되지 않아도, 부호화 블록 1이 부호화 블록 0과 함께 부호화/복호화될 수 있다. 즉, 도 38의 예시에 따르면 부호화 블록 0과 부호화 블록 1이 같은 시점에서 병렬적으로 부호화/복호화될 수 있다.
도 38의 (a)에 따르면, 부호화 블록 0과 부호화 블록 1은 공유 후보 리스트를 사용하지만, 서로 다른 후보 리스트의 후보를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 도 38의 (b)에 따르면, 부호화 블록 0과 부호화 블록 1은 공유 후보 리스트를 이용하여 공통된 후보 리스트의 후보를 생성하고, 생성된 동일한 후보를 이용하여 부호화/복호화 될 수 있다.
독립적 혹은 병렬적으로 부호화/복호화가 수행되는 각 영역은 복수의 블록으로 구성되어, 각 블록별로 예측이 수행될 수 있다. 이때, 각 영역은 각각의 후보 리스트를 생성하여 예측이 수행될 수 있다.
일예로, 하나의 픽처를 구성하는 타일 A와 타일 B가 병렬적으로 부호화/복호화될 때, 각 영역은 서로 다른 후보 리스트를 이용하여 부호화/복호화될 수 있다. 예컨대, 부호화기 혹은 복호화기는 타일 A에 속한 블록에서 발생한 움직임 정보를 타일 A의 후보 리스트에 저장할 수 있다. 또한, 부호화기 혹은 복호화기는 타일 B는 타일 B에 속한 블록에서 발생한 움직임 정보를 타일 B의 후보 리스트에 저장할 수 있다,
독립적 혹은 병렬적으로 부호화/복호화되는 각 영역이 새로 생성하는 후보 리스트는 기구성된 후보 리스트를 참조 혹은 복사하여 초기화 혹은 상속될 수 있다. 초기화 된 후에는 각 영역의 후보 리스트는 각 영역 내의 정보에 의해서만 갱신될 수 있다. 이에 따라 각각의 영역은 상호 의존 없이 부호화/복호화 될 수 있다. 이하에서는 이러한 후보 리스트를 서브 후보 리스트라 정의한다.
도 39는 하나 이상의 부호화 블록으로 구성된 한 개 이상의 타일이, 병렬적으로 부호화/복호화되는 예시를 도시한다. 부호화기 혹은 복호화기는 각 타일을 위해 기복원된 공유 후보 리스트를 각 타일들의 후보 리스트 초기 값으로 상속할 수 있다. 그리고 상속된 후보 리스트를 기반으로 각각의 타일에 대해 서로 다른 서브 후보 리스트가 생성될 수 있다.
이때, 기복원된 공유 후보 리스트가 각 타일의 후보 리스트 초기값으로 상속 되는지 여부를 나타내는 정보(플래그, 인덱스, 지시자 등), 초기화를 위해 참조하는 픽처 정보, 초기화를 위해 참조하는 타일 정보 및 초기화를 위해 참조하는 움직임 정보의 수에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보가 시퀀스 파라미터 세트(sequence parameter set), 픽처 파라미터 세트(picture parameter set), 슬라이스 헤더(slice header) 중 적어도 하나를 통해 시그널링될 수 있다.
도 39에 따르면, 부호화기 혹은 복호화기는 기복원된 공유 후보 리스트를 상속하여 타일 0 및 타일 1을 위한 각각의 서브 후보 리스트를 생성할 수 있다. 상속된 후보 리스트를 이용하여 타일 0에 포함된 첫번째 부호화 블록이 부호화/복호화될 수 있다. 이때 유도된 움직임 정보 E를 이용하여 타일 0의 후보 리스트가 갱신될 수 있다. 첫번째 부호화 블록의 부호화/복호화가 완료된 후, 서브 후보 리스트에 첫번째 블록의 움직임 정보 E가 추가될 수 있다.
이후 타일 0의 두번째 부호화 블록은 움직임 정보 E가 포함된 갱신된 서브 후보 리스트를 참조하여 부호화/복호화될 수 있다. 부호화기 혹은 복호화기는 해당 블록의 움직임 정보 F을 유도하고 이를 기반으로 해당 블록에 대한 예측을 수행할 수 있다. 이 때, 유도된 움직임 정보 F를 이용하여 타일 0의 서브 후보 리스트가 다시 갱신될 수 있다.
도 39는 후보 리스트의 크기가 5인 경우를 도시하며, 움직임 정보 갱신에 따라 후보 리스트의 기 저장된 움직임 정보 하나(A)가 삭제되고 움직임 정보 F가 추가된 예를 도시한다. 이 때, 서브 후보 리스트에서 삭제되는 움직임 정보는 가장 낮거나 혹은 높은 인덱스를 가지는 움직임 정보이거나, 예측 잠재성이 가장 낮은 움직임 정보 일 수 있다.
부호화기 혹은 복호화기는 타일 1의 상속된 후보 리스트를 통해 첫번째 부호화 블록을 부호화/복호화하며, 부호화/복호화된 첫번째 부호화 블록에서 얻은 움직임 정보 G를 통해 타일 1의 후보 리스트를 갱신할 수 있다. 따라서, 첫번째 부호화 블록의 부호화/복호화가 완료된 후 갱신된 서브 후보 리스트는 추가로 첫번째 블록의 움직임 정보 G을 포함한다. 공유 후보 리스트를 참조하여 상속하였어도, 각 타일에 대한 예측이 수행된 후 타일 0와 타일 1의 서브 후보 리스트는 서로 다른 움직임 정보를 포함할 수 있다.
이후 타일 1의 두번째 부호화 블록은 움직임 정보 G가 포함된 갱신된 서브 후보 리스트를 참조하여 부호화/복호화될 수 있다. 이 때, 유도된 움직임 정보 G를 이용하여 타일 1의 서브 후보 리스트가 다시 갱신될 수 있다.
기 부호화/복호화된 움직임 정보에 의해 이미 타일 1의 서브 후보 리스트에 움직임 정보 G가 추가되어 있으므로, 중복된 움직임 정보인 G의 추가는 생략될 수 있다. 이처럼 공유 후보 리스트를 상속한 각 타일의 서브 후보 리스트는, 각 부호화 블록이 부호화/복호화되어 감에 따라 서로 다른 형태로 형성될 수 있다. 서로 다른 타일 간에는 상호 참조가 필요하지 않으므로 각 타일들은 서로 독립적 혹은 병렬적으로 부호화/복호화될 수 있다.
이하에서는, UPU 구성을 통해 상술한 후보 리스트 예측 효율을 향상시키는 방법에 대해서 설명한다.
본 발명에 따른 후보 리스트를 사용하는 것으로 이전 블록에서 발생한 움직임 정보가 누적 저장 및 관리될 수 있다. 후보 리스트에 누적된 움직임 정보는 기존 예측 방법에서 참조하지 못하던 영역의 움직임 정보를 참조하도록 하는 것으로 부호화 효율을 향상시킨다.
그러나 지나치게 먼 위치에서 발생한 움직임 정보는 현재 블록을 예측함에 있어 예측 효율이 낮출 수 있는 문제가 있다. 구체적으로, 후보 리스트의 크기가 제한되는 경우, 지나치게 먼 위치에서 발생한 움직임 정보만을 후보 리스트에 저장하게 되는 상황은 부호화 효율의 감소를 발생시킬 수 있다. 이때, UPU의 적절한 구성으로 이러한 문제를 해결하거나 완화시킬 수 있다.
도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른, 단일 UPU로 구성된 후보 리스트 및 복수의 UPU로 구성된 후보 리스트를 설명하기 위한 도면이다.
도 40의 (a)는 단일 UPU로 구성된 후보 리스트 구성의 일 예를 도시한다. 도 40은, UPU가 픽처 단위로 할당되고, 후보 리스트의 크기가 8로 제한된 예시를 도시한다. 부호화 순서가 좌에서 우 방향이고, 픽처의 오른쪽 끝부분에서 블록 분할이 다수 발생하여 후보 리스트에는 최 우측 8개의 부호화 블록의 움직임 정보가 저장되어 있다. 이때, 현재 블록은 좌측 끝부분에 존재하여 후보 리스트에 저장되어 있는 움직임 정보들이 참조하는 부호화 블록과 지나치게 멀어 부호화 효율이 감소될 수 있다.
도 40의 (b)는 본 발명에 따른 실시예가 적용된 UPU 구성의 일예를 도시한다. 부호화기 혹은 복호화기는 픽처를 세로 분할하여 픽처가 n개의 UPU를 포함하도록 할 수 있다. 이때, 각 UPU는 별도의 후보 리스트를 가지므로, 현재 블록은 UPU 0의 후보 리스트를 참조하여 부호화/복호화될 수 있다. 이러한 UPU 구성에 따라, 부호화 블록 열이 변경되는 경우에도 현재 블록과 움직임 정보가 참조하는 부호화 블록의 거리가 도 40의 (a)에 비해 인접하게 될 수 있다. 마찬가지로 미래 블록이 부호화 될 때에는 UPU n의 후보 리스트를 참조하므로, UPU n의 후보 리스트를 참조하게 되어 지나치게 먼 부호화 영역을 참조하는 경우를 방지할 수 있다.
즉, 부호화기 혹은 복호화기는 현재 블록의 위치가 속하는 UPU에 따라 서로 다른 후보 리스트를 사용할 수 있다. 이에 따라, 부호화기 혹은 복호화기는 부호화 효율의 감소를 방지할 수 있다. 이 때, 각 UPU에 속하는 후보 리스트는 서로 다른 UPU에 속한 먼저 생성된 후보 리스트를 참조할 수 있다. 예를 들어, UPU n의 후보 리스트는 UPU 0부터 UPU n-1의 UPU들 중 적어도 하나를 참조하여 생성될 수 있다.
도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 복호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 41을 참고하면, 본 발명에 따른 복호화 방법은 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 제 1 후보 리스트를 유도하는 단계(S4110), 기 복원된 움직임 정보를 이용하여 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계(S4120), 제 1 후보 리스트와 제 2 후보 리스트를 이용하여 제 3 후보 리스트를 유도하는 단계(S4130) 및 제 3 후보 리스트를 이용하여 예측 블록을 생성하는 단계(S4140)을 포함할 수 있다.
여기서 기 복원된 움직임 정보는 현재 블록의 복호화 직전에 복호화된 부호화 블록의 움직임 정보일 수 있다.
도 42는 본 발명의 일 실시예에 따른 부호화 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 42를 참고하면, 본 발명에 따른 부호화 방법은 현재 블록의 움직임 정보를 결정하는 단계(S4210), 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 제 1 후보 리스트를 유도하는 단계(S4220), 기 부호화된 움직임 정보를 이용하여 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계(S4230) 및 제 1 후보 리스트와 제 2 후보 리스트를 이용하여 제 3 후보 리스트를 유도하는 단계(S4240)을 포함할 수 있다.
도 41 및 도 42에 도시된 부호화/복호화 방법이 수행되기 위해 전술한 실시예들 중 적어도 하나 또는 적어도 하나의 조합이 활용될 수 있다. 일예로, 제 1 후보 리스트는 종래의 후보 리스트를 의미하고 제 2 후보 리스트는 본 발명에 따른 후보 리스트를 의미하는 것일 수 있다. 즉, 제 1 후보 리스트는 AMVP 모드, 머지 모드 및 IBC 모드에서 사용되는 후보 리스트 중 적어도 하나일 수 있다.
여기서 기 부호화된 움직임 정보는 현재 블록의 부호화 직전에 부호화된 부호화 블록의 움직임 정보일 수 있다.
이하에서는, 적응적 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법에 대해서 설명한다.
영상 압축에서 32개를 초과하는 화면 내 예측 모드를 표현하기 위해서는 6비트 이상의 데이터가 필요하다. 만약 64개를 초과하는 화면 내 예측 모드를 표현하기 위해서는, 7비트 이상의 데이터가 필요하다. 영상 부호화/복호화 방법에서는 화면 내 예측 모드를 표현하는 비트를 줄이기 위해 Most Probable Mode(MPM)을 사용한다.
도 43 및 도 44는 MPM 후보를 설명하기 위한 도면이다.
도 43는 현재 블록과 MPM 으로 사용될 수 있는 후보 일 예를 나타낸 그림으로, C1~C17에 해당하는 회색 음영 블록은 주변 블록이 있는 영역으로 MPM 으로 사용될 수 있는 영역이다. 영상 압축 기술에서 부호화기는 현재 블록의 주변 블록으로부터 화면 내 예측 모드를 유도하여 MPM 후보 및 MPM 리스트를 구성하고, 현재 블록에서 결정된 화면 내 예측 모드와 동일한 예측 모드가 MPM 리스트 내에 있을 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드 대신 MPM 후보의 인덱스를 송신하는 방법으로 화면 내 예측 모드의 표현 비트량을 줄일 수 있다.
도 43는 MPM에 사용될 수 있는 후보의 일 예를 나타낸 것으로, 영상 압축 기술에 따라 MPM에서 C1~C17의 후보의 전체 또는 일부가 사용될 수 있고, 주변 블록의 예측 모드에 따라 DC 예측 모드, PLANAR 예측 모드 및 방향성 있는 화면 내 예측 모드 중 적어도 하나가 MPM 리스트에 추가될 수 있다. 또한 주변 블록의 방향성 있는 화면 내 예측 모드에 Offset을 더하거나 뺀 방향성 모드가 MPM 리스트에 추가될 수 있다
또한 도 44의 일 예와 같이 현재 블록의 인접 영역이 아닌 주변 영역의 블록으로부터 화면 내 예측 모드를 유도하여 MPM 리스트를 구성할 수도 있다.
도 45는 화면 내 예측 모드 선택의 예시를 설명하기 위한 도면이며, 도 46은 MPM 리스트에 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 포함되어 있지 않는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 45는 영상 부호화/복호화 과정에서 현재 블록과 주변 블록의 화면 내 예측 모드(Intra mode) 발생 일 예를 표현한 그림으로, 회색 음영 블록은 주변 블록에 포함되어 있는 영역이고, 영역 별 번호는 해당 영역이 포함된 주변 영역의 화면 내 예측 모드 값을 의미한다. 도 45와 같이 현재 블록의 주변 블록에 현재 블록과 동일한 예측 모드가 없을 경우와, 도 46과 같이 구성된 MPM 리스트에 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 포함되지 않은 경우, 현재 블록을 위한 MPM은 선택되지 않고 현재 블록의 예측 모드가 직접 시그널링되어 송신될 수 있다.
일예로, MPM이 선택되지 않은 경우, 현재 블록의 예측 모드를 압축 송신하는 방법으로, 현재 블록의 예측 모드를 Selected mode, Non-selected mode (Remaining mode)로 구분하여 송신하는 방법이 있다. Selected mode는 발생할 수 있는 모든 화면 내 예측 모드에서 MPM 후보에 발생한 화면 내 예측 모드 번호를 제외한 나머지 화면 내 예측 모드에 대해, 화면 내 예측 모드가 N배수(N은 2이상의 정수) 일 경우 Selected mode flag와 1/N된 화면 내 예측 모드 번호를 각각 압축하여 송신하고, N 배수가 아닐 경우 Selected mode flag와 함께 Non-selected mode 를 압축 송신하는 방법이다. 반면 Non-selected mode를 이용하는 경우, 부호화기는 Truncated binary coding과 같은 방법을 사용하여 MPM에 포함되지 않는 화면 내 예측 모드를 코딩(Remaining intra mode coding)하여 송신할 수 있다.
또한, MPM이 선택되지 않은 경우, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 표현하기 위해서 N개(N은 2이상의 정수)의 예측 모드를 표현하는 경우 logN개의 표현 비트가 필요하다. 또한, Selected mode 방법을 사용해도 MPM 인덱스보다 더 많은 비트가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명에 따르면 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하여 MPM 선택률을 높일 수 있다. 본 발명에 몇몇 실시예에 따르면, MPM이 선택되지 않은 경우 적응적으로 구성한 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 시그널링하는 방법, 화면 내 예측 모드 리스트를 Selected mode, Non-selected mode에 적용하여 예측 모드의 표현 비트를 줄이는 방법 등이 제안된다. 본 발명에 따른 화면 내 예측 모드 리스트는 별도의 시그널링 없이 영상 부호화기 및 복호화기에서 항상 참조가 가능하므로, 상술한 MPM, Selected mode, Non-selected mode 외의 부호화/복호화 과정에서도 참조 정보로 활용될 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법에 대해서 설명한다.
부호화기는 다양한 화면 내 예측 모드를 적용하여 화면 내 예측을 수행한 후, 그 중 가장 압축률이 높은 예측 모드를 최적의 예측 모드로 결정하고, 영상 복호화기는 부호화기에서 결정한 화면 내 예측 모드를 사용하여 동일하게 예측 및 복원을 수행한다. 영상 부호화기 및 복호화기는 동일한 예측 모드를 이용하여 예측 및 복원을 수행하므로, 영상 복호화기도 부호화기에서 유도된 화면 내 예측 모드에 대한 리스트를 유도할 수 있어야 한다. 부호화기에서 결정된 화면 내 예측 모드를 통해 복호화기도 동일하게 예측을 수행하므로, 부호화기와 복호화기의 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 규칙이 동일하다면 부호화기와 복호화기는 별도의 시그널링 없이 동일하게 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다. 부호화기 및 복호화기에서 구성된 화면 내 예측 모드 리스트는 예측 모드를 유도할 때 사용될 수 있다.
도 47은 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 47은 부호화기 및 복호화기에서의 화면 내 예측 모드 리스트 구성 과정 일 예를 도시한다. 도 47에 따르면 화면 내 예측 모드 리스트는 화면 내 예측 모드 발생 빈도를 기반으로 구성될 수 있다. 도 47에서 16개로 이루어진 각각의 정사각형은 각각의 예측 모드를 도출하는 단위 부호화 블록을 의미하고, 회색 음영은 현재 블록을 의미하며, 음영 내의 값은 화면 내 예측 모드(Intra Mode)별 발생 빈도를 체크하는 Count List에서 갱신된 값을 의미할 수 있다.
Count List에서의 인덱스는 화면 내 예측 모드의 숫자를 의미한다. 여기서, 화면 내 예측 모드의 숫자란, 화면 내 예측 모드를 표현하는 값을 의미할 수 있다. 즉, 도 47에서 각 예측 단위 내에 숫자는 화면 내 예측 모드를 지시하는 값을 나타내며, 점선 화살표는 시간적 흐름을 나타낸다. 즉, 현재 블록에 대해 도 47의 (a)에서 (i)의 순서대로 화면 내 예측이 수행될 수 있다.
도 47의 (a)에서 결정된 화면 내 예측 모드의 값이 5이므로, Count List의 화면 내 예측 모드의 값 5가 1증가된다. 이어서 도 47의 (b)에서 결정된 화면 내 예측 모드의 값이 4이므로 Count List의 화면 내 예측 모드의 값 4가 갱신된다. 마찬가지로 도 47의 (c)~(i)에서 각각 결정된 화면 내 예측 모드에 따라 Count List내 화면 내 예측 모드의 값이 증가될 수 있다. 화면 내 예측에서 예측 모드 시그널링에 사용되는 화면 내 예측 모드 리스트는, 구성된 Count list를 참조하여 별도로 구성되거나, Count list를 직접 참조하여 사용하는 형태로 구현될 수 있다.
도 47은 화면 내 예측 모드 리스트가 유도되는 과정의 일 예를 도시한 것으로, 부호화기 혹은 복호화기는 Count가 아닌 다른 방식의 Cost를 계산하여 화면 내 예측 모드 리스트 구성할 수 있다. 또한, 화면 내 예측 모드 리스트가 유도되는 방법도 다르게 구현될 수 있다. 일예로, 화면 내 예측 모드 별 잔차 신호를 이용하여 Cost가 결정될 수 있다. 다른 예로, 화면 내 예측 모드의 발생 빈도 및 Cost 결과를 조합하여 화면 내 예측 모드 리스트가 구성될 수 있다.
도 48은 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 다른 도면이다.
도 48은 결정된 화면 내 예측 모드에 따른 화면 내 예측 모드 리스트 구성 일 예를 도시한다. 도 48의 예시에서, 각각의 블록의 상단, 좌측에 인접해 있는 주변 블록과 해당 블록간의 예측 모드가 동일하지 않으므로, MPM이 활용될 수 없다. 따라서 종래의 방법에 따르면 부호화기는 예측 모드를 모두 시그널링 해야하고, 35개의 모드를 사용하는 경우 MPM 리스트에 포함되어 있지 않은 32개의 모드를 표현하기 위해 각 예측 모드별로 5비트를 할당해야 한다. 따라서 도 48의 영역을 부호화/복호화 하기 위해서는 16개 블록에서 각 5비트씩 총 80비트가 시그널링되어야한다.
한편, 본 발명에 따르면, 부호화기 혹은 복호화기는 일정 길이의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다. 현재 블록에 대한 화면 내 예측 모드가 화면 내 예측 모드 리스트 내에 존재할 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 대한 화면 내 예측 모드 리스트 내 인덱스를 시그널링하여 요구되는 비트량을 줄일 수 있다.
도 48은 예측 모드의 발생 빈도인 Count를 기반으로 길이 4인 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 일 예를 도시한다. 부호화기 혹은 복호화기는 예측 모드별로 Count를 갱신한 후, Count가 가장 높은 순서(화면 내 예측 모드의 값 4,3,5 순)대로 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 0 값부터 할당하여, 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 부호화기 혹은 복호화기는 일부 예측 모드에 대한 Count에 소정의 가중치를 가산하거나 감산하여 화면 내 예측 모드 리스트를 생성할 수도 있다.
도 48의 예시에서, 화면 내 예측 모드 리스트에 대한 인덱스만 시그널링되는 경우, 길이가 4인 리스트의 인덱스가 시그널링되므로, 부호화기 혹은 복호화기는 블록당 2비트를 이용하여 화면 내 예측 모드를 시그널링할 수 있으며, 16개의 블록에 대해서는 32개의 비트를 이용 화면 내 예측 모드를 시그널링할 수 있다. 즉, 본 발명의 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하면, 예측 모드의 표현 비트를 크게 감소시켜 영상 부호화 효율을 증대 시킬 수 있다.
도 49는 본 발명의 일 실시예에 따른, count 기반 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
만약 모든 화면 내 예측 모드에 대해 Count 값이 모두 동일한 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트가 모두 채워질 때까지 순차적으로 화면 내 예측 모드를 구성하거나, 주변 블록의 예측 모드와 유사한 예측 모드를 사용하여 화면 내 예측 모드를 구성할 수 있다.
도 49는 Count 기반 화면 내 예측 모드 리스트에서 동일한 Count가 발생할 경우 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법의 일 예를 도시한다. 도 49에 따르면, 화면 내 예측 모드의 값 2, 3, 4, 5, 6에 대한 Count가 3으로 가장 높은 값을 가지면서 동일할 수 있다. 이 경우 도 49의 좌측에 도시된 바와 같이, 부호화기 혹은 복호화기는 0부터 순차 스캔을 수행하여, 화면 내 예측 모드 리스트가 모두 채워질 때까지 동일한 Count로 발생한 예측 모드를 순차적으로 화면 내 예측 리스트에 추가할 수 있다.
다른 방법으로, 도 49의 우측에 도시된 바와 같이, 부호화기 혹은 복호화기는 동일한 Count값을 갖는 예측 모드에 대해 현재 블록의 좌측, 상단 인접 블록의 예측 모드를 우선적으로 추가하여 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다. Count가 가장 높은 값을 가지지 않는 경우에도, 부호화기 혹은 복호화기는 동일한 Count를 가지는 예측 모드에 대해 좌측, 상단 인접 블록의 예측 모드에 우선 순위를 적용할 수 있다.
도 50은 본 발명의 일 실시예에 따른, cost 기반 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
또 다른 예로, Count가 동일하더라도 부호화기 혹은 복호화기는 소정의 조건을 이용하여 화면 내 예측 모드를 구성할 수 있다. 예를 들어, 소정의 조건은 현재 블록의 인접 또는 주변 블록의 예측 모드의 발생 빈도일 수 있다. 화면 내 예측 모드 리스트는 예측 모드 별로 Cost를 계산하여 가장 최적의 Cost를 갖는 예측 모드를 우선적으로 이용하여 구성될 수 있다.
Cost의 측정은 최적의 예측 모드로 선택된 화면 내 예측 모드에 대해 각각의 예측 모드 별 발생 빈도나, 각각 예측 모드 별로 발생하는 잔차 신호 등을 이용하여 계산될 수 있다. 또한 Cost는 현재 블록에 인접한 주변 블록에서 결정된 화면 내 예측 모드에 대해 가중치를 적용하거나, 현재 블록에 인접한 주변 블록에서 발생하는 화면 내 예측 모드와 유사한 방향에 가중치를 적용하는 방법 등으로 계산될 수 있다.
도 50은 Cost기반의 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법 일 예를 도시한다. 도 50의 음영 부분은 현재 블록을 의미하며, 각 번호는 화면 내 예측 모드를 의미할 수 있다. 도 50에서, 각각 블록에서 발생하는 화면 내 예측 모드는 History Mode List에 저장될 수 있다. 도 50에 따르면, 현재 블록의 상단과 좌측에 인접한 블록의 예측 모드의 평균을 기준값으로 History Mode List의 각 예측 모드 간 차의 절대값을 Cost로 하여 Cost List가 구성될 수 있다. 이때, 부호화 혹은 복호화기는 Cost가 낮은 예측 모드를 우선적으로 추가하여 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다.
화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 때, 새로 추가되는 화면 내 예측 모드가 기존의 화면 내 예측 모드 리스트에 존재할 경우, 해당되는 화면 내 예측 모드의 인덱스(Index)는 낮게 할당될 수 있다. 인덱스 값은 화면 내 예측 모드 리스트에 포함되는 화면 내 예측 모드 중 하나를 선택하는 식별자로 사용될 수 있다. 이 때, 부호화기 혹은 복호화기는 인덱스 값이 낮을수록 복호화기에 시그널링 되는 비트를 적게 할당하여 시그널링의 효율을 높일 수 있다.
도 51 및 52는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 변경하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 이전에 부호화한 블록들의 화면 내 예측 모드보다 다음 블록의 화면 내 예측 모드와 유사할 확률이 높으므로, 현재 블록의 화면 내 예측 모드를 화면 내 예측 모드 리스트에 추가하는 경우, 가장 낮은 인덱스 값인 “0”의 값이 할당되도록 할 수 있다.
도 51는 추가되는 화면 내 예측 모드가 기존 화면 내 예측 모드 리스트에 존재하는 경우, 해당 화면 내 예측 모드에 가장 낮은 인덱스를 적용하는 방법의 예시를 도시한다. 도 51에 따르면, 화면 내 예측 모드 리스트에 0,22,3,11,7의 화면 내 예측 모드 값이 존재하고, 추가되는 화면 내 예측 모드가 3일 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트에 이미 존재하는 화면 내 예측 모드 3의 인덱스 값을 0으로 변경할 수 있다.
도 52는 추가되는 화면 내 예측 모드가 기존 화면 내 예측 모드 리스트에 존재하는 경우, 해당 화면 내 예측 모드에 대한 인덱스를 감소시키는 방법의 일 예를 도시한다. 화면 내 예측 모드 리스트에 0,22,3,11,7의 화면 내 예측 모드 값이 존재하고 추가되는 화면 내 예측 모드가 3일 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트에 이미 존재하는 화면 내 예측 모드 3의 인덱스 값을 3번째에서 두번째로 변경할 수 있다. 또는, 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 때, 새로 추가되는 화면 내 예측 모드가 기존의 화면 내 예측 모드 리스트에 존재하는 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 해당 화면 내 예측 모드에 대해 기설정된 소정의 인덱스를 부여할 수 있다.
도 53 및 도 54는 본 발명의 몇몇 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 영역을 설명하기 위한 도면이다.
화면 내 예측 모드 리스트는 하나 이상의 CU로 구성된 블록, CTU, 브릭, 타일, 슬라이스, 서브픽처, 픽처, 프레임, GOP(Group Of Picture)과 같은 일정 부호화/복호화 단위로 구성될 수 있다. 인접한 블록일수록 동일한 예측 모드가 발생할 확률이 높으므로, 부호화기 혹은 복호화기는 CTU나 Slice 같은 단위로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있으며, 화면 내 예측의 후보 개수가 충분하지 않을 경우에는 Picture 단위로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하여 더 정확한 예측을 유도할 수도 있다. 또한 영상에서는 각 픽처간 유사도가 높다는 특성이 있으므로, 부호화기 혹은 복호화기는 GOP 별로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하여 부호화 효율을 높일 수 있다. 또한 인접한 블록일수록 동일한 예측 모드가 발생할 확률이 상대적으로 높으므로, 부호화기 혹은 복호화기는 픽처 내 일정 영역별로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수도 있다.
여기서 일정 영역이라 함은, 도 53에 도시된 바와 같이 현재 블록의 주변 영역으로 한정될 수도 있고, 도 54와 같이 화면을 N분할(N은 1이상의 정수)하여 구역을 지정한 형태 일수도 있다. 본 발명에 따른 화면 내 예측 모드 리스트는 하나 이상의 CU로 구성된 블록, CTU, 브릭, 타일, 슬라이스, 서브픽처, 픽처, 프레임, GOP(Group Of Picture) 단위뿐만 아니라, 정지 영상 압축기술 등 영상 압축 분야에서 사용할 수 있는 다양한 단위별로 생성되어 활용될 수 있다. 또한 화면 내 예측 모드 리스트는 모든 예측 모드를 대상으로 구성되거나, 선택 가능성이 높은 예측 모드에 대해서만 별도의 리스트로 구성될 수도 있다.
도 55는 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트 구성 방법을 설명하기 위한 또다른 도면이다.
도 55는 영상 부호화기 혹은 복호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법 다른 일 예를 도시한다. 도 55의 예시에서 화면 내 예측 모드 리스트는 화면 내 예측 모드의 리스트가 모두 차 있을 경우, 가장 먼저 추가되었던 요소를 새로운 값으로 치환하는 FIFO(First In First Out) rule에 의해 구성될 수 있다. 화면 내 예측 모드 리스트가 가득 찼을 경우, 치환 순서는 주변 블록의 화면 내 예측의 방향성을 고려하여 변경될 수 있다.
이하의 명세서에서는 치환 순서가 FIFO(First In First Out) rule을 따르는 화면 내 예측 모드 리스트에 대해서 설명한다. 도 55에서 16개로 이루어진 각각의 정사각형은 각각 예측 모드를 도출하는 단위 블록을 의미하고, 회색 음영은 현재 블록을 의미할 수 있다. 각 예측 단위 내에 숫자는 화면 내 예측 모드를 나타내며, 점선 화살표는 화면 내 예측 순서를 나타낸다. 즉 도 55의 (a)에서 (f)의 순서대로 화면 내 예측이 수행될 수 있다.
도 55의 (a)에서 결정된 화면 내 예측 모드의 값이 5이므로, 모드 번호 5는 화면 내 예측 모드 리스트에 추가될 수 있다. 이어서 도 55의 (b)에서 결정된 화면 내 예측 모드의 값이 4이므로 모드 번호 4가 화면 내 예측 모드 리스트에 순서대로 추가될 수 있다. 마찬가지로 도 55의 (c)~(f)에서 각각 결정되는 화면 내 예측 모드는 화면 내 예측 모드 리스트에 순차적으로 추가될 수 있다. 각 화면 내 예측 모드를 화면 내 예측 모드 리스트에 추가하는 과정에서 추가되는 화면 내 예측 모드가 화면 내 예측 모드 리스트에 존재할 경우, 중복되는 화면 내 예측 모드는 화면 내 예측 모드 리스트에 추가되지 않을 수 있다.
또한 도 55의 (f)와 같이, 화면 내 예측 모드 리스트가 모두 채워져 있을 경우, 화면 내 예측 모드 리스트의 각 요소 중 먼저 추가된 순서대로, 각 요소가 새로운 화면 내 예측 모드로 순차 치환될 수 있다. 도 55에서는 화면 내 예측 모드 리스트의 크기가 4로 되어 있으나, 화면 내 예측 모드 리스트의 크기는 다양하게 설정될 수 있다. 다른 예로, 화면 내 예측 모드 리스트가 모두 채워져 있을 경우, 추가되는 화면 내 예측 모드는 화면 내 예측 모드 리스트의 기설정된 위치에 추가될 수도 있다.
화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스는 화면 내 예측 모드 리스트에 포함되는 화면 내 예측 모드 중 하나를 지시하는 식별자로 사용될 수 있다. 이 때, 부호화기 혹은 복호화기는 인덱스 값이 낮을수록 복호화기에 시그널링 되는 비트를 적게 할당하여 시그널링의 효율을 높일 수 있다.
현재 블록의 화면 내 예측 모드는 이전에 부호화한 블록들의 화면 내 예측 모드보다 다음 블록의 화면내 예측 모드와 유사할 확률이 높으므로 화면 내 예측 모드 리스트에 화면 내 예측 모드를 추가하는 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 추가되는 화면 내 예측 모드에 가장 낮은 인덱스 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 55의 (b)에서, 부호화기 혹은 복호화기는 기존 0번 인덱스에 값을 가지던 화면 내 예측 모드의 값 5를 1번 인덱스 값을 가지도록 변경하고, 현재 부호화 블록의 화면 내 예측 모드의 값인 4를 0번 인덱스 값에 할당할 수 있다.
도 56 내지 도 58은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드의 인덱스를 할당하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 56은 추가되는 화면 내 예측 모드에 대해 가장 낮은 인덱스 값을 할당하는 방법의 일 예를 도시한다. 가장 최근에 추가된 화면 내 예측 모드에 대해 가장 낮은 인덱스 값인 0이 할당되고, 나머지 화면 내 예측 모드 번호에 대해서도 나중에 추가된 순서대로 낮은 인덱스 값이 각각의 화면 내 예측 모드에 할당될 수 있다.
다른 예로, 부호화기 혹은 복호화기는 유도된 화면 내 예측 모드를 순차적으로 추가한 다음, 인덱스 값을 재정렬하여 가장 최근에 추가한 화면 내 예측 모드부터 “0”의 값을 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 55에서 (f)의 경우 화면내 예측 모드 리스트는 화면내 예측 모드의 값은 4, 3, 6, 8 순서대로 구성될 수 있으며, 이때, 인덱스 값은 3, 2, 1, 0의 순서로 화면 내 예측 모드 4는 인덱스 값 3, 화면 내 예측 모드 3은 인덱스 값 2, 화면 내 예측모드 6은 인덱스 값 1, 화면 내 예측 모드 8은 인덱스 값 0이 할당될 수 있다.
도 57은 최근 추가되는 모드에 가장 낮은 인덱스 값을 할당하는 방법의 예시를 도시한다. 가장 최근에 추가된 화면 내 예측 모드에 대해 가장 낮은 인덱스 값인 0이 할당되고, 나머지 화면 내 예측 모드에 대해서도 나중에 추가된 순서대로 낮은 인덱스 값이 할당될 수 있다.
추가되는 화면 내 예측 모드가 이미 화면 내 예측 모드 리스트에 존재할 경우, 해당 화면 내 예측 모드에 가장 낮은 인덱스 값인 “0”이 부여될 수 있다. 도 58은 화면 내 예측 모드 리스트에 해당 화면 내 예측 모드가 이미 존재하는 경우, 해당 화면 내 예측 모드에 화면 내 예측 모드 리스트에서 가장 낮은 인덱스 값을 할당하는 방법의 일예를 도시한다. 도 58의 (d)에 따르면, 화면 내 예측 모드의 값 4가 추가되는 과정에서, 화면 내 예측 모드에 이미 화면 내 예측 모드 4가 존재하므로, 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드의 값 4에 대해 가장 낮은 인덱스 값인 0을 할당할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 일 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 복수개로 구성하는 방법에 대해서 설명한다.
일정 영역 내에서 화면 내 예측 모드 리스트는 복수 개 일 수 있다. 특히, 예측 모드의 방향성이나 일정 영역 별로 복수 개의 화면 내 예측 모드 리스트가 구성되는 경우, 모든 예측 모드, 모든 영역에 대한 하나의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 것보다 예측 모드의 방향성, 일정 영역의 화소 특성 등을 고려하기 유리할 수 있다.
도 59는 본 발명의 일 실시예에 따라, 복수의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 59는 단일 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법과 영역 별로 복수 개의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법의 예시를 도시한다. 도 59의 (a)는 길이가 2인 하나의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 예시를 도시하고, 도 59의 (b)는 블록의 중앙을 중심으로 좌측 영역(제 1 영역), 우측 영역(제 2영역)에 대해 길이가 2인 화면 내 예측 모드 리스트를 각각 구성하는 예시를 도시한다.
도 59의 (a)에서는 좌측, 우측 영역에 대한 구분 없이 하나의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하고 있기 때문에, 각 영역별로 유사한 화면 내 예측 모드가 발생하는 특성을 고려하지 못하고 있지만, 도 59의 (b)에서는 중앙을 중심으로 각 영역별 위치 및 방향성을 고려하여 화면 내 예측 모드 리스트가 개별적으로 구성될 수 있다. 영역별로 복수개의 화면 내 예측 리스트를 구성하는 경우, 각 영역별 화면 내 예측 모드의 발생 특성을 고려할 수 있으므로 부호화 효율이 증대될 수 있다.
도 59의 예시에서는 블록을 좌측 및 우측 영역으로 분할하였지만, 도 59의 실시예는 예시로, 일정 영역을 N개(N은 1이상의 정수)의 임의 영역으로 분할하여 N개의 화면 내 예측 리스트를 구성할 수 있다. 여기서 일정 영역이라 함은, 현재 블록의 주변 영역으로 한정될 수도 있고, 블록이 아닌 슬라이스, 픽처 단위 등에서 화면을 N분할(N은 1이상의 정수)한 영역을 의미하는 것일 수도 있다. 또한, 부호화기 혹은 복호화기는 일부 영역의 화면 내 예측 모드를 이용하여 다른 일부 영역의 화면 내 예측 모드를 구성할 수도 있다.
도 60은 본 발명의 일 실시예에 따라, 예측 모드의 방향성을 고려하여 복수의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 60은 단일 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법과 방향성 별로 복수 개의 화면 내 예측 리스트를 구성하는 방법의 예시를 도시한다. 도 60의 (a)는 길이가 2인 하나의 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 예시를 도시하고, 도 60의 (b)는 예측 모드의 방향성을 기준으로 수평 방향(Horizontal), 수직 방향(Vertical)에 대해 길이가 2인 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법의 일 예시를 도시한다.
화면 내 예측에서 비슷한 방향성을 갖는 예측 모드는 인접하여 발생하는 특성이 있으므로, 부호화기 혹은 복호화기는 각각의 방향성 별로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성한 후, 현재 블록의 주변 블록의 예측 모드의 방향성을 고려하여, 주변 블록의 방향성과 비슷한 화면 내 예측 리스트에서 현재 블록의 예측 모드를 탐색할 수 있다. 방향성을 고려하여 화면 내 예측 모드 리스트를 선택하는 경우, 동일한 화면 내 예측 모드를 찾을 가능성이 높아질 수 있다. 따라서 도 60과 같이 방향성 별 예측 모드 리스트를 구성하는 것은 부호화 효율을 증대시킬 수 있다.
도 60의 예시에서는 예측의 방향성을 수평 및 수직 방향으로 분류하였지만, 도 60의 실시예는 예시로, 방향성을 다양하게 분류하여 N개 이상(N은 1 이상의 정수)의 화면 내 예측 리스트를 구성할 수도 있다.
도 61은 N개 이상의 복수 화면 내 예측 리스트를 구성할 때 방향성을 구분하는 방법을 도시한다. 도 61의 (a)는 2개 방향성을 구분하는 방법의 예시를 도시하며, 도 61의 (b)는 4개 방향성을 구분하는 방법의 예시를 도시한다.
도 62는 본 발명의 일 실시예에 따른 화면 내 예측 모드 리스트를 추가하는 부호화기 및 복호화기 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 62의 장치도는 도 1 및 도 2의 장치도에 화면 내 예측 모드 리스트 생성부가 추가된 것일 수 있다. 화면 내 예측 모드 리스트 생성부는 화면 내 예측에 사용되는 화면 내 예측 모드의 시그널링 비트량을 줄이기 위해, 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다. 또한 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 시그널링 하지 않고, 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 요소를 MPM의 후보로 사용하는 방법을 활용할 수도 있다.
도 63은 본 발명의 일 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 추가하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 63은 부호화기 및 복호화기에서 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법의 예시를 도시한다. 도 63의 (a)는 부호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 흐름도를 도시한다. 부호화기에서 현재 블록의 화면 내 예측 모드가 결정되면, 부호화기는 결정된 화면 내 예측 모드를 화면 내 예측 모드 리스트에 추가할 수 있다. 이때, 화면 내 예측 모드의 리스트가 모두 차 있을 경우, 가장 먼저 추가되었던 요소를 새로운 값으로 치환하는 FIFO(First In First Out) rule에 따라 화면 내 예측 모드가 추가될 수 있다.
화면 내 예측 모드 리스트가 가득 차 있는 경우, 치환 순서는 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 고려하여 도 64와 같이 부분 변경될 수 있다. 도 64의 (h)를 참조하면, 화면 내 예측 모드의 값 4가 추가되는 과정에서, FIFO 순서대로라면 0번 인덱스의 화면 내 예측 모드의 값 6이 4로 치환되어야 한다. 하지만 현재 블록의 인접한 좌측 및 상단 블록의 화면 내 예측 모드의 값이 각각 5,7 이므로, 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트에서 화면 내 예측 모드의 값 5와 7의 평균값 6과 차이가 가장 큰 화면 내 예측 모드의 값 34를 화면 내 예측 모드의 값 4로 치환하여 현재 블록의 주변 영역의 예측 모드 경향성이 반영된 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다. 도 64는 치환 순서를 변경할 수 있는 방법의 일 예를 나타낸 것으로, 치환 순서를 변경하는 기준은 도 64와 같이 주변 인접 블록의 화면 내 예측 모드의 평균 값뿐 아니라, 인접하지 않은 현재 블록의 주변 블록들의 평균 값에 의해서도 결정될 수 있다. 또한, 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 그대로 치환 순서를 변경하는 기준으로 사용할 수 있다. 또한, 평균값 이외에 가중합, 가중 평균값, 중간값, 최소값, 최대값, 등의 통계값 중 적어도 하나가 치환 순서를 변경하는 기준을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
도 63의 (b)는 복호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 흐름도를 도시한다. 복호화기는 부호화기로부터 시그널링된 예측 모드를 복호화하여 화면 내 예측 모드 리스트의 구성요소로 추가할 수 있다. 이 때 화면 내 예측 모드의 리스트가 모두 차 있을 경우, 부호화기와 마찬가지로 가장 먼저 추가되었던 요소를 새로운 값으로 치환하는 FIFO(First In First Out) rule에 따라 화면 내 예측 모드가 추가될 수 있다.
화면 내 예측 모드 리스트가 가득 찼을 경우, 치환 순서는 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 고려하여 일부 변경될 수 있다.
도 65는 본 발명의 일 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 MPM에 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 65는 부호화기 및 복호화기에서 MPM 리스트를 구성하는 경우, 화면 내 예측 모드 리스트를 참조하는 방법의 예시를 도시한다. 도 65의 (a)는 MPM의 구성 요소 중 전체 또는 일부 요소를 화면 내 예측 모드 리스트로부터 유도하는 방법의 예시를 도시한다. 3개의 MPM을 이용하여 MPM 리스트를 구성하는 3 MPM 방식을 사용할 때, 부호화기 혹은 복호화기는 상단 및 좌측의 인접 블록으로부터 화면 내 예측 모드를 유도할 수 있다.
이때, 두 인접 블록의 화면 내 예측 모드가 같은 경우, MPM 리스트의 구성 요소를 인접 블록의 화면 내 예측 모드를 통해 구성하고, 나머지 두개 요소에서 하나 또는 두 개의 요소를 화면 내 예측 모드 리스트 내 구성 요소를 이용하여 결정할 수 있다. 또한 두 인접 블록의 화면 내 예측 모드가 다를 경우에도, 나머지 한 개의 화면 내 예측 모드를 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 요소를 이용하여 결정할 수 있다. 마찬가지로 6개의 MPM을 구성하는 MPM 리스트를 구성하는 경우에도, MPM 리스트의 후보 일부를 화면 내 예측 모드 후보 리스트를 통해 결정할 수 있다.
또한 도 65의 (b)와 같이, 현재 블록의 주변 블록으로부터 화면 내 예측 모드를 유도할 수 없는 경우, 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 요소를 이용하여 MPM 리스트를 구성할 수 있다. 상술한 내용은 본 발명의 실시예를 MPM의 구성 중 일부 조건에 대해서만 적용하는 것으로 기술하나, 이러한 기술이 본발명을 3 MPM 및 6 MPM에서만 제한적으로 사용되는 것을 의미하는 것이 아니다. 다양한 형태의 MPM 리스트를 구성하기 위해, 본 발명에 따른 화면 내 예측 모드 리스트가 사용될 수 있다.
도 66은 본 발명의 일 실시예에 따라, 화면 내 예측 모드 리스트를 non-MPM 모드에 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 66은 Non-MPM의 경우 부호화기에서 화면 내 예측 리스트를 참조하는 방법의 예시를 도시한다. 부호화기는 현재 화면 내 예측 모드가 MPM 리스트에 포함되어 있는지를 확인할 수 있다. 현재 화면 내 예측 모드가 MPM 리스트 포함되어 있는 경우, 부호화기는 MPM Flag 및 MPM Index를 부호화하여 복호화기로 송신하며, 화면 내 예측 모드에 대한 부호화 과정이 종료될 수 있다.
만약 부호화기가 Non-MPM 모드로 동작하는 경우, MPM Flag는 0으로 부호화되어 복호화기로 시그널링 될 수 있다. 현재 화면 내 예측 모드가 MPM 리스트에 없는 경우, 부호화기는 화면 내 예측 모드 리스트에 현재 화면 내 예측 모드가 존재하는지를 확인하여 화면 내 예측 모드 리스트 참조 여부를 나타내는 식별자(혹은 플래그, 인덱스 등)를 시그널링할 수 있다.
만약 현재 화면 내 예측 모드가 화면 내 예측 모드 리스트에 있을 경우, 부호화기는 화면 내 예측 모드 리스트 참조 여부를 나타내는 식별자를 제 1의 값 (예를 들어 “1”)으로 부호화하고, 현재 화면 내 예측 모드와 일치하는 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 부호화하여 복호화기로 시그널링할 수 있다.
만약 현재 화면 내 예측 모드가 화면 내 예측 모드 리스트에 없을 경우, 부호화기는 화면 내 예측 모드 리스트 참조 여부를 나타내는 식별자를 제 2의 값 (예를 들어 “0”)으로 부호화하여 복호화기로 시그널링하고, 현재 화면 내 예측 모드를 부호화하여 복호화기로 시그널링할 수 있다.
도 66에서, MPM에서 선택되지 않은 모드에 대해서 화면 내 예측 모드 리스트의 선택 여부를 검토하므로, Non-MPM 모드로 동작하는 경우에는, MPM list에 존재하는 화면 내 예측 모드가 현재 블록의 예측 모드와 동일한 경우는 발생하지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 Non-MPM 모드의 경우, 화면 내 예측 모드 리스트는 MPM의 구성 요소를 제외한 모드를 이용하여 구성될 수 있다.
Non-MPM의 모드 부호화에서, MPM 후보를 제외한 나머지 모드에 대해서 모드 부호화가 수행될 수 있다. 예를 들면, 화면 내 예측 모드에서 67개의 모드를 사용하고, 3 MPM을 사용하는 경우, 부호화기 혹은 복호화기가 non-MPM 모드로 동작할 시, 67개의 화면 내 예측 모드 중 MPM을 구성하는 3개의 모드를 제외한 64개의 모드에 대한 부호화가 수행될 수 있다. 본 발명에 따르면, 부호화기 혹은 복호화기가 N개의 예측 모드를 가지고, n1개(n1은 자연수)의 MPM 후보를 사용하고, n2개(n2는 자연수)의 화면 내 예측 모드 리스트에서 유도된 예측 모드를 사용하면, 부호화기는 N-n1-n2개의 모드에 대해서 CABAC 코딩을 수행할 수 있다.
Non-MPM 모드의 경우, 부호화기는 Selected-mode 방식에서도 화면 내 예측 모드 리스트를 사용할 수 있다. Selected mode는 Non-MPM 모드 상황에서 사용되는 방법으로 Non-MPM에 발생할 수 있는 N개(N은 자연수)모드에 대해, n개(n은 자연수)의 selected mode와, (N-n)개의 Non-selected mode를 구분하여 selected mode에 더 적은 비트를 할당하는 코딩 방법이다.
화면 내 예측 모드 리스트를 사용하는 경우, Selected mode 방식에 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 요소를 추가할 수 있다. 이 경우, 화면 내 예측 모드 리스트 선택 Flag가 추가 송신되지 않으면서 Selected mode 선택률이 증가될 수 있으므로 부호화 효율이 높아질 수 있다. 다른 방법으로, 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 요소와 Selected mode 방식에 중복이 발생하지 않도록, 부호화기 혹은 복호화기는 a배수가 아닌 모드들로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하여, remaining 모드 발생을 최소화할 수 있다.
도 67은 본 발명의 일 실시예에 따라, 복호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 non-MPM 모드에 적용하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 67은 Non-MPM 모드인 경우 복호화기가 화면 내 예측 리스트를 참조하는 방법의 예시를 도시한다. 복호화기는 부호화기로부터 송신된 MPM 적용 여부를 식별하기 위한 MPM Flag를 수신 및 복호화할 수 있다. MPM Flag가 1인 경우, MPM 인덱스를 복호화하여 MPM 리스트로부터 화면 내 예측 모드를 복원하고 화면 내 예측 모드 복원 프로세스를 종료할 수 있다.
만약 MPM Flag가 0인 Non-MPM 모드의 경우, 본 발명에 따르면 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트 참조 Flag를 복호화할 수 있다. 화면 내 예측 모드 리스트 참조 Flag가 1일 경우, 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 복호화하고, 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 통해 화면 내 예측 모드를 복원하고, 화면 내 예측 모드 복원 프로세스를 종료할 수 있다.
만약 화면 내 예측 모드 리스트 참조 Flag가 0일 경우, 현재 화면 내 예측 모드는 CABAC을 통해 복호화될 수 있다. 여기서, MPM Flag가 1인 경우 및 0인 경우에서의 복호화기 동작은 서로 변경될 수 있다. 또한, 화면 내 예측 모드 리스트 참조 Flag가 1인 경우 및 0인 경우의 복호화기 동작은 서로 변경될 수 있다.
도 67에서, MPM에서 선택되지 않은 모드에 대해서 화면 내 예측 모드 리스트의 선택 여부를 검토하므로, Non-MPM 모드로 동작하는 경우에는, MPM list에 존재하는 화면 내 예측 모드가 현재 블록의 예측 모드와 동일한 경우는 발생하지 않는다. 따라서 본 발명에 따른 Non-MPM 모드의 경우, 화면 내 예측 모드 리스트는 MPM의 구성 요소를 제외한 모드를 이용하여 구성될 수 있다.
Non-MPM에 대한 모드 복호화는, 부호화기와 동일한 방법으로 수행되어야 한다. 따라서 Selected-mode, Non-selected mode와 관련된 복호화기의 화면 내 예측 모드 리스트 구성 및 Selected-mode 구성 방법은 상기 기술된 부호화기와 동일한 방법으로 수행될 수 있다. 또한 화면 내 예측 모드 리스트는 MPM, Selected-mode, Non-selected mode외의 화면 내 예측 모드에서도 참조되어 사용될 수 있다.
도 68은 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하여 영상을 부호화/복호화하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
화면 내 예측 모드 리스트를 구성하기 위해 부호화기 혹은 복호화기는 각 예측 모드 별 Cost를 계산할 수 있다. 도 68의 (a)는 부호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법의 흐름도를 도시하며, 도 68의 (b)는 복호화기가 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법의 흐름도 도시한다. 도 68의 (a)와 같이, 부호화기는 화면 내 예측 모드가 결정되면, 해당 화면 내 예측 모드에 대한 Cost를 갱신할 수 있다. 여기서 Cost 란, 각각의 화면 내 예측 모드의 발생 빈도 또는 잔차 신호 등을 이용하여 유도된 값일 수 있다. 여기서 Cost는 리스트 형태 등으로 구성될 수 있으며, 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하기 위한 정보로 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 예측 모드 별 Cost를 기반으로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하고, 현재 블록의 예측 모드와 동일한 화면 내 예측 모드가 화면 내 예측 모드 리스트 내에 있을 경우, 부호화기는 화면 내 예측 모드를 직접 시그널링 하지 않고 화면 내 예측 모드 리스트의 인덱스를 시그널링할 수 있다. 복호화기는 도 68의 (b)와 같이 부호화기로부터 시그널링된 정보를 바탕으로 부호화기와 동일하게 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하고, 화면 내 예측 모드 복호화에 화면 내 예측 모드 리스트를 참조 정보로 활용하여 예측 모드를 복원할 수 있다. 화면 내 예측 모드 리스트는 화면 내 예측 모드 시그널링과 관계된 다양한 예측 방법에서 참조 정보로 사용될 수 있다.
도 69는 본 발명의 일 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트의 구성 방법을 설명하기 위한 도면이다.
화면 내 예측 모드 별 Cost를 기반으로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법에서, Cost를 계산하는 방법에 대한 일 예는 도 69에 도시된 바와 같다. 발생 빈도에 해당하는 Count 또는 예측 후 잔차 신호 중 적어도 하나를 이용하여 Cost가 계산될 수 있다. 도 69의 (a)는 각 예측 모드의 발생 빈도인 Count를 기반으로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법을 도시하고, 도 69의 (b)는 Count와 잔차 신호를 모두 계산하여 예측 모드 별 잔차 신호의 평균을 기반으로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법을 도시한다.
화면 내 예측에서 자주 발생하는 예측 모드일수록 재사용 될 가능성이 높으므로, 도 69의 (a)에 따르면, Count가 높은 예측 모드를 우선으로 하여 화면 내 예측 모드 리스트가 구성될 수 있다.
한편, 화면 내 예측 시 발생하는 잔차 신호가 적을수록 더 정확한 예측이 수행된 것이므로, 도 69의 (b)에 따르면, 잔차 신호의 평균이 낮은 예측 모드를 우선으로 하여 화면 내 예측 모드 리스트가 구성될 수 있다.
화면 내 예측 모드 리스트를 구성하는 방법에서 사용되는 Cost는, 현재 블록의 주변 영역에 대한 예측 모드 별 발생 빈도를 체크하는 방법 등 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있는 모든 기준에 따라 계산될 수 있다.
도 70 및 도 71은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른, 부호화/복호화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
화면 내 예측 모드 리스트는 상기 일 예처럼 별도로 구성하지 않고, 예측 모드 별로 계산한 Cost를 바로 참조하는 방법으로도 구성될 수 있다. 이 경우에 흐름도는 도 70과 같다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 71과 같이 Cost에 대한 측정 없이 화면 내 예측 모드 리스트가 구성될 수도 있다. 이 경우 현재 블록에 인접한 주변 블록의 화면 내 예측 모드를 이용하여 적응적으로 화면 내 예측 모드 리스트를 구성할 수 있다.
도 72는 본 발명의 실시예에 따른 화면 내 예측 리스트 초기화 방법을 설명하기 위한 도면이다.
화면 내 예측이 수행되기 전에는 화면 내 예측 모드 리스트가 구성될 수 없다. 이에, 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트에 초기값을 부여할 수 있다. 도 72는 초기화된 화면 내 예측 모드 리스트의 예시를 도시한다. 부호화기 혹은 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트에 대해 통계적으로 가장 많이 사용되는 모드에 낮은 인덱스를 우선적으로 할당할 수 있다.
도 72에서 PLANAR_IDX는 화면 내 예측의 PLANAR 모드 번호를 의미하고, DC_IDX는 DC 예측의 DC 모드 번호를 의미하며, VER_IDX는 수직 방향의 방향성 있는 화면 내 예측에 대한 모드 번호, HOR_IDX는 수평 방향의 방향성 있는 화면 내 예측에 대한 모드 번호를 의미할 수 있다. 통계적으로 PLANAR_IDX, DC_IDX, VER_IDX, HOR_IDX 가 자주 발생한다고 하였을 때, 도 72의 예시에서, 부호화기 혹은 복호화기는 PLANAR_IDX, DC_IDX, VER_IDX, HOR_IDX에 인덱스 0 내지 3을 할당할 수 있다. 다음으로, 부호화기 혹은 복호화기는 방향성 있는 모드인 VER_IDX, HOR_IDX에 오프셋 값을 더하고 뺀 모드를 화면 내 예측 모드 리스트에 순차적으로 추가할 수 있다. 도 72의 예시에서 offset1, offset2가 상기 오프셋 값에 해당하며 리스트 내에서 인덱스가 증가할수록 오프셋 값도 증가할 수 있다.
즉, 도 72에서는 offset2 > offset1일 수 있다. 이와 같은 방법으로 부호화기 혹은 복호화기는 통계적으로 발생 빈도가 높은 화면 내 예측 모드를 이용하여, 화면 내 예측 모드 리스트를 초기화할 수 있다, 발생 빈도가 높은 화면 내 예측 모드와 차이값이 적은 방향성 있는 예측 모드를 초기값으로 설정함으로써 화면 내 예측 모드 리스트를 참조할 가능성을 높아질 수 있다.
또한, 일예로, offset2는 offset1 값에 기설정된 소정의 값을 가산하거나 감산하여 결정될 수 있다. 도 72의 예시에서는 오프셋을 더하거나 빼는 방향성 있는 모드로써 VER_IDX와 HOR_IDX를 설정하였지만, 이것은 설명의 편의를 위해 임의로 결정한 값으로, 해당 값은 부호화/복호화 상황에 따라 달라질 수 있다. 또한 초기화 값으로 설정되는 방향성 모드를 결정하기 위한 방법으로, 예측 모드로 결정된 최초의 방향성 있는 화면 내 예측 모드 번호를 사용하는 방법이 활용될 수 있다.
아래의 표 1은 화면 내 예측에서 화면 내 예측 모드를 지시할 수 있는 표현 비트를 도시한 표이다.
[표 1]
Figure pat00001
표 1에 따르면, MPM Flag에 1비트가 할당될 수 있으며, 3개의 MPM mode를 표현하기 위해 2 bit가 할당될 수 있다. MPM이 아닌 모드에 대한 표현 비트로는 32개의 모드를 할당하는 경우 5개의 비트를 사용될 수 있고, 64개의 모드를 할당하는 경우 6개의 비트가 사용될 수 있다.
아래의 표 2는 본 발명에 따른 화면 내 예측 모드의 표현 비트의 일 예를 도시한 표이다.
[표 2]
Figure pat00002
35개 모드를 사용하는 실시예1에서는 화면 내 예측 모드 리스트의 길이가 4로, 67개 모드를 사용하는 실시예2에서는 화면 내 예측 모드의 길이가 8로 설정될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 화면 내 예측 모드 리스트를 Intra mode list로, 화면 내 예측 모드 리스트 선택 여부에 대한 Flag를 Intra mode list flag로, 화면 내 예측 모드 리스트의 모드를 Intra mode list modes로 정의한다.
실시예1에서는 Intra mode list flag에 1 비트가 할당되고, 화면 내 예측 모드 리스트에 포함된 4개의 모드를 표현하기 위해 2비트가 할당될 수 있다. 화면 내 예측 모드 리스트에 포함되지 않은 나머지 화면 내 예측 모드를 표현하기 위한 비트로 5비트가 할당될 수 있다. 표 1의 실시예1에서는 MPM이 선택되지 않은 모드에 대해 5비트가 고정적으로 할당되었으나, 화면 내 예측 모드 리스트를 사용하는 경우 플래그를 포함한 3비트를 이용하여 화면 내 예측 모드를 부호화할 수 있으므로 부호화 효율이 향상될 수 있다.
마찬가지로, 실시예 2에서는 Intra mode list flag에 1비트가 할당되고, 화면 내 예측 모드 리스트에 포함된 8개의 모드를 표현하기 위해 위한 3비트가 할당될 수 있다. 화면 내 예측 모드 리스트에 포함되지 않은 나머지 화면 내 예측 모드를 표현하기 위한 비트로 6비트가 할당될 수 있다. 표 1의 실시예2에서는 MPM이 선택되지 않은 모드에 대해 6비트가 고정적으로 할당되었으나, 화면 내 예측 모드 리스트를 사용하는 경우 플래그를 포함한 4비트를 이용하여 화면 내 예측 모드를 할당할 수 있으므로 부호화 효율이 향상될 수 있다.
표 3은 표 2와 비교시, MPM 예측 모드의 수를 줄이고 화면 내 예측 모드 리스트의 크기를 늘린 화면 내 예측 모드의 표현 비트의 일 예를 도시한 표이다. 예컨대, 화면 내 예측 모드 리스트를 추가한 부호화기 및 복호화기에서의 MPM 리스트의 크기 및 화면 내 예측 모드 리스트의 크기는 다양하게 설정될 수 있다.
[표 3]
Figure pat00003
아래의 표 4는 복수개의 화면 내 예측 모드 리스트를 사용하는 경우에 활용될 수 있는 화면 내 예측 모드의 표현 비트를 도시한 표이다..
[표 4]
Figure pat00004
실시예 1의 경우, 화면 내 예측 모드 리스트는 방향성 별로 총 4개의 리스트를 가질 수 있으며, 각각의 길이는 4로 복수의 화면 내 예측 모드 리스트는 총 16개의 모드를 부호화할 수 있다. 이 경우, 부호화기 혹은 복호화기는 MPM 혹은 주변 블록의 방향성을 기반으로 복수 개의 화면 내 예측 모드 리스트 중에서 하나의 리스트를 선택하고, intra mode list flag를 1로 설정할 수 있다.
마찬가지로, 실시예 2의 경우 화면 내 예측 모드 리스트는 방향성 별로 총 4개의 리스트를 가질 수 있으며, 각각의 길이는 8로 총 32개의 모드를 지시할 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로, 부호화기 혹은 복호화기는 MPM이나 주변 블록의 방향성을 기반으로 복수 개의 화면 내 예측 리스트 중에서 하나의 리스트를 선택하고, intra mode list flag를 1로 설정할 수 있다.
표 5는 Selected mode와 Non-selected mode가 포함된 화면 내 예측 모드 부호화 기술을 도시한다.
[표 5]
Figure pat00005
표 5는 Selected mode와 Non-selected mode가 포함된 화면 내 예측 모드 부호화 기술을 나타낸다. 표 5와 같은 부호화 방법에서, Selected-modes는 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하는 방법으로 구현하여 선택률을 높일 수 있다. 또한, Non-selected modes에 화면 내 예측 모드 리스트를 이용하는 방법을 적용하거나, 화면 내 예측 모드 리스트에 포함되지 않은 화면 내 예측 모드에 대해서만 Non-selected modes로 적용하는 방법으로 표현 비트를 줄일 수 있다.
도 73은 본 발명의 실시예에 따른, 화면 내 예측 모드 리스트의 신택스를 설명하기 위한 도면이다.
도 73은 화면 내 예측 모드 리스트 정보가 포함된 신택스 구성 예시를 도시한다. 본 발명에 따른 복호화기는 MPM에 포함되지 않은 모드들에 대한 화면 내 예측 모드 리스트의 선택 여부인 Intra_mode_list_flag를 시그널링 받을 수 있다. Intra_mode_list_flag가 1인 경우, 복호화기는 화면 내 예측 모드 리스트 내 인덱스인 Intra_mode_list_index를 시그널링하여 화면 내 예측 모드를 복원할 수 있다.
상기의 실시예들은 부호화기 및 복호화기에서 같은 방법으로 수행될 수 있다.
상기 실시예들 중 적어도 하나 혹은 적어도 하나의 조합을 이용해서 영상을 부호화/복호화할 수 있다.
상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 상이할 수 있고, 상기 실시예를 적용하는 순서는 부호화기와 복호화기에서 동일할 수 있다.
휘도 및 색차 신호 각각에 대하여 상기 실시예를 수행할 수 있고, 휘도 및 색차 신호에 대한 상기 실시예를 동일하게 수행할 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 블록의 형태는 정방형(square) 형태 혹은 비정방형(non-square) 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 부호화 블록, 예측 블록, 변환 블록, 블록, 현재 블록, 부호화 유닛, 예측 유닛, 변환 유닛, 유닛, 현재 유닛 중 적어도 하나의 크기에 따라 적용될 수 있다. 여기서의 크기는 상기 실시예들이 적용되기 위해 최소 크기 및/또는 최대 크기로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 고정 크기로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예들은 제1 크기에서는 제1의 실시예가 적용될 수도 있고, 제2 크기에서는 제2의 실시예가 적용될 수도 있다. 즉, 상시 실시예들은 크기에 따라 복합적으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 상기 실시예들은 최소 크기 이상 및 최대 크기 이하일 경우에만 적용될 수도 있다. 즉, 상기 실시예들을 블록 크기가 일정한 범위 내에 포함될 경우에만 적용될 수도 있다.
예를 들어, 현재 블록의 크기가 8x8 이상일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 4x4일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록의 크기가 16x16 이상이고 64x64 이하일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들은 시간적 계층(temporal layer)에 따라 적용될 수 있다. 상기 실시예들이 적용 가능한 시간적 계층을 식별하기 위해 별도의 식별자(identifier)가 시그널링되고, 해당 식별자에 의해 특정된 시간적 계층에 대해서 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 여기서의 식별자는 상기 실시예가 적용 가능한 최하위 계층 및/또는 최상위 계층으로 정의될 수도 있고, 상기 실시예가 적용되는 특정 계층을 지시하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 상기 실시예가 적용되는 고정된 시간적 계층이 정의될 수도 있다.
예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최하위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층 식별자가 1 이상인 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다. 예를 들어, 현재 영상의 시간적 계층이 최상위 계층일 경우에만 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
본 발명의 상기 실시예들이 적용되는 슬라이스 종류(slice type) 혹은 타일 그룹 종류가 정의되고, 해당 슬라이스 종류 혹은 타일 그룹 종류에 따라 본 발명의 상기 실시예들이 적용될 수 있다.
상술한 실시예들에서, 방법들은 일련의 단계 또는 유닛으로서 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 순서도에 나타난 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나, 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (19)

  1. 영상 복호화 방법에 있어서,
    현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 1 후보 리스트를 유도하는 단계;
    기 복원된 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계;
    상기 제 1 후보 리스트와 상기 제 2 후보 리스트를 이용하여 제 3 후보 리스트를 유도하는 단계; 및
    상기 제 3 후보 리스트를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주변 블록은 공간적 주변 블록 및 시간적 주변 블록 중 적어도 하나를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계는,
    상기 기 복원된 움직임 정보를 상기 제 2 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함하되,
    상기 기 복원된 움직임 정보는 상기 현재 블록의 복호화 직전에 복호화된 부호화 블록의 움직임 정보인, 영상 복호화 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트를 초기화하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 후보 리스트는 CTU(Coding Tree Unit) 행의 경계를 기준으로 초기화되는, 영상 복호화 방법
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보의 수가 기 설정된 값인 경우, 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보들 중 가장 먼저 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기 복원된 움직임 정보는 가장 마지막에 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보 다음 순서에 추가되는, 영상 복호화 방법.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 기 복원된 움직임 정보와 동일한 움직임 정보가 상기 제 2 후보 리스트에 이미 포함되어 있는 경우, 상기 제 2 후보 리스트에서 상기 동일한 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기 복원된 움직임 정보는 가장 마지막에 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보 다음 순서에 추가되는, 영상 복호화 방법.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트에 포함될 수 있는 최대 움직임 정보의 수는 기 설정되는, 영상 복호화 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 후보 리스트에 포함된 복수의 움직임 정보의 평균을 계산하여 평균 움직임 정보를 유도하는 단계; 및
    상기 평균 움직임 정보를 상기 제 3 후보 리스트에 추가하는 단계를 더 포함하는, 영상 복호화 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 현재 블록을 제 1 영역과 제 2 영역으로 분할하는 단계를 더 포함하되,
    상기 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 단계는,
    상기 제 3 후보 리스트를 이용하여 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역에 대한 예측 블록을 생성하는, 영상 복호화 방법.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3 후보 리스트는, 현재 블록에 대한 IBC(Intra block copy) 예측 블록을 생성하기 위해 이용되는, 영상 복호화 방법
  13. 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 블록의 움직임 정보를 결정하는 단계;
    상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 1 후보 리스트를 유도하는 단계;
    기 부호화된 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계; 및
    상기 제 1 후보 리스트와 상기 제 2 후보 리스트를 이용하여 제 3 후보 리스트를 유도하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트를 유도하는 단계는,
    상기 기 부호화된 움직임 정보를 상기 제 2 후보 리스트에 추가하는 단계를 포함하되
    상기 기 부호화된 움직임 정보는 상기 현재 블록의 부호화 직전에 부호화된 부호화 블록의 움직임 정보인, 영상 부호화 방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트를 초기화하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제 2 후보 리스트는 CTU(Coding Tree Unit) 행의 경계를 기준으로 초기화되는, 영상 부호화 방법
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보의 수가 기 설정된 값인 경우, 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어 있는 움직임 정보들 중 가장 먼저 상기 제 2 후보 리스트에 포함되어진 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함하는, 영상 부호화 방법.
  17. 제 14항에 있어서,
    상기 기 부호화된 움직임 정보와 동일한 움직임 정보가 상기 제 2 후보 리스트에 이미 포함되어 있는 경우, 상기 제 2 후보 리스트에서 상기 동일한 움직임 정보를 삭제하는 단계를 더 포함하는, 영상 부호화 방법.
  18. 제 14항에 있어서,
    상기 제 2 후보 리스트에 포함될 수 있는 움직임 정보의 수는 기 설정되는, 영상 부호화 방법.
  19. 영상 복호화 장치에 수신되고 현재 픽처에 포함된 현재 블록을 복원하는데 이용되는 비트스트림을 저장한 컴퓨터 판독가능한 기록매체로서,
    상기 비트스트림은 상기 현재 블록의 예측에 관한 정보를 포함하고,
    상기 예측에 관한 정보는, 상기 현재 블록의 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 1 후보 리스트를 유도하는데 이용되고,
    상기 예측에 관한 정보는, 기 복원된 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록에 대한 제 2 후보 리스트를 유도하는데 이용되고,
    상기 제 1 후보 리스트 및 상기 제 2 후보 리스트는 상기 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성하는데 이용되는 제 3 후보 리스트를 유도하는데 이용되는, 컴퓨터 판독가능한 기록매체.

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