KR20200110164A - 인트라 블록 복사를 이용하는 영상 부호화 및 복호화 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동일 크기의 코딩트리블록들로 분할된 픽처를 블록 단위로 예측하는 영상 복호화 방법을 제공한다. 영상 복호화 방법은, 비트스트림으로부터 블록벡터 정보를 복호화함으로써, 현재 코딩트리블록 내에서 복호화하고자 하는 현재 코딩블록에 대한 블록벡터를 복원하는 단계, 상기 현재 코딩블록은 상기 현재 코딩트리블록으로부터 트리 구조로 분할된 블록들 중 하나임; 및 상기 현재 코딩블록이 위치하는 상기 픽처 내에서 상기 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 상기 현재 코딩블록의 예측블록으로서 설정하는 단계를 포함한다.

Description

인트라 블록 복사를 이용하는 영상 부호화 및 복호화{Video Encoding and Decoding Using Intra Block Copy}

본 발명은 인트라 블록 복사(intra block copy, IBC) 모드를 이용하여 블록 단위로 영상을 예측하는 영상 부호화 및 복호화에 관한 것이다.

동영상 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다.

따라서, 통상적으로 동영상 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 동영상 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 동영상 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 동영상 압축 기술로는 H.264/AVC를 비롯하여, H.264/AVC에 비해 약 40% 정도의 부호화 효율을 향상시킨 HEVC(High Efficiency Video Coding)가 존재한다.

그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임율이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다.

본 발명은 개선된 영상 부호화 및 복호화에 관한 것으로, 인트라 블록 복사 모드를 이용하여 블록 단위로 영상을 예측하는 기술을 제안한다.

본 발명의 일측면에 따르면, 동일 크기의 코딩트리블록들로 분할된 픽처를 블록 단위로 예측하는 영상 복호화 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 블록벡터 정보를 복호화함으로써, 현재 코딩트리블록 내에서 복호화하고자 하는 현재 코딩블록에 대한 블록벡터를 복원하는 단계, 상기 현재 코딩블록은 상기 현재 코딩트리블록으로부터 트리 구조로 분할된 블록들 중 하나임; 및 상기 현재 코딩블록이 위치하는 상기 픽처 내에서 상기 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 상기 현재 코딩블록의 예측블록으로서 설정하는 단계를 포함하되, 상기 블록벡터의 값은, 상기 참조블록이 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 현재 코딩트리블록의 좌측 코딩트리블록 중 하나 이상에 형성된 탐색 영역을 벗어나지 않도록 제약되고, 상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중 이미 복호화된 처리 영역들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 동일 크기의 코딩트리블록들로 분할된 픽처를 블록 단위로 예측하는 영상 부호화 방법에 있어서, 현재 코딩트리블록 내에서 부호화하고자 하는 현재 코딩블록의 블록벡터를 결정하는 단계, 상기 현재 코딩블록은 상기 현재 코딩트리블록으로부터 트리 구조로 분할된 블록들 중 하나임; 상기 현재 코딩블록이 위치하는 상기 픽처 내에서 상기 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 상기 현재 코딩블록의 예측블록으로서 설정하는 단계; 및 상기 블록벡터에 대한 정보를 부호화하는 단계를 포함하고, 상기 블록벡터의 값은, 상기 참조블록이 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 현재 코딩트리블록의 좌측 코딩트리블록 중 하나 이상에 형성된 탐색 영역을 벗어나지 않도록 제약되고, 상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중 이미 부호화된 처리 영역들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 동일 크기의 코딩트리블록들로 분할된 픽처 내에서 복호화하고자 하는 현재 코딩블록을 예측하는 영상 복호화 장치에 있어서, 현재 코딩트리블록으로부터 트리 구조로 분할함으로써 복호화하고자 하는 현재 코딩블록을 결정하고, 비트스트림으로부터 블록벡터 정보를 복호화하는 디코더; 및 상기 블록벡터 정보를 이용하여 상기 현재 코딩블록에 대한 블록벡터를 산출하고, 상기 현재 코딩블록이 위치하는 상기 픽처 내에서 상기 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 상기 현재 코딩블록의 예측블록으로서 설정하는 예측기를 포함하고, 상기 블록벡터의 값은, 상기 참조블록이 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 현재 코딩트리블록의 좌측 코딩트리블록 중 하나 이상에 형성된 탐색 영역을 벗어나지 않도록 제약되고, 상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중 이미 복호화된 처리 영역들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치를 제공한다.

본 발명이 제안하는 IBC 모드는 한 픽처 내 반복되는 패턴이 존재하였을 때에 압축 성능 향상 시킬 수 있는 유용한 툴이다. 특히, 본 발명은 부호화 대상 블록과 동일한 픽처 내에서 참조 블록을 찾기 위해 필요한 검색 범위(search range) SR)를 규정하고 관리하는 유용한 방법을 제공한다.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도,
도 2는 QTBTTT 분할 트리 구조를 설명하기 위한 예시도,
도 3은 복수의 인트라 예측모드를 설명하기 위한 예시도,
도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도,
도 5는 IBC 모드를 설명하기 위한 예시도,
도 6(도 6a 및 도 6b)는 현재 코딩블록에 대한 신택스 요소들을 복호화하여 현재 코딩블록의 예측모드를 결정하는 과정을 설명하는 예시도,
도 7은 코딩트리블록의 분할 형태에 따른 코딩트리블록의 부호화/복호화 순서를 설명하기 위한 예시도,
도 8은 스캔 순서가 도 7(a)인 경우 현재 코딩블록의 위치에 따라 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 예시도,
도 9는 스캔 순서가 도 7(b)인 경우 현재 코딩블록의 위치에 따라 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 예시도,
도 10은 현재 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들을 Z-scan 순서에 따라 부호화/복호화하는 경우에 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 예시도,
도 11은, 또 다른 예시로서, 현재 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들을 뒤집어진 N-scan 순서에 따라 부호화/복호화하는 경우에 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하는 예시도,
도 12는 좌측 코딩트리블록 내에서 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하는 또 다른 예시도,
도 13은 좌측 코딩트리블록 내의 기설정된 개수의 64 x 64 영역들과 현재 코딩트리블록 내에서 이미 부호화 및 복호화가 완료된 영역들을 탐색 영역으로 설정하는 또 다른 예시도,
도 14는 블록벡터를 부호화/복호화하는 방법을 설명하기 위한 예시도,
도 15 내지 도 17은 블록벡터를 클리핑(clipping)하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 식별 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1을 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.

영상 부호화 장치는 블록 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 부호화부(150), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.

영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.

하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 또는/및 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수도 있고 타일 그룹은 슬라이스와 동일한 의미로 사용될 수도 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 동일 크기의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 다시 말해, 하나의 픽처는 동일 크기의 CTU들로 분할될 수 있고, 하나 이상의 CTU들을 그룹핑하여 타일 또는 슬라이스를 구성할 수 있다. 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 타일 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 타일의 신택스로서 부호화되거나 다수 개의 타일을 모아 놓은 타일 그룹 또는 슬라이스의 신택스로서 부호화되며, 하나의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다.

블록 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

블록 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다.

트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 칭할 수 있다.

도 2는 QTBTTT 분할 트리 구조를 보인다. 도 2에서 보는 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

트리 구조의 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 블록을 분할하는 경우, 먼저 분할 되었음을 나타내는 CU 분할 플래그(split_cu_flag) 및 분할 타입이 QT 분할인지를 지시하는 QT 분할 플래그(split_qt_flag) 정보가 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되었음을 지시하는 경우, QT 분할 플래그(split_qt_flag) 값을 통해 분할 타입이 QT 혹은 MTT인지를 구분한다. 분할 타입이 QT인 경우에는 더 이상의 추가 정보가 없으며, 분할 타입이 MTT인 경우에는 추가적으로 MTT 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그(mtt_split_cu_vertical_flag) 및/또는 MTT 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그(mtt_split_cu_binary_flag)가 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.

CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 현재블록 또는 현재 코딩블록이라 칭한다. 또한, CTU는 코딩트리유닛 또는 코딩트리블록으로 기재될 수 있다.

예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다.

일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.

인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.

인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측 모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측 모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측 모드들에 대한 레이트 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 레이트 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 레이트 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측 모드를 선택할 수도 있다.

인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측 모드 중에서 하나의 인트라 예측 모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측 모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측 모드에 대한 정보가 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 통해 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(motion vector)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 모션 벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.

감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.

변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차 신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차 신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차 신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 부호화부(150)로 출력한다.

부호화부(150)는 양자화된 변환 계수들을 CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code) 등의 부호화 방식을 사용하여 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다. 부호화부(150)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 방향, MTT 분할 타입 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다.

또한, 부호화부(150)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측 모드에 대한 정보) 또는 움직임 정보(참조픽처 및 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다.

움직임 정보를 부호화하는 데 소요되는 비트량을 감소 또는 최소화시키기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. 이 다양한 방법들 중 대표적인 예로 Skip 모드, Merge 모드 및 AMVP(Adaptive(Advanced) motion vector predictor) 모드를 들 수 있다.

Skip 모드에서는 잔차 신호에 대한 정보가 부호화되지 않고(즉, 잔차 신호는 모두 0으로 설정됨) Merge 모드에서는 잔차 신호에 대한 정보가 부호화된다는 점 등에서 두 모드는 서로 다르다. 그러나 움직임 정보를 부호화하는 방식은 동일하다. 먼저, 주변 블록들로부터 미리 설정된 개수의 후보 블록들이 선별된다. 후보 블록들이 선별되면, 인터 예측부(124)는 후보 블록들이 포함된 머지 리스트(merge list)를 구성하고, 리스트에 포함된 후보 블록의 움직임 정보들 중에서 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 움직임 정보를 선택하며, 선택된 움직임 정보(선택된 후보 블록)를 식별하기 위한 merge index 값을 생성한다. merge index 값은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

AMVP 모드에서는 먼저, 현재 블록의 주변 블록들을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 예측 움직임 벡터(motion vector predictor, MVP) 후보들이 유도된다. 인터 예측부(124)는 예측 움직임벡터 후보들 중에서 현재 블록의 움직임 벡터에 대한 예측 움직임 벡터(mvp)를 선택하고, 현재 블록의 움직임 벡터에서 결정된 예측 움직임 벡터를 감산하여 차분 움직임 벡터(motion vector difference, mvd)를 산출한다. 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 후보가 예측 움직임벡터로 선택되었는지를 나타내는 식별정보(예측 움직임벡터 인덱스) 및 차분 움직임 벡터는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.

역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.

가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.

필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 디블록킹 필터(182)와 SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184)를 포함할 수 있다.

디블록킹 필터(180)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다.

디블록킹 필터(182) 및 SAO 필터(184)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.

도 4는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 4를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.

영상 복호화 장치는 복호화부(410), 역양자화부(420), 역변환부(430), 예측부(440), 가산기(450), 필터부(460) 및 메모리(470)를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.

복호화부(410)는 영상 부호화 장치로부터 수신한 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.

복호화부(410)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다.

예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이를 통해 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.

또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, QT 분할 플래그(split_qt_flag)를 추출한다. 분할 타입이 QT가 아니고 MTT인 경우, MTT 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그(mtt_split_cu_vertical_flag) 및/또는 MTT 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그(mtt_split_cu_binary_flag)를 추가적으로 추출한다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다.

다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.

한편, 복호화부(410)는 트리 구조의 분할을 통해 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 복호화부(410)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측 모드)에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 복호화부(410)는 움직임 정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다. 움직임 정보가 Skip 또는 Merge 모드로 부호화된 경우 복호화부(410)은 merge 인덱스를 추출하고, 움직임 정보가 AMVP 모드로 부호화된 경우에는 움직임벡터 차분(motion vector difference), 예측 움직임벡터(motion vector predictor)를 식별하기 위한 인덱스, 참조픽처 정보를 추출한다.

한편, 복호화부(410)는 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.

역양자화부(420)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 역변환부(430)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.

또한, 역변환부(430)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 "0" 값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.

예측부(440)는 인트라 예측부(442) 및 인터 예측부(444)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(442)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(444)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.

인트라 예측부(442)는 복호화부(410)로부터 추출된 인트라 예측 모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측 모드 중 현재블록의 인트라 예측 모드를 결정하고, 인트라 예측 모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.

인터 예측부(444)는 복호화부(410)로부터 추출된 움직임 정보에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다. 즉, Skip 또는 Merge 모드의 경우에는 주변블록들으로부터 유도된 머지 후보들 중에서 merge 인덱스에 의해 지시되는 후보블록에 대응하는 움직임벡터를 현재블록의 움직임벡터로 서 설정한다. 반면, AMVP 모드의 경우에는 주변블록들로부터 유도된 예측 움직임벡터 후보들 중에서 예측 움직임벡터 인덱스에 의해 지시되는 움직임벡터(예측 움직임벡터)와 움직임벡터 차분을 가산하여 현재블록의 움직임벡터를 산출한다.

가산기(450)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.

필터부(460)는 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(462)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)를 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(464)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. 디블록킹 필터(462) 및 SAO 필터(464)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(470)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조 픽처로 사용된다.

본 개시에서는 부호화 또는 복호화하고자 하는 현재 블록(현재 코딩블록)을 예측하는 또 다른 방법으로서, 현재 픽처 참조(current picture referencing, CRP) 모드를 제안한다. CRP 모드는 인트라 블록 복사(intra block copy, IBC) 모드로 지칭될 수 있다.

도 5는 IBC 모드를 설명하기 위한 예시도이다.

도 5의 현재 픽처에 포함된 블록들 중 패턴이 포함된 블록은 이미 부호화 또는 복호화가 완료된 블록 또는 영역(Coded region)에 해당하며, 패턴이 포함되지 않은 블록은 부호화 또는 복호화가 완료되지 않은 블록 또는 영역(Not coded yet)에 해당한다. 현재 블록의 예측 정보가 획득되는 참조 블록은 현재 픽처 내에서 이미 복호화가 완료된 블록에 해당한다. 참조 블록은 움직임 벡터(motion vector, MV)에 의해 지시되며, IBC 모드에서 이 움직임 벡터는 블록 벡터(block vector, BV)로 지칭될 수 있다. IBC 모드가 적용되었는지에 대한 정보 및 블록벡터에 대한 정보는 영상 부호화 장치로부터 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 영상 복호화 장치는 시그널링된 정보를 이용하여 현재 코딩블록이 IBC 모드로 부호화되었는지 여부를 확인하고, 현재 코딩블록이 IBC 모드로 부호화된 경우 블록벡터에 대한 정보를 복호화하여 부호화 장치와 동일한 방법으로 예측 블록을 생성할 수 있다.

IBC 모드는 현재 픽처 내의 참조 샘플들을 이용한다는 점에서 인트라 예측 모드와 유사하다. 그러나, 현재 코딩블록에 인접한 기 부호화/복호화된 참조 샘플들을 사용하는 것이 아니라, 현재 픽처의 이미 부호화/복호화된 영역 내에서 움직임 벡터에 의해 지시되는 위치의 블록을 예측 블록으로 생성한다는 점에서 인터 예측과 유사하다.

인터 예측은, 전술한 바와 같이, Skip, Merge, 또는 AMVP 모드로 구분될 수 있다. 마찬가지로, IBC 모드에서 블록벡터에 대한 정보 또한 Skip, Merge, 또는 AMVP 모드 중 어느 하나의 모드로 시그널링될 수 있다. 편의상, 이하에서는 기존의 일반 인터 예측에서의 Skip, Merge, AMVP 모드는 각각 inter_skip, inter_merge, 및 inter_amvp 모드로 표시하고, IBC 모드에서의 Skip, Merge, 또는 AMVP 모드는 ibc_skip, ibc_merge, ibc_amvp로 표시한다.

IBC 모드에 대한 정보를 시그널링하는 방법의 하나의 예시로서, inter_skip, inter_merge, 및 inter_amvp 모드로 구분하는 신택스 정보에 추가적으로 ibc 모드인지 여부를 나타내는 별도의 플래그(ibc_flag)를 시그널링하여, ibc_skip, ibc_merge, ibc_amvp를 구분할 수 있다.

다른 예시로서, ibc_skip 및/또는 ibc_merge 모드의 경우 ibc 모드를 알리는 별도의 플래그를 전송하지 않고, 다수 개의 머지 후보들(merge candidates) 중 merge index가 가리키는 후보가 IBC 모드로 부호화되었는지 일반 인터로 부호화 되었는지 여부에 따라 IBC 모드를 구분할 수 있다. ibc_amvp 모드의 경우는 ibc_flag를 전송하여 일반 인터 모드와 IBC 모드를 구분한다.

본 발명에서 ibc_skip 및/또는 ibc_merge 모드는 추가적으로 merge index (merge_idx) 값을 전송하여 움직임 정보를 유도할 수 있고, ibc_amvp 모드는 추가적으로 bvd (block vector difference) 및 bvp (block vector predictor) 정보를 전송하여 움직임 정보를 유도할 수 있다. IBC 모드는 현재 픽처가 참조 픽처로서 활용되므로 참조 픽처 정보는 별도로 전송되지 않는다.

도 6(도 6a 및 도 6b)는 현재 코딩블록에 대한 신택스 요소들을 복호화하여 현재 코딩블록의 예측모드를 결정하는 과정을 설명하는 예시도이다. 여기서는 신택스 복호화 방법에 대해 설명하지만, 부호화 방법도 이와 동일하다.

IBC 모드는 적응적으로 사용될 수 있는데, IBC 모드의 on/off는 하이레벨 신택스(high level syntax)에서 제어될 수 있다. 예컨대, SPS, PPS, 또는 슬라이스 또는 코딩트리블록(CTU) 단위로 IBC 모드가 사용될 수 있는지를 지시하는 플래그(ibc_enabled_flag)가 시그널링될 수 있다.

도 6은 (1) 현재 코딩블록이 Skip 모드인지를 나타내는 skip_flag를 복호화하는 과정(S601 ~ S603), (2) 현재 코딩블록의 모드가 인터 예측 모드인지 인트라 예측 모드인지를 나타내는 예측 타입 정보(pred_flag)를 복호화하는 과정(S611 ~ S615), (3) 현재 코딩블록이 IBC 모드로 부호화되었는지를 나타내는 ibc_flag를 복호화하는 과정(S621 ~ S627), 및 (4) 복호화된 신택스들을 이용하여 현재 코딩블록의 예측모드를 결정하고 결정된 예측모드에 따라 현재 코딩블록에 대한 예측 정보들을 복호화하는 과정(S630 ~ S654)으로 구분될 수 있다.

먼저 과정 (1)에서 영상 복호화 장치는 ibc_enabled_flag 가 on(예컨대, ibc_enabled_flag = 1)이거나 슬라이스 타입이 intra가 아닌 경우, 현재 코딩블록에 대한 skip_flag를 복호화 한다(S601, S602). 그렇지 않으면 skip_flag = 0으로 자동으로 설정된다(S601, S603). 여기서 슬라이스 타입이 intra라는 것은 해당 슬라이스 내에 포함된 모든 블록들이 인트라 모드로 부호화되었음을 의미한다. 즉, 해당 슬라이스 내에 포함된 모든 블록들의 모드는 인트라 모드만 가능하다. 반면, 슬라이스 타입이 intra가 아니라는 것은, 즉, 슬라이스 타입이 inter라는 것은 해당 슬라이스 내의 블록들에 인터 예측모드 또는 인트라 예측모드가 선택적으로 적용될 수 있음을 의미한다. 즉, 해당 슬라이스 내에 포함된 모든 블록들은 모드의 제한 없이 모든 모드가 허용된다. 슬라이스 타입에 대한 정보는 슬라이스 헤더에서 포함되어 시그널링된다. skip_flag 가 1인 경우, 현재 코딩블록의 예측 모드는 inter_skip 모드이거나 ibc_skip 일 수 있다. 현재 코딩블록의 예측 모드가 inter_skip인지 ibc_skip 인지 여부는 후술할 ibc_flag 값에 의해 구분될 수 있다. ibc_flag 값이 "1"이면 현재 코딩블록의 예측 모드는 ibc_skip 모드이고, ibc_flag 값이 "0"이면 현재 코딩블록의 예측 모드는 inter_skip 모드이다.

과정 (2)에서 skip_flag 가 off(skip_flag = 0) 이면서 슬라이스 타입이 intra가 아닌 경우(즉, 슬라이스 타입이 inter인 경우), 영상 복호화 장치는 pred_flag를 복호화 한다(S611, S612). 즉, 해당 슬라이스 내에 포함된 모든 블록들에 대해 모든 모드가 허용된다. 그렇지 않으면 슬라이스 타입이 intra 인지 여부를 확인한다. 슬라이스 타입이 intra인 경우, 슬라이스 내의 모든 블록은 인트라 예측모드로 부호화되었으므로, 현재 코딩블록의 예측모드 또한 인트라 예측모드로 설정된다. 즉, pred_flag = intra로 자동으로 설정된다(S613, S614). 반면, 슬라이스 타입이 intra가 아닌 경우, 현재 블록의 예측모드는 인터로 설정된다. 즉, pred_flag = inter로 자동으로 설정된다(S613, S615). pred_flag가 intra 인 경우 현재 코딩블록의 예측모드는 intra 모드로 설정된다. 반면, pred_flag가 inter인 경우, 현재 코딩블록의 예측모드는 후술할 ibc_flag에 따라 일반 inter 모드 이거나 또는 ibc 모드 일 수로 결정될 수 있다.

과정 (3)에서, ibc_enabled_flag 가 off이면 ibc_flag = 0으로 설정된다(S621, S622).

반면, ibc_enabled_flag 가 on이면 S623 단계로 진행한다. 만약 슬라이스 타입이 intra가 아니고(즉, 슬라이스 타입이 inter이고) pred_flag 값이 inter인 경우(즉, pred_flag 값이 intra가 아닌 경우), 또는 슬라이스 타입이 intra 이고 skip_flag 가 0인 경우, ibc_flag를 복호화 한다(S623, S624). 반면, 그렇지 않은 경우, 슬라이스 타입이 intra이면 ibc_flag = 1로 자동으로 설정되고, 슬라이스 타입이 intra가 아니면 ibc_flag = 0으로 자동으로 설정된다.

과정 (4)에서, pred_flag가 intra 이면서 ibc_flag = 0 이면, 영상 복호화 장치는 현재 코딩블록의 예측 모드를 인트라 모드로 설정하고 인트라 예측모드에 대한 정보를 복호화한다(S630, S631, 및 S632). 그렇지 않은 경우, 영상 복호화 장치는 merge flag를 복호화 한다(S630, S640). merge flag는 현재 코딩블록의 움직임 정보가 Merge 모드로 부호화되었는지 여부를 나타낸다. 도 6에 도시하지는 않았지만, merge flag는 skip flag = 0인 경우에만 비트스트림으로부터 복호화될 수 있다. skip flag = 1인 경우에는 merge flag는 자동으로 1로 설정된다.

이후, skip_flag, merge_flag, pred_flag, 및/또는 ibc_flag 들을 이용하여 현재 코딩블록의 최종 모드가 결정된다. skip_flag = 1인 경우에는, ibc_flag에 따라 ibc_skip과 inter_skip 중에서 현재 코딩블록의 예측모드가 선택된다 (S641 내지 S644). 반면, skip_flag = 0인 경우, 만약 merge flag = 1이면 ibc_flag에 따라 ibc_merge과 inter_merge 중에서 현재 코딩블록의 예측모드가 선택된다(S645 내지 S648). 현재 코딩블록의 예측모드가 ibc_skip, inter_skip, ibc_merge 및 inter_merge 중 어느 하나로 결정되는 경우, 영상 복호화 장치는 merge index(merge_idx)를 복호화하고(S649), 주변블록들로부터 구성한 머지 후보들 중에서 merge index에 의해 지시되는 블록의 움직임벡터를 현재 코딩블록의 움직임벡터 또는 블록벡터로 결정한다.

만약 merge flag = 0인 경우, pred_flag = inter이고 ibc_flag =1이면, 현재 코딩블록의 예측모드는 ibc_amvp로 결정된다(S650, S651). 따라서, 영상 복호화 장치는 현재 코딩블록에 대한 블록벡터 차분(BVD)과 예측 블록벡터 인덱스(bvp_idx)를 복호화하여 현재 코딩블록에 대한 블록벡터를 결정한다(S652). 영상 복호화 장치는 예측 블록벡터 인덱스에 의해 예측 블록벡터를 결정하고, 예측 블록벡터와 블록벡터 차분을 가산하여 현재 코딩블록에 대한 블록벡터를 산출한다. 그리고, 영상 복호화 장치는 현재 픽처 내에서 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 현재 코딩블록의 예측블록으로 사용한다.

반면, S650의 조건을 만족하지 않는 경우, 현재 코딩블록의 예측모드는 inter_amvp 모드로 설정된다(S653). 따라서, 영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 참조픽처 정보(ref_idx), 움직임벡터 차분(MVD) 및 예측 움직임벡터 인덱스(mvp_idx)를 복호호화고(S654), 예측 움직임벡터 후보들 중에서 예측 움직임벡터 인덱스에 의해 지시되는 예측 움직임벡터 후보와 움직임벡터 차분을 가산하여 현재 코딩블록의 움직임벡터를 산출한다. 그리고, 참조픽처 정보에 의해 지시되는 참조픽처 내에서 움직임벡터에 의해 지시되는 참조블록을 현재 코딩블록의 예측블록으로 사용한다.

IBC 모드에서 참조블록을 탐색하기 위한 탐색 영역(serach area)을 현재 픽처 내에서 이미 부호화/복호화가 완료된 영역 전체로 설정하면 보다 정확한 예측이 가능할 수 있으나, 탐색 영역을 저장하기 위한 메모리, 즉, 버퍼의 용량도 탐색 영역의 크기에 비례하여 증가하는 문제가 발생한다. 따라서 적절한 크기의 탐색 영역을 설정하는 것이 필요하다.

본 개시에서는 IBC 모드에서 사용되는 탐색 영역은 부호화 또는 복호화하고자 하는 대상 블록(현재 코딩블록)이 위치하는 현재 코딩트리블록과 현재 코딩트리블록의 좌측에 인접한 코딩트리블록으로 제한된다. 일 예로서, 두 개의 (좌측 및 현재) 코딩트리블록을 가상의 버퍼 공간으로 설정하고 탐색 영역은 가상의 버퍼 공간에 저장된 영역으로 제한되도록 구현할 수 있다. 더 구체적으로, 각 코딩트리블록들은 동일 크기의 복수의 처리 영역들로 분할된다. 다시 말해, 가상의 버퍼 공간은 동일 크기의 복수의 처리 영역들로 분할된다. 탐색 영역은 가상의 버퍼 공간 (현재 코딩트리블록 및 좌측 코딩트리블록) 중에서 이미 부호화/복호화가 완료된 처리 영역들로부터 선택된다. 여기서, 처리 영역은 병렬 처리를 위한 블록 단위, 예컨대, 64 x 64로 정의될 수 있다. 코딩트리블록의 크기가 128 x 128이면, 하나의 코딩트리블록 내에는 4개의 64 x 64 블록이 존재하며, 64 x 64 블록 단위로 병렬 처리가 수행될 수 있다. 이런 경우, (두 개의 코딩트리블록을 포함한) 가상의 버퍼 공간 크기는 256 * 128이 될 수 있다.

IBC 모드는 동일 화면 내 예측 방법이므로 병렬 처리가 주요 이슈들 중 하나 일 수 있다. 즉, 대상 블록(현재 코딩블록)이 부호화될 때, 참조 블록에 대한 탐색은 이미 부호화 및 복호화 과정이 완료된 영역 내에서만 가능하다. 그러므로, 탐색 영역은 가상의 버퍼 공간 중에서 병렬 처리를 고려하여 현재 코딩블록 이전에 부호화 및 복호화가 완료된 n 개(n은 자연수)의 64 x 64 블록 (처리 영역)으로 설정될 수 있다.

탐색 영역은 현재 코딩트리블록으로부터 분할된 복수의 처리 영역 중 현재 코딩블록이 위치되는 처리 영역의 현재 코딩트리블록 내에서의 위치에 근거하여 가상의 버퍼 공간으로부터 선택될 수 있다. 예컨대, 현재 코딩트리블록 내에서 이미 부호화/복호화가 완료된 처리 영역은 모두 탐색 영역으로 설정된다. 그리고, 좌측 코딩트리블록으로부터 분할된 복수의 처리 영역들 중 현재 코딩블록이 존재하는 처리 영역과 동일한 위치의 처리 영역은 탐색 영역에서 제외하는 방식으로 좌측 코딩트리블록으로부터 탐색 영역을 설정할 수 있다. 탐색 영역 설정은 각 처리 영역 내의 첫 번째 코딩블록을 부호화 또는 복호화할 때마다 수행될 수 있다. 예를 들어, 현재 코딩블록이 해당 처리 영역 내에서 부호화 또는 복호화할 첫 번째 코딩블록일 때, 좌측 코딩트리블록 내에서 그 해당 처리 영역과 동일한 위치의 처리 영역이 탐색 영역으로부터 제외될 수 있다. 한번 제외된 영역은 상기 현재 코딩트리블록 내에서 상기 현재 코딩블록 이후에 복호화될 코딩블록들에 대한 탐색 영역으로도 사용되지 않는다.

다른 한편으로, 탐색 영역은 현재 코딩트리블록 내의 처리 영역들의 부호화/복호화 순서에 따라 현재 코딩블록을 포함하는 처리 영역 이전에 부호화/복호화된 처리 영역들 중에서 선택하는 방식으로 설정될 수도 있다. 하나의 예시로서, 현재 코딩트리블록 내에서 부호화/복호화가 완료된 처리 영역들을 부호화/복호화 순서가 늦은 순서부터 기설정된 개수(n)만큼 선택한다. 기설정된 개수는, 예컨대, 하나의 코딩트리블록 내의 처리 영역의 개수가 m이라고 할 때, n= m - 1로 설정될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 선택된 개수가 기설정된 개수보다 작은 경우, 탐색 영역은 좌측 코딩트리블록 내의 처리 영역들 중에서 부족한 개수만큼 추가로 선택된다.

좌측 코딩트리블록 내에서 탐색 영역으로 설정할 처리 영역들을 선택하는 일례로서 좌측 코딩트리블록 내 처리 영역들의 부호화/복호화 순서를 이용할 수 있다. 즉, 좌측 코딩트리블록 내 처리 영역들 중 부호화/복호화 순서가 늦은 처리 영역들부터 탐색 영역으로 설정될 수 있다. 다른 예시로서, 만약, 기설정된 개수 n이 m - 1(m은 하나의 코딩트리블록 내의 처리 영역의 개수)로 설정된 경우, 좌측 코딩트리블록 내의 처리 영역들 중 현재 코딩블록이 존재하는 처리 영역과 동일한 위치의 처리 영역은 탐색 영역에서 제외하는 방식으로 좌측 코딩트리블록으로부터 탐색 영역을 설정할 수 있다. 한번 제외된 영역은 상기 현재 코딩트리블록 내에서 상기 현재 코딩블록 이후에 복호화될 코딩블록들에 대한 탐색 영역으로도 사용되지 않는다.

또 다른 방법으로, 탐색 영역은 현재 코딩트리블록으로부터 분할된 처리 영역들 중 이미 복호화가 완료된 처리 영역들은 모두 포함하고 좌측 코딩트리블록으로부터 분할된 처리 영역들 중에서는 기 정의된 위치의 고정 개수의 처리 영역을 포함하도록 설정될 수도 있다.

또 다른 방법으로, 탐색 영역은 현재 코딩블록이 존재하는 처리 영역 내에서 이미 부호화/복호화가 완료된 영역을 추가로 더 포함할 수도 있다.

이와 같이 탐색 영역이 설정되면, IBC 모드의 블록벡터의 값은 탐색 영역을 벗어나는 값으로 설정되어서는 안된다. 다시 말해, 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록 내의 모든 픽셀들은 탐색 영역 내에 존재해야만 하는 제약 사항이 충족되어야만 한다.

이하에서는, 도 7 내지 도 13를 참조하여 IBC 모드에서 참조블록탐색 영역을 설정하는 다양한 실시예들을 구체적으로 설명한다. 설명의 편의를 위해, 코딩트리블록의 크기는 128 x 128이고 처리 영역의 크기는 64 x 64인 경우를 가정한다.

실시예 1

본 실시예에서는 가상의 버퍼 공간 상에서 부호화 또는 복호화하고자 하는 현재 코딩블록이 위치한 현재 64 x 64 병렬 처리 영역 바로 이전에 부호화 및 복호화된 64 x 64 영역 중 n 개의 영역을 탐색 영역으로 설정한다. 여기서, n의 값은 1 이상의 자연수일 수 있다. 또한, 본 실시예는 n 개의 영역은 현재 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들 간의 부호화/복호화 순서 및/또는 좌측 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들 간의 부호화/복호화 순서에 근거한다. 현재 코딩블록이 위치한 현재 처리 영역을 기준으로 부호화 및 복호화가 가장 최근에 완료된 64 x 64 영역부터 부호화/복호화 순서의 역순으로 n 개의 영역이 탐색 영역으로 설정된다. 예컨대, 코딩트리블록 간의 부호화/복호화 순서는 래스터 스캔(raster scan) 순서에 의한다. 즉, 좌측 코딩트리블록이 우측 코딩트리블록보다 먼저 부호화 또는 복호화된다.

하나의 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들의 부호화/복호화 순서는 그 코딩트리블록을 트리 구조로 분할하는 분할 형태에 따라 달라질 수 있다.

도 7은 가상의 버퍼 공간 상에서 코딩트리블록의 분할 형태에 따른 코딩트리블록의 부호화/복호화 순서를 설명하기 위한 예시도이다. 도 7에서 각 정사각형은 64 x 64 처리 영역을 의미하며, 4개의 64 x 64 영역들로 이루어진 정사각형 영역이 하나의 코딩트리블록을 구성한다.

코딩트리블록의 트리 구조에서 각 노드를 처리하는 순서는 깊이 우선 탐색(depth first search) 방식에 따른다. 만약 코딩트리블록이 최초로 QT(quad-tree) 구조 또는 수평(horizontal) 이진(binary) 구조로 분할되면 코딩트리블록 내의 4개의 64 x 64 영역들은 Z-scan 순서(즉, 좌상단 영역, 우상단 영역, 좌하단 영역, 우하단 영역의 순서)로 부호화되거나 복호화된다. 반면, 코딩트리블록이 최초로 수직(vertical)의 이진 구조로 분할되면 코딩트리블록 내의 4개의 64 x 64 영역들은 뒤집어진 N-scan 순서(즉, 좌상단 영역, 좌하단 영역, 우상단 영역, 우하단 영역의 순서)로 부호화되거나 복호화된다.

따라서, 현재 코딩트리블록 및 좌측 코딩트리블록의 부호화/복호화 순서는 각 코딩트리블록의 분할 형태에 따라 도 7(a) 내지 도 7(d)에서 보는 바와 같이 4가지로 구분될 수 있다. 도 7(a)는 현재 코딩트리블록 및 좌측 코딩트리블록 모두 QT 또는 수평 이진 구조로 분할된 경우, 도 7(b)는 현재 코딩트리블록은 수직 이진 구조로 분할되고 죄측 코딩트리블록은 QT 또는 수평 이진 구조로 분할된 경우, 도 7(c)는 현재 코딩트리블록은 QT 또는 수평 이진 구조로 분할되고 죄측 코딩트리블록은 수직 이진 구조로 분할된 경우, 도 7(d)는 현재 코딩트리블록 및 좌측 코딩트리블록 수직 이진 구조로 분할된 경우를 나타낸다.

도 8은 스캔 순서가 도 7(a)인 경우 현재 코딩블록의 위치에 따라 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 도 8의 예시에서 탐색 영역으로 사용되는 64 x 64 영역의 개수는 3으로 가정되었다. "Curr"는 부호화 또는 복호화하고자 하는 현재 코딩블록이 존재하는 64 x 64 영역을 나타내고, 빗금 친 영역은 탐색 영역을 나타낸다.

도 8(a)에서 보는 바와 같이, 현재 코딩블록이 현재 코딩트리블록의 좌상단 64 x 64 영역에 위치하는 경우, 현재 코딩트리블록 내에는 부호화/복호화가 완료된 64 x 64 영역이 존재하지 않는다. 따라서, Z-scan 순서에 따라 좌측 코딩트리블록 내에서 우상단, 좌하단 및 우하단의 64 x 64 영역이 현재 코딩블록에 대한 탐색 영역으로 설정된다.

한편, 도 8(b)에서 보는 바와 같이, 현재 코딩블록이 현재 코딩트리블록의 우상단 64 x 64 영역에 위치하는 경우, 부호화/복호화 순서에서 현재 코딩트리블록 내의 좌상단 64 x 64 영역이 가장 먼저 탐색 영역으로 설정된다. 그리고, 좌측 코딩트리블록 내에서 좌하단과 우하단 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다.

현재 코딩블록이 현재 코딩트리블록의 좌하단 64 x 64 영역에 위치하는 경우에는, 도 8(c)에서 보는 바와 같이, 현재 코딩트리블록 내의 좌상단 및 우상단 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다. 그리고, 좌측 코딩트리블록 내에서 부호화 및 복호화 순서가 가장 늦은 우하단 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다.

현재 코딩블록이 현재 코딩트리블록의 우하단 64 x 64 영역에 위치하는 경우에는, 현재 코딩트리블록 내의 세 개의 좌상단, 우상단 및 좌하단 64 x 64 영역은 이미 부호화 또는 복호화가 완료된 상태이므로 세 개의 영역 모두 탐색 영역으로 설정될 수 있다. 따라서, 좌측 코딩트리블록은 탐색 영역으로 설정되지 않는다.

도 8의 예시는 현재 코딩블록이 포함된 64 x 64 영역의 위치에 근거하여 탐색 영역을 설정하는 방식으로 설명될 수도 있다. 먼저, 현재 코딩트리블록 내에서 이미 부호화/복호화가 완료된 64 x 64 영역들은 모두 탐색 영역으로 설정된다. 좌측 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들 중 현재 코딩블록이 포함된 64 x 64 영역과 동일한 위치의 영역은 현재 코딩블록에 대한 탐색 영역에서 제외되고, 한번 제외된 영역은 현재 코딩트리블록 내 현재 코딩블록 이후에 부호화 또는 복호화되는 코딩블록들의 탐색 영역으로도 사용되지 않는다.

현재 코딩트리블록의 좌상단 64 x 64 영역 내의 코딩블록들이 부호화 또는 복호화될 때, 좌측 코딩트리블록 내의 좌상단 64 x 64 영역은 탐색 영역에서 제외된다. 현재 코딩트리블록 내에는 부호화/복호화가 완료된 64 x 64 영역이 존재하지 않는다. 따라서, 도 8(a)에서 보는 바와 같이, 좌측 코딩트리블록 내의 우상단, 좌하단 및 우하단의 64 x 64 영역이 현재 코딩블록에 대한 탐색 영역으로 설정된다.

이어서, 현재 코딩트리블록의 우상단 64 x 64 영역 내의 코딩블록들이 부호화 또는 복호화될 때, 좌측 코딩트리블록 내의 우상단 64 x 64 영역은 탐색 영역에서 제외된다. 또한, 좌측 코딩트리블록 내의 좌상단 64 x 64 영역은 이미 탐색 영역에서 제외되었다. 따라서, 도 8(b)에서 보는 바와 같이, 이미 부호화 또는 복호화가 완료된 현재 코딩트리블록 내의 좌상단 64 x 64 영역, 및 좌측 코딩트리블록 내의 좌하단 및 우하단 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다.

이어서, 현재 코딩블록이 현재 코딩트리블록의 좌하단 64 x 64 영역 내에 위치할 때, 좌측 코딩트리블록 내의 좌하단 64 x 64 영역은 탐색 영역에서 제외된다. 또한, 좌측 코딩트리블록 내의 좌상단 및 우상단 64 x 64 영역들은 이미 제외되었으므로 이 영역들 또한 탐색 영역으로 설정되지 않는다. 따라서, 도 8(c)에서 보는 바와 같이, 이미 부호화 또는 복호화가 완료된 현재 코딩트리블록 내의 좌상단 및 우상단 64 x 64 영역, 및 좌측 코딩트리블록 내의 우하단 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다.

마지막으로, 현재 코딩트리블록의 우하단 64 x 64 영역 내의 코딩블록들이 부호화 또는 복호화될 때, 좌측 코딩트리블록 내의 우하단 64 x 64 영역은 탐색 영역에서 제외된다. 좌측 코딩트리블록 내의 좌상단, 우상단 및 좌하단 64 x 64 영역들은 이미 탐색 영역에서 제외되었으므로, 도 8(c)에서 보는 바와 같이, 이미 부호화 또는 복호화가 완료된 현재 코딩트리블록 내의 좌상단, 우상단 및 좌하단 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다.

다른 예로서, 스캔 순서가 도 7(b)인 경우 현재 코딩블록의 위치에 따른 탐색 영역은 도 9에서 보는 바와 같다.

이상의 도 8 및 9에서는 탐색 영역으로 사용되는 64 x 64 영역의 개수 n이 3인 것으로 가정하였으나, n은 3 이외의 다른 값, 예컨대, 2로 설정될 수도 있으며, 이 경우에도 전술한 바와 같은 동일한 원리가 적용될 수 있다.

실시예 2

본 실시예에서는 좌측 코딩트리블록 내에서 고정된 개수의 64 x 64 영역을 탐색 영역으로 설정하고, 현재 코딩트리블록 내에서 이미 부호화 또는 복호화가 완료된 64 x 64 영역을 탐색 영역으로 설정한다.

도 10은 현재 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들을 Z-scan 순서에 따라 부호화/복호화하는 경우에 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하는 예시도이다.

본 예시에서는 좌측 코딩트리블록 내에서 4개의 64 x 64 영역, 즉, 전체 64 x 64 영역들을 탐색 영역으로 설정한다.

그리고 현재 코딩트리블록 내에서는 Z-scan 순서에 따라 부호화/복호화가 완료되는 순서로 순차적으로 64 x 64 영역들을 탐색 영역으로 설정한다. Z-scan 순서에 따르면 먼저 좌상단 영역에 위치하는 코딩블록들을 부호화 또는 복호화하게 된다. 이 때 현재 코딩트리블록 내에는 부호화/복호화가 완료된 64 x 64 영역이 존재하지 않는다. 현재 코딩트리블록 내에서는 탐색 영역이 설정되지 않는다(도 10(a)). 다음으로 우상단 영역에 위치하는 코딩블록들을 부호화/복호화하는 경우에는, 좌상단 64 x 64 영역을 이미 부호화/복호화가 완료된 상태이므로 좌상단 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다(도 10(b)). 이와 같이 현재 코딩트리블록 내에서는 이미 부호화/복호화가 완료된 64 x 64 영역들이 탐색 영역으로 설정된다. 좌하단 64 x 64 영역 내의 코딩블록들을 부호화/복호화하는 경우의 탐색 영역은 도 10(c)에서 보는 바와 같고, 우하단 64 x 64 영역 내의 코딩블록들을 부호화/복호화하는 경우의 탐색 영역은 도 10(d)에서 보는 바와 같다.

도 11은, 또 다른 예시로서, 현재 코딩트리블록 내의 64 x 64 영역들을 뒤집어진 N-scan 순서에 따라 부호화/복호화하는 경우에 탐색 영역을 설정하는 방법을 설명하는 예시도이다.

뒤집어진 N-scan 순서, 즉, 좌상단, 좌하단, 우상단, 및 우하단의 64 x 64 영역의 순서로 부호화/복호화가 진행될 때, 탐색 영역은 도 11의 (a), (b), (c) (d)와 같이 설정된다.

이상에서는 좌측 코딩트리블록 내에서 4개의 64 x 64 영역 전체가 탐색 영역으로 설정되는 것으로 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 4개의 64 x 64 영역들 중 일부의 영역들만이 탐색 영역으로 설정될 수 있다. 예컨대, 좌측 코딩트리블록 내 64 x 64 영역들 중 부호화/복호화 순서가 늦은 2 또는 3개의 영역만이 탐색 영역으로 설정될 수도 있고, 고정된 위치의 영역들, 예컨대, 도 12에서 보는 바와 같이 좌측 코딩트리블록 내에서 우상단 및 우하단 위치의 영역만이 탐색 영역으로 설정될 수도 있다.

이상에서 설명한 실시예들에서는 가상의 버퍼 공간 중에서 현재 코딩트리블록 및 좌측 코딩트리블록 내에서 이미 부호화/복호화가 완료된 64 x 64 영역만이 탐색 영역으로 설정되는 것으로 설명하였다. 그러나, 도 13에서 보는 바와 같이, 이 64 x 64 영역들에 추가하여 부호화/복호화하고자 하는 현재 코딩블록이 위치하는 64 x 64 처리 영역 내에서 이미 부호화/복호화가 완료된 영역도 탐색 영역으로 설정될 수 있다.

도 13은 좌측 코딩트리블록 내의 기설정된 개수의 64 x 64 영역들과 현재 코딩트리블록 내에서 이미 부호화 및 복호화가 완료된 영역들을 탐색 영역으로 설정하는 경우의 예시도이다.

도 13의 예시에서는 좌측 코딩트리블록 내의 우상단 및 우하단의 64 x 64 영역이 탐색 영역으로 설정된다. 그리고, 현재 코딩트리블록의 내에서는 이미 부호화/복호화가 완료된 64 x 64 영역 이외에 현재 코딩블록이 위치하는 64 x 64 처리 영역 내의 이미 부호화/복호화가 완료된 영역도 탐색 영역으로 설정된다. 예컨대, 현재 코딩블록이 좌상단 64 x 64 영역의 우상단 32 x 32 영역에 위치한다고 가정하면, 좌상단 32 x 32 영역은 이미 부호화/복호화가 완료된 상태이므로 탐색 영역으로 설정될 수 있다. 그리고, 우하단 32 x 32 영역은 항상 우상단 32 x 32 영역보다 나중에 부호화/복호화되므로 탐색 영역으로 설정될 수 없다.

좌하단 32 x 32 영역은 부호화/복호화 순서에 따라 탐색 영역으로 설정될 될지 여부가 결정된다. 4 개의 32 x 32 영역들이 뒤집어진 N-scan 순서로 부호화/복호화되는 경우, 좌하단 32 x 32 영역은 좌상단 32 x 32 영역보다 먼저 부호화/복호화된다. 따라서, 좌하단 32 x 32 영역도 탐색 영역으로 설정될 수 있다. 즉, 현재 코딩블록의 블록벡터는 좌하단 32 x 32 영역을 지시할 수 있다. 반면, 4 개의 32 x 32 영역들이 Z-scan 순서에 따라 부호화/복호화되는 경우에는 좌하단 32 x 32 영역은 탐색 영역으로 설정될 수 없다.

이상에서는 IBC 모드에서 현재 코딩블록에 대한 탐색 영역을 설정하는 다양한 예들을 설명하였다. 탐색 영역은 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 미리 공유된 약속된 방법으로 설정할 수도 있다. 대안적으로, 탐색 영역을 영상 부호화 장치가 적응적으로 설정하고 탐색 영역에 대한 정보를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수도 있다. 탐색 영역에 대한 정보는 헤더 정보, 예컨대, 시퀀스 파라미터 셋, 픽처 파라미터 셋, 슬라이스 헤더, 코딩트리블록(CTU) 헤더에 포함될 수 있다. 탐색 영역에 대한 정보는 IBC 모드를 on/off하기 위한 플래그(ibc_enabled_flag)가 on인 경우에만 시그널링될 수 있다.

IBC 모드에서 블록벡터는 현재 코딩블록으로부터 탐색 영역 내의 참조블록까지의 변위를 나타내는 값으로서, 통상적으로 현재 코딩블록 내의 좌상단 샘플로부터 참조블록 내의 좌상단 샘플까지의 벡터로 표시된다. 본 개시에서는 현재 코딩블록의 블록벡터를 부호화/복호화하는 또 다른 방법을 설명한다.

도 14는 블록벡터를 부호화/복호화하는 또 다른 방법을 설명하기 위한 예시도이다.

본 예시에서 블록벡터는 현재 코딩블록이 아니라 현재 코딩블록이 위치하는 처리 영역(예컨대, 64 x 64 영역) 내의 좌상단 샘플로부터의 변위로서 설정될 수도 있다.

영상 부호화 장치가 시그널링하는 블록벡터는 현재 코딩블록이 위치하는 64 x 64 영역 내의 좌상단 샘플으로부터 참조블록까지의 변위(도 14의 "bv")이다. 이 블록벡터에 대한 정보는, 전술한 바와 같이, Skip 또는 Merge 모드의 경우에는 merge index로서 시그널링되고, AMVP 모드에서는 블록벡터 차분값과 예측 블록벡터 인덱스로서 시그널링된다.

영상 복호화 장치는 블록벡터에 대한 정보로부터 블록벡터를 복원하고, 현재 코딩블록이 위치하는 64 x 64 영역 내의 좌상단 샘플으로부터 그 복원된 블록벡터가 지시하는 위치의 참조블록을 현재 코딩블록의 예측블록으로 설정할 수 있다. 대안적으로, 영상 복호화 장치는 현재 코딩블록으로부터 현재 코딩블록이 위치하는 64 x 64 영역 내의 좌상단 샘플까지의 오프셋 벡터(도 14의 "bv_offset")를 복원된 블록벡터에 가산하여 블록벡터를 보상할 수도 있다. 영상 복호화 장치는 현재 코딩블록으로부터 보상된 블록벡터가 지시하는 위치의 참조블록을 예측블록으로서 생성할 수 있다. Skip 또는 Merge 모드인 경우 블록벡터의 보상은 수학식 1과 같으며, AMVP 모드인 경우 블록벡터의 보상은 수학식 2와 같다.

mergeList는 주변블록들의 움직임벡터들로부터 유도된 머지 후보들을, merge_idx는 그 머지 후보들 중에서 현재 코딩블록의 블록벡터로서 사용된 후보를 지시하는 merge index이다.

bvd와 bvp는 각각 블록벡터 차분과 예측 블록벡터를 나타낸다. 그리고, 수학식 1과 2에서 [0]은 x 성분의 값을, [1]은 y 성분의 값을 나타낸다.

IBC 모드에서 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록은 탐색 영역 내부에 위치해야 한다. 참조블록이 탐색 영역 내에 존재하지 않는 경우 정상적인 부호화 및 복호화가 수행될 수 없다.

그러므로, 참조 블록의 위치가 정의된 탐색 영역 내에 존재하는 것을 항상 보장하기 위해 현재 코딩블록의 블록벡터를 clipping 한다. 즉, clipping 과정은 현재 코딩블록의 블록벡터가 규정된 탐색 영역을 벗어나는 경우, 탐색 영역 내에 들어 오도록 블록벡터를 보상하는 역할을 한다. Clipping 과정은 인코더 및 디코더에서 동일하게 수행하여 부호화 및 복호화 과정 중에 발생할 수 있는 미스매치(mismatch) 문제를 해결한다.

하나의 예시로서, 탐색 영역이 도 15의 빗금 친 부분과 같이 설정된 경우, 움직임 보정을 위한 clipping 함수는 수학식 3과 같다. 해당 수학식은 일례 일뿐, 본 발명은 대상 블록의 ibc 움직임 정보를 검색 범위 내로 수정하는 모든 표현/계산식을 포함한다.

여기서, minBound[0]는 currCTU[0] - 64, maxBound[0]은 currCTU[0] + 64, minBound[1]는 currCTU[1], maxBound[1]은 currCTU[1] + 128 값이 된다. currCTU[0]은 현재 코딩트리블록의 x 위치 및 currCTU[1]은 현재 코딩트리블록의 y 위치를 의미한다. 도 15를 참조하면, minBound[0]는 빗금 친 영역의 좌측 경계, maxBound[0]은 빗금 친 영역의 우측 경계, minBound[1]는 빗금 친 영역의 상측 경계, maxBound[1]은 빗금 친 영역의 하측 경계가 된다.

다른 예시로서, 현재 코딩블록의 블록벡터가 설정된 탐색 영역을 벗어나는 경우, x축 경계선 및 y축 경계선 샘플들 중에서 원래 블록벡터의 위치와 가장 가까운 위치를 지시하도록 블록벡터를 보상한다. 도 16에서 점선은 원래 블록벡터를, 실선은 보상된 블록벡터를 나타낸다. 도 16(a)처럼 원래 블록벡터가 x축 경계선 및 y축 경계선 중 x축 경계선에 더 가까이 인접하였으면 원래 블록벡터의 x 성분을 보상하고, 도 16(b)처럼 y축 경계선에 더 가까이 인접하였으면 원래 블록벡터의 y 성분을 보상한다. 이를 수학식으로 표현하면, 수학식 4와 같다.

또 다른 예시로서, 원래 블록벡터를 스케일링하는 보상 방식이 적용될 수도 있다. 블록벡터가 도 17에서 점선은 현재 코딩블록의 원래 블록벡터를, 실선은 보상된 블록벡터를 나타낸다. 원래 블록벡터가 나타내는 직선과 탐색 영역 경계선 간의 교차점을 지시하도록 블록벡터를 보상한다.

이상에서는 단방향 IBC 예측에 대해서만 설명을 하였으나, 인터 예측의 양방향 예측(bi-prediction)과 유사하게 IBC 모드에도 양방향 예측이 적용될 수도 있다. AMVP 모드의 경우, 예측방향이 uni-prediction 인지 bi-prediction 인지를 알리는 플래그 및, 해당 플래그가 bi-prediction 을 의미하면 양방향을 예측을 위한 2개의 예측 움직임벡터 인덱스와 2개의 블록벡터 차분을 전송하면 된다. 2개의 블록벡터 정보는 현재 코딩블록 위치한 현재 픽처를 참조 픽처로 사용할 수 있고, 부호화 및 복호화가 완료된 픽처를 참조 픽처로 사용할 수도 있다. 부호화 및 복호화가 완료된 픽처를 참조 픽처로서 사용하는 경우, 영상 부호화 장치는 명시적으로 참조 픽처 정보를 복호화기에게 전송한다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

1. 동일 크기의 코딩트리블록들로 분할된 픽처를 블록 단위로 예측하는 영상 복호화 방법에 있어서,
   비트스트림으로부터 블록벡터 정보를 복호화함으로써, 현재 코딩트리블록 내에서 복호화하고자 하는 현재 코딩블록에 대한 블록벡터를 복원하는 단계, 상기 현재 코딩블록은 상기 현재 코딩트리블록으로부터 트리 구조로 분할된 블록들 중 하나임; 및
   상기 현재 코딩블록이 위치하는 상기 픽처 내에서 상기 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 상기 현재 코딩블록의 예측블록으로서 설정하는 단계를 포함하되,
   상기 블록벡터의 값은, 상기 참조블록이 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 현재 코딩트리블록의 좌측 코딩트리블록 중 하나 이상에 형성된 탐색 영역을 벗어나지 않도록 제약되고,
   상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중 이미 복호화된 처리 영역들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 코딩트리블록의 크기는 128 x 128이고, 상기 처리 영역들의 크기는 64 x 64인 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록으로부터 분할된 복수의 처리 영역 중 상기 현재 코딩블록이 포함되는 처리 영역의 상기 현재 코딩트리블록 내에서의 위치에 근거하여 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 좌측 코딩트리블록으로부터 분할된 복수의 처리 영역들 중 상기 현재 코딩블록이 존재하는 처리 영역과 동일한 위치의 처리 영역은 상기 현재 코딩블록 및 상기 현재 코딩트리블록 내에서 상기 현재 코딩블록 이후에 복호화될 코딩블록에 대한 상기 탐색 영역으로 설정되지 않는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩블록이 위치하는 처리 영역 내에서 이미 복호화가 완료된 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
6. 제1에 있어서,
   상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중에서 복호화가 늦게 완료된 처리 영역부터 기설정된 개수만큼 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 탐색 영역은,
   상기 현재 코딩트리블록으로부터 분할된 처리 영역들 중 이미 복호화가 완료된 처리 영역들을 항상 포함하고,
   상기 좌측 코딩트리블록으로부터 분할된 처리 영역들 중 고정된 개수의 처리 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 블록벡터를 복원하는 단계는,
   상기 블록벡터 정보를 이용하여 중간(intermediate) 블록벡터를 생성하는 단계; 및
   상기 중간 블록벡터와 상기 현재 코딩블록의 좌상단 샘플로부터 상기 현재 코딩블록이 위치하는 처리 영역 내의 좌상단 샘플까지의 벡터를 가산하여 상기 블록벡터를 복원하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 블록벡터가 상기 탐색 영역을 벗어나는 경우, 상기 블록벡터를 상기 탐색 영역의 경계를 지시하도록 클리핑(clipping) 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 클리핑 연산은 상기 탐색 영역의 경계 상의 샘플들 중 상기 블록벡터가 지시하는 샘플로부터 가장 가까운 샘플을 지시하도록 상기 블록벡터를 보정하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 클리핑 연산은 상기 블록벡터가 상기 탐색 영역의 경계 상의 샘플을 지시하도록 상기 블록벡터를 스케일링하는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 방법.
12. 동일 크기의 코딩트리블록들로 분할된 픽처를 블록 단위로 예측하는 영상 부호화 방법에 있어서,
    현재 코딩트리블록 내에서 부호화하고자 하는 현재 코딩블록의 블록벡터를 결정하는 단계, 상기 현재 코딩블록은 상기 현재 코딩트리블록으로부터 트리 구조로 분할된 블록들 중 하나임;
    상기 현재 코딩블록이 위치하는 상기 픽처 내에서 상기 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 상기 현재 코딩블록의 예측블록으로서 설정하는 단계; 및
    상기 블록벡터에 대한 정보를 부호화하는 단계를 포함하고,
    상기 블록벡터의 값은, 상기 참조블록이 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 현재 코딩트리블록의 좌측 코딩트리블록 중 하나 이상에 형성된 탐색 영역을 벗어나지 않도록 제약되고,
    상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중 이미 부호화된 처리 영역들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 코딩트리블록들의 크기는 128 x 128이고, 상기 처리 영역들의 크기는 64 x 64인 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
14. 제12항에 있어서,
    상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록으로부터 분할된 복수의 처리 영역 중 상기 현재 코딩블록이 포함되는 처리 영역의 상기 현재 코딩트리블록 내에서의 위치에 근거하여 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
15. 제12항에 있어서,
    상기 좌측 코딩트리블록으로부터 분할된 복수의 처리 영역들 중 상기 현재 코딩블록이 존재하는 처리 영역과 동일한 위치의 처리 영역은 상기 현재 코딩블록 및 상기 현재 코딩트리블록 내에서 이후에 부호화될 코딩블록에 대한 상기 탐색 영역으로 설정되지 않는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
16. 제12항에 있어서,
    상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩블록이 위치하는 처리 영역 내에서 이미 부호화가 완료된 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
17. 제12항에 있어서,
    상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중에서 부호화가 늦게 완료된 처리 영역부터 기설정된 개수만큼 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
18. 제12항에 있어서,
    상기 탐색 영역은,
    상기 현재 코딩트리블록으로부터 분할된 처리 영역들 중 이미 부호화가 완료된 처리 영역들을 항상 포함하고,
    상기 좌측 코딩트리블록으로부터 분할된 처리 영역들 중 고정된 개수의 처리 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 영상 부호화 방법.
19. 동일 크기의 코딩트리블록들로 분할된 픽처 내에서 복호화하고자 하는 현재 코딩블록을 예측하는 영상 복호화 장치에 있어서,
    현재 코딩트리블록으로부터 트리 구조로 분할함으로써 복호화하고자 하는 현재 코딩블록을 결정하고, 비트스트림으로부터 블록벡터 정보를 복호화하는 디코더; 및
    상기 블록벡터 정보를 이용하여 상기 현재 코딩블록에 대한 블록벡터를 산출하고, 상기 현재 코딩블록이 위치하는 상기 픽처 내에서 상기 블록벡터에 의해 지시되는 참조블록을 상기 현재 코딩블록의 예측블록으로서 설정하는 예측기를 포함하고,
    상기 블록벡터의 값은, 상기 참조블록이 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 현재 코딩트리블록의 좌측 코딩트리블록 중 하나 이상에 형성된 탐색 영역을 벗어나지 않도록 제약되고,
    상기 탐색 영역은 상기 현재 코딩트리블록 및 상기 좌측 코딩트리블록 각각으로부터 동일 크기로 분할된 복수의 처리 영역들 중 이미 복호화된 처리 영역들로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 영상 복호화 장치.

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