KR20220036966A - Bdof를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 - Google Patents
Bdof를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20220036966A KR20220036966A KR1020227005733A KR20227005733A KR20220036966A KR 20220036966 A KR20220036966 A KR 20220036966A KR 1020227005733 A KR1020227005733 A KR 1020227005733A KR 20227005733 A KR20227005733 A KR 20227005733A KR 20220036966 A KR20220036966 A KR 20220036966A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- current block
- prediction
- bdof
- deriving
- gradient
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 221
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 title description 7
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 131
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 88
- 230000008569 process Effects 0.000 description 74
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 55
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 49
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 30
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 26
- 238000013139 quantization Methods 0.000 description 21
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 241000023320 Luma <angiosperm> Species 0.000 description 15
- OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N methyl salicylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=CC=C1O OSWPMRLSEDHDFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 13
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 12
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 8
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 5
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000013144 data compression Methods 0.000 description 4
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 4
- 208000037170 Delayed Emergence from Anesthesia Diseases 0.000 description 3
- 238000003491 array Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 3
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 3
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000003709 image segmentation Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 230000008707 rearrangement Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000004984 smart glass Substances 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/132—Sampling, masking or truncation of coding units, e.g. adaptive resampling, frame skipping, frame interpolation or high-frequency transform coefficient masking
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
- H04N19/103—Selection of coding mode or of prediction mode
- H04N19/109—Selection of coding mode or of prediction mode among a plurality of temporal predictive coding modes
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
- H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
- H04N19/137—Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
- H04N19/136—Incoming video signal characteristics or properties
- H04N19/137—Motion inside a coding unit, e.g. average field, frame or block difference
- H04N19/139—Analysis of motion vectors, e.g. their magnitude, direction, variance or reliability
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
- H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
- H04N19/159—Prediction type, e.g. intra-frame, inter-frame or bidirectional frame prediction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
- H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
- H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
- H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/513—Processing of motion vectors
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/513—Processing of motion vectors
- H04N19/517—Processing of motion vectors by encoding
- H04N19/52—Processing of motion vectors by encoding by predictive encoding
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/573—Motion compensation with multiple frame prediction using two or more reference frames in a given prediction direction
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
- H04N19/50—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding
- H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
- H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
- H04N19/577—Motion compensation with bidirectional frame interpolation, i.e. using B-pictures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)
Abstract
영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공된다. 본 개시에 따른 영상 복호화 방법은 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 BDOF(Bi-directional optical flow)를 적용할지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용하는 경우, 상기 현재 블록 내 현재 서브블록에 대한 그래디언트를 도출하는 단계, 상기 그래디언트에 기반하여 상기 현재 서브블록에 대한 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하는 단계, 상기 그래디언트 및 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 BDOF 오프셋을 도출하는 단계, 및 상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 BDOF 오프셋에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 개시는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, BDOF(Bi-directional optical flow)를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 본 개시의 영상 부호화 방법/장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하게 된다. 전송되는 정보량 또는 비트량의 증가는 전송 비용과 저장 비용의 증가를 초래한다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위한 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 개시는 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는, BDOF 오프셋을 도출하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는, BDOF를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 개시는 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 영상 복호화 방법은 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용할지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용하는 경우, 상기 현재 블록 내 현재 서브블록에 대한 그래디언트를 도출하는 단계, 상기 그래디언트에 기반하여 상기 현재 서브블록에 대한 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하는 단계, 상기 그래디언트 및 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 BDOF 오프셋을 도출하는 단계, 및 상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 BDOF 오프셋에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 그래디언트를 도출하는 단계는 상기 현재 블록의 예측 샘플을 제1 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고, 상기 제1 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 쉬프트량은 6일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하는 단계는, 상기 현재 블록의 예측 샘플에 기반하여 제1 중간 파라미터 diff를 도출하는 단계, 및 상기 그래디언트에 기반하여 제2 중간 파라미터 tempH 및 tempV를 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제1 중간 파라미터 diff를 도출하는 단계는 상기 현재 블록의 예측 샘플을 제2 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고, 상기 제2 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 쉬프트량은 4일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제2 중간 파라미터 tempH 및 tempV를 도출하는 단계는 상기 그래디언트에 기반하여 유도된 값을 제3 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고, 상기 제3 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 제3 쉬프트량은 1일 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 개선된 움직임 벡터(vx, vy)는 소정의 범위로 클리핑될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 클리핑하는 상기 소정의 범위는 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 범위로 설정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 BDOF 오프셋을 도출하는 단계는 상기 그래디언트와 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 유도된 값을 소정의 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 범위로 설정될 수 있다.
본 개시에 따른 영상 복호화 방법에 있어서, 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 단계는 상기 BDOF 오프셋을 소정의 범위로 클리핑하는 단계를 포함하고, 상기 소정의 범위는 상기 현재 블록의 비트 뎁스에 기반하여 설정될 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 영상 복호화 장치는 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출하고, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용할지 여부를 결정하고, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용하는 경우, 상기 현재 블록 내 현재 서브블록에 대한 그래디언트를 도출하고, 상기 그래디언트에 기반하여 상기 현재 서브블록에 대한 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하고, 상기 그래디언트 및 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 BDOF 오프셋을 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 BDOF 오프셋에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 영상 부호화 방법은, 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용할지 여부를 결정하는 단계, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용하는 경우, 상기 현재 블록 내 현재 서브블록에 대한 그래디언트를 도출하는 단계, 상기 그래디언트에 기반하여 상기 현재 서브블록에 대한 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하는 단계, 상기 그래디언트 및 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 BDOF 오프셋을 도출하는 단계, 및 상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 BDOF 오프셋에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 전송 방법은, 본 개시의 영상 부호화 장치 또는 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송할 수 있다.
본 개시의 또 다른 양상에 따른 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는, 본 개시의 영상 부호화 방법 또는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 부호화/복호화 효율이 향상된 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, BDOF 오프셋을 도출하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, BDOF를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 부호화 방법 또는 장치에 의해 생성된 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치에 의해 수신되고 복호화되어 영상의 복원에 이용되는 비트스트림을 저장한 기록 매체가 제공될 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 비디오 코딩 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인터 예측부(180)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인터 예측부(260)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 공간적 머지 후보로 이용될 수 있는 주변 블록들을 예시한 도면이다.
도 9은 본 개시의 일 예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 공간적 후보에 대해 수행되는 중복성 체크를 위한 후보쌍을 예시한 도면이다.
도 11은 시간적 후보의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 시간적 후보를 유도하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 예에 따른 움직임 벡터 예측자 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 BDOF를 수행하기 위해 확장된 CU를 도시한 도면이다.
도 15는 BDOF를 적용하여 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDOF 과정의 입력과 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라, BDOF 적용 여부에 기반하여 현재 CU내 각 서브블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따라, 개선된 움직임 벡터(motion refinement, vx, vy)를 유도하고, BDOF 오프셋을 유도하고, 현재 서브블록의 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 개시의 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 개시의 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 개시의 다른 실시예에 따라, 개선된 움직임 벡터(motion refinement, vx, vy)를 유도하고, BDOF 오프셋을 유도하고, 현재 서브블록의 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인터 예측부(180)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 6은 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 본 개시에 따른 인터 예측부(260)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 공간적 머지 후보로 이용될 수 있는 주변 블록들을 예시한 도면이다.
도 9은 본 개시의 일 예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 공간적 후보에 대해 수행되는 중복성 체크를 위한 후보쌍을 예시한 도면이다.
도 11은 시간적 후보의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 시간적 후보를 유도하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 개시의 일 예에 따른 움직임 벡터 예측자 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 BDOF를 수행하기 위해 확장된 CU를 도시한 도면이다.
도 15는 BDOF를 적용하여 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDOF 과정의 입력과 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라, BDOF 적용 여부에 기반하여 현재 CU내 각 서브블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따라, 개선된 움직임 벡터(motion refinement, vx, vy)를 유도하고, BDOF 오프셋을 유도하고, 현재 서브블록의 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 개시의 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 개시의 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 개시의 다른 실시예에 따라, 개선된 움직임 벡터(motion refinement, vx, vy)를 유도하고, BDOF 오프셋을 유도하고, 현재 서브블록의 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시예에서의 제1 구성요소는 다른 실시예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시예에서의 제2 구성요소를 다른 실시예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시는 영상의 부호화 및 복호화에 관한 것으로서, 본 개시에서 사용되는 용어는, 본 개시에서 새롭게 정의되지 않는 한 본 개시가 속한 기술 분야에서 통용되는 통상의 의미를 가질 수 있다.
본 개시에서 "픽처(picture)"는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)/타일(tile)은 픽처의 일부를 구성하는 부호화 단위로서, 하나의 픽처는 하나 이상의 슬라이스/타일로 구성될 수 있다. 또한, 슬라이스/타일은 하나 이상의 CTU(coding tree unit)를 포함할 수 있다.
본 개시에서 "픽셀(pixel)" 또는 "펠(pel)"은 하나의 픽처(또는 영상)를 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 "샘플(sample)"이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 루마(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 크로마(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
본 개시에서 "유닛(unit)"은 영상 처리의 기본 단위를 나타낼 수 있다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 "샘플 어레이", "블록(block)" 또는 "영역(area)" 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들(또는 샘플 어레이) 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합(또는 어레이)을 포함할 수 있다.
본 개시에서 "현재 블록"은 "현재 코딩 블록", "현재 코딩 유닛", "부호화 대상 블록", "복호화 대상 블록" 또는 "처리 대상 블록" 중 하나를 의미할 수 있다. 예측이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 예측 블록" 또는 "예측 대상 블록"을 의미할 수 있다. 변환(역변환)/양자화(역양자화)가 수행되는 경우, "현재 블록"은 "현재 변환 블록" 또는 "변환 대상 블록"을 의미할 수 있다. 필터링이 수행되는 경우, "현재 블록"은 "필터링 대상 블록"을 의미할 수 있다.
본 개시에서 "/"와 ","는 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A/B"와 "A, B"는 "A 및/또는 B"로 해석될 수 있다. 또한, "A/B/C"와 "A, B, C"는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나"를 의미할 수 있다.
본 개시에서 "또는"은 "및/또는"으로 해석될 수 있다. 예를 들어, "A 또는 B"는, 1) "A" 만을 의미하거나 2) "B" 만을 의미하거나, 3) "A 및 B"를 의미할 수 있다. 또는, 본 개시에서 "또는"은 "추가적으로 또는 대체적으로(additionally or alternatively)"를 의미할 수 있다.
비디오 코딩 시스템 개요
도 1은 본 개시에 따른 비디오 코딩 시스템을 도시한다.
일 실시예에 따른 비디오 코딩 시스템은 부호화 장치(10) 및 복호화 장치(20)를 포함할 수 있다. 부호화 장치(10)는 부호화된 비디오(video) 및/또는 영상(image) 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따른 부호화 장치(10)는 비디오 소스 생성부(11), 부호화부(12), 전송부(13)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따른 복호화 장치(20)는 수신부(21), 복호화부(22) 및 렌더링부(23)를 포함할 수 있다. 상기 부호화부(12)는 비디오/영상 부호화부라고 불릴 수 있고, 상기 복호화부(22)는 비디오/영상 복호화부라고 불릴 수 있다. 전송부(13)는 부호화부(12)에 포함될 수 있다. 수신부(21)는 복호화부(22)에 포함될 수 있다. 렌더링부(23)는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스 생성부(11)는 비디오/영상 캡쳐 디바이스 및/또는 비디오/영상 생성 디바이스를 포함할 수 있다. 비디오/영상 캡쳐 디바이스는 예를 들어, 하나 이상의 카메라, 이전에 캡쳐된 비디오/영상을 포함하는 비디오/영상 아카이브 등을 포함할 수 있다. 비디오/영상 생성 디바이스는 예를 들어 컴퓨터, 타블렛 및 스마트폰 등을 포함할 수 있으며 (전자적으로) 비디오/영상을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 등을 통하여 가상의 비디오/영상이 생성될 수 있으며, 이 경우 관련 데이터가 생성되는 과정으로 비디오/영상 캡쳐 과정이 갈음될 수 있다.
부호화부(12)는 입력 비디오/영상을 부호화할 수 있다. 부호화부(12)는 압축 및 부호화 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 부호화부(12)는 부호화된 데이터(부호화된 비디오/영상 정보)를 비트스트림(bitstream) 형태로 출력할 수 있다.
전송부(13)는 비트스트림 형태로 출력된 부호화된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 복호화 장치(20)의 수신부(21)로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부(13)는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘리먼트를 포함할 수 있다. 수신부(21)는 상기 저장매체 또는 네트워크로부터 상기 비트스트림을 추출/수신하여 복호화부(22)로 전달할 수 있다.
복호화부(22)는 부호화부(12)의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 복호화할 수 있다.
렌더링부(23)는 복호화된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
영상 부호화 장치 개요
도 2는 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 부호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치(100)는 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 메모리(170), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함할 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150)는 레지듀얼(residual) 처리부에 포함될 수 있다. 레지듀얼 처리부는 감산부(115)를 더 포함할 수도 있다.
영상 부호화 장치(100)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
영상 분할부(110)는 영상 부호화 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽처, 프레임)을 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)을 QT/BT/TT (Quad-tree/binary-tree/ternary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할함으로써 획득될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조, 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 코딩 유닛의 분할을 위해, 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조 및/또는 터너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 개시에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득한 하위 뎁스의 코딩 유닛이 최종 코닛 유닛으로 사용될 수도 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환 및/또는 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 코딩 절차의 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다. 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상기 최종 코딩 유닛으로부터 분할 또는 파티셔닝될 수 있다. 상기 예측 유닛은 샘플 예측의 단위일 수 있고, 상기 변환 유닛은 변환 계수를 유도하는 단위 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 단위일 수 있다.
예측부(인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185))는 처리 대상 블록(현재 블록)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 현재 블록 또는 CU 단위로 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있다. 예측부는 현재 블록의 예측에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 예측에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
인트라 예측부(185)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 인트라 예측 모드 및/또는 인트라 예측 기법에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 비방향성 모드는 예를 들어 DC 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 방향성 모드는 예측 방향의 세밀한 정도에 따라, 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드 또는 65개의 방향성 예측 모드를 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 설정에 따라 그 이상 또는 그 이하의 개수의 방향성 예측 모드들이 사용될 수 있다. 인트라 예측부(185)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측부(180)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(180)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 정보를 생성할 수 있다. 다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 인터 예측부(180)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측자에 대한 지시자(indicator)를 부호화함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 시그널링할 수 있다. 움직임 벡터 차분은 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 차이를 의미할 수 있다.
예측부는 후술하는 다양한 예측 방법 및/또는 예측 기법을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있다. 예를 들어, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측 또는 인터 예측을 적용할 수 있을 뿐 아니라, 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용할 수 있다. 현재 블록의 예측을 위해 인트라 예측과 인터 예측을 동시에 적용하는 예측 방법은 combined inter and intra prediction (CIIP)라고 불릴 수 있다. 또한, 예측부는 현재 블록의 예측을 위해 인트라 블록 카피(intra block copy, IBC)를 수행할 수도 있다. 인트라 블록 카피는 예를 들어 SCC(screen content coding) 등과 같이 게임 등의 컨텐츠 영상/동영상 코딩을 위하여 사용될 수 있다. IBC는 현재 블록으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 위치의 현재 픽처 내 기복원된 참조 블록을 이용하여 현재 블록을 예측하는 방법이다. IBC가 적용되는 경우, 현재 픽처 내 참조 블록의 위치는 상기 소정의 거리에 해당하는 벡터(블록 벡터)로서 부호화될 수 있다.
예측부를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 감산부(115)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)로부터 예측부에서 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 변환 기법은 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT(Karhunen-Loeve Transform), GBT(Graph-Based Transform), 또는 CNT(Conditionally Non-linear Transform) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, GBT는 픽셀 간의 관계 정보를 그래프로 표현한다고 할 때 이 그래프로부터 얻어진 변환을 의미한다. CNT는 이전에 복원된 모든 픽셀(all previously reconstructed pixel)을 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 변환 과정은 정사각형의 동일한 크기를 갖는 픽셀 블록에 적용될 수도 있고, 정사각형이 아닌 가변 크기의 블록에도 적용될 수 있다.
양자화부(130)는 변환 계수들을 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(양자화된 변환 계수들에 관한 정보)를 인코딩하여 비트스트림으로 출력할 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보는 레지듀얼 정보라고 불릴 수 있다. 양자화부(130)는 계수 스캔 순서(scan order)를 기반으로 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있고, 상기 1차원 벡터 형태의 양자화된 변환 계수들을 기반으로 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 생성할 수도 있다.
엔트로피 인코딩부(190)는 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 다양한 인코딩 방법을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 변환 계수들 외 비디오/이미지 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소들(syntax elements)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 인코딩된 정보(ex. 인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 전송되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상술한 인코딩 절차를 통하여 인코딩되어 상기 비트스트림에 포함될 수 있다.
상기 비트스트림은 네트워크를 통하여 전송될 수 있고, 또는 디지털 저장매체에 저장될 수 있다. 여기서 네트워크는 방송망 및/또는 통신망 등을 포함할 수 있고, 디지털 저장매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장매체를 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(190)로부터 출력된 신호를 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 영상 부호화 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구비될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들에 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록 or 레지듀얼 샘플들)를 복원할 수 있다.
가산부(155)는 복원된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호에 더함으로써 복원(reconstructed) 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 스킵 모드가 적용된 경우와 같이 처리 대상 블록에 대한 레지듀얼이 없는 경우, 예측된 블록이 복원 블록으로 사용될 수 있다. 가산부(155)는 복원부 또는 복원 블록 생성부라고 불릴 수 있다. 생성된 복원 신호는 현재 픽처 내 다음 처리 대상 블록의 인트라 예측을 위하여 사용될 수 있고, 후술하는 바와 같이 필터링을 거쳐서 다음 픽처의 인터 예측을 위하여 사용될 수도 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 인코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(170), 구체적으로 메모리(170)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다. 필터링부(160)는 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링에 관한 정보는 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
메모리(170)에 전송된 수정된 복원 픽처는 인터 예측부(180)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치(100)는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치(100)와 영상 복호화 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) 내 DPB는 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 수정된 복원 픽처를 저장할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 인코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(180)에 전달될 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
영상 복호화 장치 개요
도 3은 본 개시에 따른 실시예가 적용될 수 있는 영상 복호화 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)를 합쳐서 "예측부"라고 지칭될 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)는 레지듀얼 처리부에 포함될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)를 구성하는 복수의 구성부들의 전부 또는 적어도 일부는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)로 구현될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구현될 수 있다.
비디오/영상 정보를 포함하는 비트스트림을 수신한 영상 복호화 장치(200)는 도 1의 영상 부호화 장치(100)에서 수행된 프로세스에 대응하는 프로세스를 수행하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 영상 복호화 장치(200)는 영상 부호화 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛이거나 또는 최대 코딩 유닛을 분할하여 획득될 수 있다. 그리고, 영상 복호화 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치(미도시)를 통해 재생될 수 있다.
영상 복호화 장치(200)는 도 1의 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있다. 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 디코딩될 수 있다. 예를 들어, 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림을 파싱하여 영상 복원(또는 픽처 복원)에 필요한 정보(예컨대, 비디오/영상 정보)를 도출할 수 있다. 상기 비디오/영상 정보는 어댑테이션 파라미터 세트(APS), 픽처 파라미터 세트(PPS), 시퀀스 파라미터 세트(SPS) 또는 비디오 파라미터 세트(VPS) 등 다양한 파라미터 세트에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 비디오/영상 정보는 일반 제한 정보(general constraint information)를 더 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치는 영상을 디코딩하기 위해 상기 파라미터 세트에 관한 정보 및/또는 상기 일반 제한 정보를 추가적으로 이용할 수 있다. 본 개시에서 언급된 시그널링 정보, 수신되는 정보 및/또는 신택스 요소들은 상기 디코딩 절차를 통하여 디코딩됨으로써 상기 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 영상 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 블록 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)을 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다. 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265))로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수들 및 관련 파라미터 정보는 역양자화부(220)로 입력될 수 있다. 또한, 엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 필터링에 관한 정보는 필터링부(240)로 제공될 수 있다. 한편, 영상 부호화 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 영상 복호화 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 추가적으로 구비될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소로서 구비될 수도 있다.
한편, 본 개시에 따른 영상 복호화 장치는 비디오/영상/픽처 복호화 장치라고 불릴 수 있다. 상기 영상 복호화 장치는 정보 디코더(비디오/영상/픽처 정보 디코더) 및/또는 샘플 디코더(비디오/영상/픽처 샘플 디코더)를 포함할 수도 있다. 상기 정보 디코더는 엔트로피 디코딩부(210)를 포함할 수 있고, 상기 샘플 디코더는 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 메모리(250), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
역양자화부(220)에서는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 출력할 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화된 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 이 경우 상기 재정렬은 영상 부호화 장치에서 수행된 계수 스캔 순서에 기반하여 수행될 수 있다. 역양자화부(220)는 양자화 파라미터(예를 들어 양자화 스텝 사이즈 정보)를 이용하여 양자화된 변환 계수들에 대한 역양자화를 수행하고, 변환 계수들(transform coefficient)을 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득할 수 있다.
예측부는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부는 엔트로피 디코딩부(210)로부터 출력된 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 또는 인터 예측이 적용되는지 결정할 수 있고, 구체적인 인트라/인터 예측 모드(예측 기법)를 결정할 수 있다.
예측부가 후술하는 다양한 예측 방법(기법)을 기반으로 예측 신호를 생성할 수 있음은 영상 부호화 장치(100)의 예측부에 대한 설명에서 언급된 바와 동일하다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 인트라 예측부(185)에 대한 설명은 인트라 예측부(265)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
인터 예측부(260)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록을 유도할 수 있다. 이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 움직임 정보를 블록, 서브블록 또는 샘플 단위로 예측할 수 있다. 상기 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 움직임 정보는 인터 예측 방향(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다. 인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(260)는 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트를 구성하고, 수신한 후보 선택 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 다양한 예측 모드(기법)를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드(기법)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 예측부(인터 예측부(260) 및/또는 인트라 예측부(265) 포함)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 신호(복원 픽처, 복원 블록, 복원 샘플 어레이)를 생성할 수 있다. 가산부(155)에 대한 설명은 가산부(235)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 후술하는 바와 같이 픽처 디코딩 과정에서 LMCS (luma mapping with chroma scaling)가 적용될 수도 있다.
필터링부(240)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(240)는 복원 픽처에 다양한 필터링 방법을 적용하여 수정된(modified) 복원 픽처를 생성할 수 있고, 상기 수정된 복원 픽처를 메모리(250), 구체적으로 메모리(250)의 DPB에 저장할 수 있다. 상기 다양한 필터링 방법은 예를 들어, 디블록킹 필터링, 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset), 적응적 루프 필터(adaptive loop filter), 양방향 필터(bilateral filter) 등을 포함할 수 있다.
메모리(250)의 DPB에 저장된 (수정된) 복원 픽처는 인터 예측부(260)에서 참조 픽처로 사용될 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 움직임 정보가 도출된(또는 디코딩된) 블록의 움직임 정보 및/또는 이미 복원된 픽처 내 블록들의 움직임 정보를 저장할 수 있다. 상기 저장된 움직임 정보는 공간적 주변 블록의 움직임 정보 또는 시간적 주변 블록의 움직임 정보로 활용하기 위하여 인터 예측부(260)에 전달할 수 있다. 메모리(250)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(265)에 전달할 수 있다.
본 명세서에서, 인코딩 장치(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)에서 설명된 실시예들은 각각 영상 복호화 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
인터 예측 개요
영상 부호화/복호화 장치는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들에 의존적인 방법으로 도출되는 예측 기법을 의미할 수 있다. 현재 블록에 대해 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 블록이 유도될 수 있다.
이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해, 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 움직임 정보가 유도될 수 있으며, 블록, 서브 블록 또는 샘플 단위로 움직임 정보가 유도될 수 있다. 이때, 움직임 정보는 움직임 벡터 및 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 움직임 정보는 인터 예측 타입 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서 인터 예측 타입 정보는 인터 예측의 방향성 정보를 의미할 수 있다. 인터 예측 타입 정보는 현재 블록이 L0 예측, L1 예측, Bi 예측 중 하나를 이용하여 예측됨을 지시할 수 있다.
현재 블록에 대해 인터 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighbouring block)과 참조 픽처에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighbouring block)을 포함할 수 있다. 이때, 현재 블록에 대한 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 부호화 유닛(colCU) 등으로 지칭될 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)로 지칭될 수 있다.
한편, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 이때, 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 사용되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다.
움직임 정보는 인터 예측 타입에 따라 L0 움직임 정보 및/또는 L1 움직임 정보를 포함할 수 있다. L0 방향의 움직임 벡터는 L0 움직임 벡터 또는 MVL0라고 정의될 수 있고, L1 방향의 움직임 벡터는 L1 움직임 벡터 또는 MVL1이라고 정의될 수 있다. L0 움직임 벡터에 기반한 예측은 L0 예측이라고 정의될 수 있고, L1 움직임 벡터에 기반한 예측을 L1 예측이라고 정의될 수 있고, 상기 L0 움직임 벡터 및 상기 L1 움직임 벡터 둘 다에 기반한 예측을 쌍예측(Bi-prediction)이라고 정의될 수 있다. 여기서 L0 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L0에 연관된 움직임 벡터를 의미할 수 있고, L1 움직임 벡터는 참조 픽처 리스트 L1에 연관된 움직임 벡터를 의미할 수 있다.
참조 픽처 리스트 L0는 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 참조 픽처들로 포함할 수 있고, 참조 픽처 리스트 L1은 상기 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 포함할 수 있다. 이때, 이전 픽처들은 순방향 (참조) 픽처라 정의할 수 있고, 상기 이후 픽처들은 역방향 (참조) 픽처라 정의할 수 있다. 한편, 참조 픽처 리스트 L0은 현재 픽처보다 출력 순서상 이후 픽처들을 더 포함할 수 있다. 이 경우 참조 픽처 리스트 L0 내에서 이전 픽처들이 먼저 인덱싱되고 이후 픽처들은 그 다음에 인덱싱될 수 있다. 참조 픽처 리스트 L1은 현재 픽처보다 출력 순서상 이전 픽처들을 더 포함할 수 있다. 이 경우 참조 픽처 리스트 L1 내에서 이후 픽처들이 먼저 인덱싱되고 이전 픽처들은 그 다음에 인덱싱 될 수 있다. 여기서 출력 순서는 POC(picture order count) 순서(order)에 대응될 수 있다.
도 4는 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 개시에 따른 인터 예측부(180)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
도 4의 인코딩 방법은 도 2의 영상 부호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 구체적으로, 단계 S410은 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S420은 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 단계 S420은 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S430은 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 수행될 수 있다. 단계 S430의 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 단계 S430의 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출될 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 영상 부호화 장치의 변환부(120)를 통하여 변환 계수들로 도출되고, 상기 변환 계수들은 양자화부(130)를 통하여 양자화된 변환 계수들로 도출될 수 있다. 상기 양자화된 변환 계수들에 관한 정보가 레지듀얼 코딩 절차를 통하여 엔트로피 인코딩부(190)에서 인코딩될 수 있다.
영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다(S410). 영상 부호화 장치는 현재 블록의 인터 예측 모드 및 움직임 정보를 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 여기서 인터 예측 모드 결정, 움직임 정보 도출 및 예측 샘플들 생성 절차는 동시에 수행될 수도 있고, 어느 한 절차가 다른 절차보다 먼저 수행될 수도 있다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있다. 예측 모드 결정부(181)에서 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(182)에서 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출하고, 예측 샘플 도출부(183)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(180)는 움직임 추정(motion estimation)을 통하여 참조 픽처들의 일정 영역(서치 영역) 내에서 상기 현재 블록과 유사한 블록을 서치하고, 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이를 기반으로 상기 참조 블록이 위치하는 참조 픽처를 가리키는 참조 픽처 인덱스를 도출하고, 상기 참조 블록과 상기 현재 블록의 위치 차이를 기반으로 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 영상 부호화 장치는 다양한 인터 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 영상 부호화 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 율-왜곡 비용(Rate-Distortion (RD) cost)을 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 인터 예측 모드를 결정할 수 있다. 그러나, 영상 부호화 장치가 현재 블록에 대한 인터 예측 모드를 결정하는 방법은 상기 예로 한정되지 않으며, 다양한 방법들이 이용될 수 있다.
예컨대 현재 블록에 대한 인터 예측 모드는 머지 모드(merge mode), 머지 스킵 모드(skip mode), MVP 모드(Motion Vector Prediction mode), SMVD 모드(Symmetric Motion Vector Difference), 어파인 모드(affine mode), 서브 블록 기반 머지 모드(Subblock-based merge mode), AMVR 모드(Adaptive Motion Vector Resolution mode), HMVP 모드(History-based Motion Vector Predictor mode), 쌍예측 머지 모드(Pair-wise average merge mode), MMVD 모드(Merge mode with Motion Vector Differences mode), DMVR 모드(Decoder side Motion Vector Refinement mode), CIIP 모드(Combined Inter and Intra Prediction mode) 및 GPM(Geometric Partitioning mode) 중 적어도 하나로 결정될 수 있다.
예를 들어, 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들로부터 머지 후보들을 유도하고, 유도된 머지 후보들을 이용하여 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 가리키는 참조 블록들 중 상기 현재 블록과 중 상기 현재 블록과의 차이가 최소 또는 일정 기준 이하인 참조 블록을 도출할 수 있다. 이 경우 상기 도출된 참조 블록과 연관된 머지 후보가 선택되며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 머지 인덱스 정보가 생성되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들로부터 움직임 벡터 예측자 (MVP, Motion Vector Predictor) 후보들을 유도하고, 유도된 MVP 후보들을 이용하여 MVP 후보 리스트를 구성할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 상기 MVP 후보 리스트에 포함된 MVP 후보들 중 선택된 MVP 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 MVP 로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 전술한 움직임 추정에 의하여 도출된 참조 블록을 가리키는 움직임 벡터가 상기 현재 블록의 움직임 벡터로 이용될 수 있으며, 상기 MVP 후보들 중 상기 현재 블록의 움직임 벡터와의 차이가 가장 작은 움직임 벡터를 갖는 MVP 후보가 상기 선택된 MVP 후보가 될 수 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 MVP를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 선택된 MVP 후보를 가리키는 인덱스 정보 및 상기 MVD에 관한 정보가 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보로 구성되어 별도로 상기 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S420). 영상 부호화 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 예컨대, 상기 레지듀얼 샘플은 원본 샘플로부터 대응하는 예측 샘플을 감산함으로써 도출될 수 있다.
영상 부호화 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩할 수 있다(S430). 영상 부호화 장치는 인코딩된 영상 정보를 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 예측 정보는 상기 예측 절차에 관련된 정보들로 예측 모드 정보(ex. skip flag, merge flag or mode index 등) 및 움직임 정보에 관한 정보를 포함할 수 있다. 상기 예측 모드 정보 중 skip flag는 현재 블록에 대해 스킵 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보이며, merge flag는 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는지 여부를 나타내는 정보이다. 또는 예측 모드 정보는 mode index와 같이, 복수의 예측 모드들 중 하나를 지시하는 정보일 수도 있다. 상기 skip flag와 merge flag가 각각 0일 경우, 현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 것으로 결정될 수 있다. 상기 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 수 있다. 상기 후보 선택 정보 중 merge index는 현재 블록에 대해 머지 모드가 적용되는 경우에 시그널링될 수 있으며, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나를 선택하기 위한 정보일 수 있다. 상기 후보 선택 정보 중 MVP flag 또는 MVP index는 현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 경우에 시그널링될 수 있으며, MVP 후보 리스트에 포함된 MVP 후보들 중 하나를 선택하기 위한 정보일 수 있다. 구체적으로 MVP flag는 구문 요소 mvp_l0_flag 혹은 mvp_l1_flag를 이용하여 시그널링될 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 상술한 MVD에 관한 정보 및/또는 참조 픽처 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또한 상기 움직임 정보에 관한 정보는 L0 예측, L1 예측, 또는 쌍(Bi) 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보이다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플들에 대한 양자화된 변환 계수들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
출력된 비트스트림은 (디지털) 저장매체에 저장되어 영상 복호화 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 영상 복호화 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록을 포함하는 픽처)를 생성할 수 있다. 이는 영상 복호화 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 영상 부호화 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 영상 부호화 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)를 메모리에 저장하고, 인터 예측을 위한 참조 픽처로 활용할 수 있다. 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 6은 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7는 본 개시에 따른 인터 예측부(260)의 구성을 예시적으로 도시한 도면이다.
영상 복호화 장치는 상기 영상 부호화 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
도 6의 디코딩 방법은 도 3의 영상 복호화 장치에 의해 수행될 수 있다. 단계 S610 내지 S630은 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, 단계 S610의 예측 정보 및 단계 S640의 레지듀얼 정보는 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 영상 복호화 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S640). 구체적으로 상기 레지듀얼 처리부의 역양자화부(220)는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 양자화된 변환 계수들을 기반으로, 역양자화를 수행하여 변환 계수들을 도출하고, 상기 레지듀얼 처리부의 역변환부(230)는 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 단계 S650은 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 영상 복호화 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S610). 영상 복호화 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 skip flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 스킵 모드가 적용되지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 MVP 모드가 결정되는지 여부를 결정할 수 있다. 또는 상기 mode index를 기반으로 다양한 인터 예측 모드 후보들 중 하나를 선택할 수 있다. 상기 인터 예측 모드 후보들은 스킵 모드, 머지 모드 및/또는 MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
영상 복호화 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다(S620). 예를 들어, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 전술한 후보 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 예컨대, 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 영상 복호화 장치는 상기 현재 블록에 MVP 모드가 적용되는 경우, MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 MVP 후보 리스트에 포함된 MVP 후보들 중 선택된 MVP 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 MVP로 이용할 수 있다. 상기 선택은 전술한 후보 선택 정보(mvp flag or mvp index)를 기반으로 수행될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 MVD를 도출할 수 있으며, 상기 현재 블록의 MVP 와 상기 MVD를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 또한, 상기 참조 픽처 인덱스 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 도출할 수 있다. 상기 현재 블록에 관한 참조 픽처 리스트 내에서 상기 참조 픽처 인덱스가 가리키는 픽처가 상기 현재 블록의 인터 예측을 위하여 참조되는 참조 픽처로 도출될 수 있다.
영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S630). 이 경우 상기 현재 블록의 참조 픽처 인덱스를 기반으로 상기 참조 픽처를 도출하고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 상기 참조 픽처 상에서 가리키는 참조 블록의 샘플들을 이용하여 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이, 영상 복호화 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있다. 영상 복호화 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261)에서 수신된 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정하고, 움직임 정보 도출부(262)에서 수신된 움직임 정보에 관한 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보(움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스 등)를 도출하고, 예측 샘플 도출부(263)에서 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
영상 복호화 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성할 수 있다(S640). 영상 복호화 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S650). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 전술한 바와 같다.
전술한 바와 같이 인터 예측 절차는 인터 예측 모드 결정 단계, 결정된 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계, 도출된 움직임 정보에 기반한 예측 수행(예측 샘플 생성) 단계를 포함할 수 있다. 상기 인터 예측 절차는 전술한 바와 같이 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 수행될 수 있다.
이하에서, 예측 모드에 따른 움직임 정보 도출 단계에 대해 보다 상세히 설명한다.
전술한 바와 같이, 인터 예측은 현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 수행될 수 있다. 영상 부호화 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 현재 블록에 대한 원본 픽처 내 원본 블록을 이용하여 상관성이 높은 유사한 참조 블록을 참조 픽처 내의 정해진 탐색 범위 내에서 분수 픽셀 단위로 탐색할 수 있고, 이를 통하여 움직임 정보를 도출할 수 있다. 블록의 유사성은 현재 블록과 참조 블록 간 SAD(sum of absolute differences)를 기반으로 계산될 수 있다. 이 경우 탐색 영역 내 SAD가 가장 작은 참조 블록을 기반으로 움직임 정보를 도출할 수 있다. 도출된 움직임 정보는 인터 예측 모드 기반으로 여러 방법에 따라 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.
현재 블록에 대해 머지 모드(merge mode)가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보가 직접적으로 전송되지 않고, 주변 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보를 유도하게 된다. 따라서, 머지 모드를 이용하였음을 알려주는 플래그 정보 및 어떤 주변 블록을 머지 후보로서 이용하였는지를 알려주는 후보 선택 정보(예컨대, 머지 인덱스)를 전송함으로써 현재 예측 블록의 움직임 정보를 지시할 수 있다. 본 개시에서 현재 블록은 예측 수행의 단위이므로, 현재 블록은 현재 예측 블록과 같은 의미로 사용되고, 주변 블록은 주변 예측 블록과 같은 의미로 사용될 수 있다.
영상 부호화 장치는 머지 모드를 수행하기 위해서 현재 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 머지 후보 블록(merge candidate block)을 서치할 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 후보 블록은 최대 5개까지 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록의 최대 개수는 슬라이스 헤더 또는 타일 그룹 헤더에서 전송될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록들을 찾은 후, 영상 부호화 장치는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있고, 이들 중 RD cost가 가장 작은 머지 후보 블록을 최종 머지 후보 블록으로 선택할 수 있다.
본 개시는 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보 블록에 대한 다양한 실시예를 제공한다. 상기 머지 후보 리스트는 예를 들어 5개의 머지 후보 블록을 이용할 수 있다. 예를 들어, 4개의 공간적 머지 후보(spatial merge candidate)와 1개의 시간적 머지 후보(temporal merge candidate)를 이용할 수 있다.
도 8은 공간적 머지 후보로 이용될 수 있는 주변 블록들을 예시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 현재 블록의 공간적 주변 블록들을 탐색하여 도출된 공간적 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S910). 예를 들어, 상기 공간적 주변 블록들은 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 현재 블록의 좌하단 코너 주변 블록(A0), 좌측 주변 블록(A1), 우상단 코너 주변 블록(B0), 상단 주변 블록(B1), 좌상단 코너 주변 블록(B2)들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 전술한 공간적 주변 블록들 이외에도 우측 주변 블록, 하측 주변 블록, 우하측 주변 블록 등 추가적인 주변 블록들이 더 상기 공간적 주변 블록들로 사용될 수 있다. 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 상기 공간적 주변 블록들을 우선순위에 기반하여 탐색함으로써 가용한 블록들을 검출하고, 검출된 블록들의 움직임 정보를 상기 공간적 머지 후보들로 도출할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 도 8에 도시된 5개의 블록들을 A1, B1, B0, A0, B2의 순서대로 탐색하고 가용한 후보들을 순차적으로 인덱싱함으로써 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다.
영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록을 탐색하여 도출된 시간적 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S920). 상기 시간적 주변 블록은 상기 현재 블록이 위치하는 현재 픽처와 다른 픽처인 참조 픽처 상에 위치할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 참조 픽처는 collocated 픽처 또는 col 픽처라고 불릴 수 있다. 상기 시간적 주변 블록은 상기 col 픽처 상에서의 상기 현재 블록에 대한 동일 위치 블록(co-located block)의 우하측 코너 주변 블록 및 우하측 센터 블록의 순서로 탐색될 수 있다. 한편, 메모리 부하를 줄이기 위해 motion data compression이 적용되는 경우, 상기 col 픽처에 대해 일정 저장 단위마다 특정 움직임 정보를 대표 움직임 정보로 저장할 수 있다. 이 경우 상기 일정 저장 단위 내의 모든 블록에 대한 움직임 정보를 저장할 필요가 없으며 이를 통하여 motion data compression 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 일정 저장 단위는 예를 들어 16x16 샘플 단위, 또는 8x8 샘플 단위 등으로 미리 정해질 수도 있고, 또는 영상 부호화 장치에서 영상 복호화 장치로 상기 일정 저장 단위에 대한 사이즈 정보가 시그널링될 수도 있다. 상기 motion data compression이 적용되는 경우 상기 시간적 주변 블록의 움직임 정보는 상기 시간적 주변 블록이 위치하는 상기 일정 저장 단위의 대표 움직임 정보로 대체될 수 있다. 즉, 이 경우 구현 측면에서 보면, 상기 시간적 주변 블록의 좌표에 위치하는 예측 블록이 아닌, 상기 시간적 주변 블록의 좌표(좌상단 샘플 포지션)를 기반으로 일정 값만큼 산술적 오른쪽 쉬프트 후 산술적 왼쪽 쉬프트 한 위치를 커버하는 예측 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 시간적 머지 후보가 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 2nx2n 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>n)<<n), (yTnb>>n)<<n))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 16x16 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>4)<<4), (yTnb>>4)<<4))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다. 또는 예를 들어, 상기 일정 저장 단위가 8x8 샘플 단위인 경우, 상기 시간적 주변 블록의 좌표가 (xTnb, yTnb)라 하면, 수정된 위치인 ((xTnb>>3)<<3), (yTnb>>3)<<3))에 위치하는 예측 블록의 움직임 정보가 상기 시간적 머지 후보를 위하여 사용될 수 있다.
다시 도 9을 참조하면, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 현재 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보들의 개수보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S930). 상기 최대 머지 후보들의 개수는 미리 정의되거나 영상 부호화 장치에서 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 상기 최대 머지 후보들의 개수에 관한 정보를 생성하고, 인코딩하여 비트스트림 형태로 상기 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 상기 최대 머지 후보들의 개수가 다 채워지면 이후의 후보 추가 과정(S940)은 진행하지 않을 수 있다.
단계 S930의 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작은 경우, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 소정의 방식에 따라 추가 머지 후보를 유도한 후 상기 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S940). 상기 추가 머지 후보는 예를 들어 history based merge candidate(s), pair-wise average merge candidate(s), ATMVP, combined bi-predictive 머지 후보 (현재 슬라이스/타일 그룹의 슬라이스/타일 그룹 타입이 B 타입인 경우) 및/또는 영(zero) 벡터 머지 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
단계 S930의 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작지 않은 경우, 영상 부호화 장치/영상 복호화 장치는 상기 머지 후보 리스트의 구성을 종료할 수 있다. 이 경우 영상 부호화 장치는 RD cost 기반으로 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 최적의 머지 후보를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 후보 선택 정보(ex. 머지 후보 인덱스, merge index)를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 머지 후보 리스트 및 상기 후보 선택 정보를 기반으로 상기 최적의 머지 후보를 선택할 수 있다.
상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 사용될 수 있으며, 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들을 도출할 수 있음은 전술한 바와 같다. 영상 부호화 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. 영상 복호화 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 도출된 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 전술한 바와 같다.
현재 블록에 대해 스킵 모드(skip mode)가 적용되는 경우, 앞에서 머지 모드가 적용되는 경우와 동일한 방법으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 다만, 스킵 모드가 적용되는 경우 해당 블록에 대한 레지듀얼 신호가 생략되며 따라서 예측 샘플들이 바로 복원 샘플들로 이용될 수 있다. 상기 스킵 모드는 예를 들어 cu_skip_flag의 값이 1인 경우에 적용될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, 공간적 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. 공간적 후보는 상술한 공간적 머지 후보를 나타낼 수 있다.
공간적 후보의 유도는 공간적으로 인접한 블록들(spatial neighboring blocks)에 기반하여 수행될 수 있다. 예로써, 도 8에 도시된 위치에 존재하는 후보 블록들로부터 최대 4개의 공간적 후보가 유도될 수 있다. 공간적 후보를 유도하는 순서는 A1 -> B1 -> B0 -> A0 -> B2의 순서일 수 있다. 그러나, 공간적 후보를 유도하는 순서는 상기 순서로 한정되지 않으며, 예컨대, B1 -> A1 -> B0 -> A0 -> B2의 순서일 수도 있다. 순서상 마지막 위치(상기 예에서, B2 위치)는 선행하는 4개 위치들(상기 예에서, A1, B1, B0 및 A0) 중 적어도 하나가 가용하지 않은 경우에 고려될 수 있다. 이 때, 소정 위치의 블록이 가용하지 않다는 것은 해당 블록이 현재 블록과 다른 슬라이스 또는 다른 타일에 속하거나 해당 블록이 인트라 예측된 블록인 경우를 포함할 수 있다. 순서상 첫번째 위치(상기 예에서, A1 또는 B1)로부터 공간적 후보가 유도된 경우, 후속하는 위치의 공간적 후보들에 대해서는 중복성 체크가 수행될 수 있다. 예컨대, 후속하는 공간적 후보의 움직임 정보가 머지 후보 리스트에 이미 포함된 공간적 후보의 움직임 정보와 동일할 경우, 상기 후속하는 공간적 후보는 머지 후보 리스트에 포함시키지 않음으로써, 부호화 효율을 향상시킬 수 있다. 후속하는 공간적 후보에 대해 수행되는 중복성 체크는 가능한 모든 후보쌍에 대해 수행되지 않고 일부의 후보쌍에 대해서만 수행됨으로써 계산 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 10은 공간적 후보에 대해 수행되는 중복성 체크를 위한 후보쌍을 예시한 도면이다.
도 10에 도시된 예에서, B0 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 A0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다. 또한, B1 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 B0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다. 또한, A1 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 A0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다. 마지막으로, B2 위치의 공간적 후보에 대한 중복성 체크는 A0 위치 및 B0 위치의 공간적 후보에 대해서만 수행될 수 있다.
도 10에 도시된 예는, 공간적 후보를 유도하는 순서가 A0 -> B0 -> B1 -> A1 -> B2의 순서인 경우의 예이다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 공간적 후보를 유도하는 순서가 변경되더라도 도 10에 도시된 예와 같이, 일부의 후보쌍에 대해서만 중복성 체크가 수행될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, 시간적 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. 시간적 후보는 상술한 시간적 머지 후보를 나타낼 수 있다. 또한, 시간적 후보의 움직임 벡터는 MVP 모드의 시간적 후보에 대응될 수도 있다.
시간적 후보는 하나의 후보만이 머지 후보 리스트에 포함될 수 있다. 시간적 후보를 유도하는 과정에서, 시간적 후보의 움직임 벡터는 스케일링될 수 있다. 예컨대, 상기 스케일링은 콜로케이티드 참조 픽처(collocated reference picture, colPic)(이하, '콜 픽처'라 함)에 속한 콜로케이티드 블록(co-located CU)(이하, '콜 블록'이라 함)에 기반하여 수행될 수 있다. 콜 블록의 유도에 사용되는 참조 픽처 리스트는 슬라이스 헤더에서 명시적으로 시그널링될 수 있다.
도 11은 시간적 후보의 움직임 벡터를 스케일링하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에서, curr_CU와 curr_pic은 현재 블록과 현재 픽처를 나타내고, col_CU와 col_pic은 콜 블록과 콜 픽처를 나타낸다. 또한, curr_ref는 현재 블록의 참조 픽처를 나타내고, col_ref는 콜 블록의 참조 픽처를 나타낸다. 또한, tb는 현재 블록의 참조 픽처와 현재 픽처 사이의 거리를 나타내고, td는 콜 블록의 참조 픽처와 콜 픽처 사이의 거리를 나타낸다. 상기 tb와 td는 픽처간의 POC(Picture Order Count)의 차이에 해당하는 값으로 나타낼 수 있다. 시간적 후보의 움직임 벡터의 스케일링은 tb와 td에 기반하여 수행될 수 있다. 또한, 시간적 후보의 참조 픽처 인덱스는 0으로 설정될 수 있다.
도 12는 시간적 후보를 유도하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12에서, 굵은 실선의 블록은 현재 블록을 나타낸다. 시간적 후보는 도 12의 C0 위치(우하단 위치) 또는 C1 위치(중앙 위치)에 해당하는 콜 픽처 내의 블록으로부터 유도될 수 있다. 먼저, C0 위치가 가용한지 판단되고, C0 위치가 가용한 경우, C0 위치에 기반하여 시간적 후보가 유도될 수 있다. 만약 C0 위치가 가용하지 않은 경우, C1 위치에 기반하여 시간적 후보가 유도될 수 있다. 예컨대, C0 위치의 콜 픽처 내 블록이 인트라 예측된 블록이거나, 현재 CTU 행(row)의 외부에 존재하는 경우, C0 위치가 가용하지 않은 것으로 판단될 수 있다.
상술한 바와 같이, motion data compression이 적용되는 경우, 콜 블록의 움직임 벡터는 소정의 단위 블록마다 저장될 수 있다. 이 경우, C0 위치 또는 C1 위치를 커버하는 블록의 움직임 벡터를 유도하기 위해 C0 위치 또는 C1 위치는 수정될 수 있다. 예컨대, 상기 소정의 단위 블록이 8x8 블록이고, C0 위치 또는 C1 위치를 (xColCi, yColCi)라 할 때, 시간적 후보를 유도하기 위한 위치는 ( ( xColCi >> 3 ) << 3, ( yColCi >> 3 ) << 3 )로 수정될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, History-based 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. History-based 후보는 History-based 머지 후보로 표현될 수 있다.
History-based 후보는 공간적 후보와 시간적 후보가 머지 후보 리스트에 추가된 이후에 상기 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 예컨대, 이전에 부호화/복호화된 블록의 움직임 정보가 테이블에 저장되고, 현재 블록의 History-based 후보로서 사용될 수 있다. 상기 테이블은 부호화/복호화 과정 동안 복수의 History-based 후보를 저장할 수 있다. 상기 테이블은 새로운 CTU 행(row)이 시작될 때 초기화될 수 있다. 테이블이 초기화된다는 것은 테이블에 저장된 History-based 후보가 모두 삭제되어 해당 테이블이 비워지는 것을 의미할 수 있다. 인터 예측된 블록이 있을 때마다, 관련 움직임 정보가 마지막 엔트리로서 상기 테이블에 추가될 수 있다. 이 때, 상기 인터 예측된 블록은 서브블록 기반으로 예측된 블록이 아닐 수 있다. 상기 테이블에 추가된 움직임 정보는 새로운 History-based 후보로서 사용될 수 있다.
History-based 후보의 테이블은 소정의 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 해당 크기는 5일 수 있다. 이 때, 상기 테이블은 최대 5개의 History-based 후보를 저장할 수 있다. 새로운 후보가 테이블에 추가될 때, 먼저 동일한 후보가 상기 테이블에 존재하는지의 중복성 체크가 수행되는 제한된 first-in-first-out (FIFO) 규정이 적용될 수 있다. 만약 동일한 후보가 상기 테이블에 이미 존재하는 경우, 상기 동일한 후보는 상기 테이블로부터 삭제되고, 이 후의 모든 History-based 후보들의 위치가 전방으로 이동될 수 있다.
History-based 후보는 머지 후보 리스트의 구성 과정에 이용될 수 있다. 이 때, 상기 테이블에 최근에 포함된 History-based 후보들이 순서대로 체크되고, 상기 머지 후보 리스트의 시간적 후보 이후의 위치에 포함될 수 있다. History-based 후보가 머지 후보 리스트에 포함될 때, 상기 머지 후보 리스트에 이미 포함된 공간적 후보 또는 시간적 후보와의 중복성 체크가 수행될 수 있다. 만약, 머지 후보 리스트에 이미 포함된 공간적 후보 또는 시간적 후보와 History-based 후보가 중복되는 경우, 해당 History-based 후보는 상기 머지 후보 리스트에 포함되지 않을 수 있다. 상기 중복성 체크는 아래와 같이 단순화시킴으로써 연산량이 저감될 수 있다.
머지 후보 리스트의 생성에 이용되는 History-based 후보의 개수는 (N <= 4 ) ? M: (8 - N)으로 설정될 수 있다. 이 때, N은 머지 후보 리스트에 이미 포함된 후보의 개수를 나타내고, M은 상기 테이블에 저장된 가용한 History-based 후보의 개수를 나타낸다. 즉, 머지 후보 리스트에 4개 이하의 후보가 포함된 경우, 상기 머지 후보 리스트의 생성에 이용되는 History-based 후보의 개수는 M개이며, 머지 후보 리스트에 4개보다 많은 N개의 후보가 포함된 경우, 상기 머지 후보 리스트의 생성에 이용되는 History-based 후보의 개수는 (8 - N)개로 설정될 수 있다.
가용한 머지 후보의 전체 개수가 (머지 후보의 최대 허용 개수 - 1)에 도달하는 경우, History-based 후보를 이용한 머지 후보 리스트의 구성은 종료될 수 있다.
이하, 머지 모드 및/또는 스킵 모드의 경우, Pair-wise average 후보를 유도하는 방법에 대해 설명한다. Pair-wise average 후보는 Pair-wise average 머지 후보 또는 Pair-wise 후보로 표현될 수 있다.
Pair-wise average 후보는 머지 후보 리스트에 포함된 후보들로부터 기정의된 후보쌍을 획득하고 이들을 평균함으로써 생성될 수 있다. 기정의된 후보쌍은 {(0, 1), (0, 2), (1, 2), (0, 3), (1, 3), (2, 3)}이고, 각 후보쌍을 구성하는 숫자는 머지 후보 리스트의 인덱스일 수 있다. 즉, 기정의된 후보쌍 (0, 1)은 머지 후보 리스트의 인덱스 0 후보와 인덱스 1 후보의 쌍을 의미하고, Pair-wise average 후보는 인덱스 0 후보와 인덱스 1 후보의 평균에 의해 생성될 수 있다. 상기 기 정의된 후보쌍의 순서대로 Pair-wise average 후보의 유도가 수행될 수 있다. 즉, 후보쌍 (0, 1)에 대해 Pair-wise average 후보를 유도한 후, 후보쌍 (0, 2), 후보쌍 (1, 2)의 순서로 Pair-wise average 후보 유도 과정이 수행될 수 있다. Pair-wise average 후보 유도 과정은 머지 후보 리스트의 구성이 완료될 때까지 수행될 수 있다. 예컨대, Pair-wise average 후보 유도 과정은 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보의 개수가 최대 머지 후보 개수에 도달할 때까지 수행될 수 있다.
Pair-wise average 후보는 참조 픽처 리스트의 각각에 대해 개별적으로 계산될 수 있다. 하나의 참조 픽처 리스트(L0 list 또는 L1 list)에 대해 2개의 움직임 벡터가 가용한 경우, 이들 2개의 움직임 벡터의 평균이 계산될 수 있다. 이 때, 2개의 움직임 벡터가 서로 다른 참조 픽처를 가리키더라도 상기 2개의 움직임 벡터의 평균이 수행될 수 있다. 만약 하나의 참조 픽처 리스트에 대해 1개의 움직임 벡터만이 가용한 경우, 가용한 움직임 벡터가 Pair-wise average 후보의 움직임 벡터로서 사용될 수 있다. 만약 하나의 참조 픽처 리스트에 대해 2개의 움직임 벡터가 모두 가용하지 않은 경우, 해당 참조 픽처 리스트는 유효하지 않은 것으로 결정될 수 있다.
Pair-wise average 후보가 머지 후보 리스트에 포함된 이후에도 머지 후보 리스트의 구성이 완료되지 않은 경우, 최대 머지 후보 개수에 도달할 때까지 제로 벡터가 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다.
현재 블록에 대해 MVP 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록(예를 들어, 도 8에 도시된 주변 블록)의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록(또는 Col 블록)에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor, mvp) 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록에 대응하는 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다. 쌍예측이 적용되는 경우, L0 움직임 정보 도출을 위한 mvp 후보 리스트와 L1 움직임 정보 도출을 위한 mvp 후보 리스트가 개별적으로 생성되어 이용될 수 있다. 현재 블록에 대한 예측 정보(또는 예측에 관한 정보)는 상기 mvp 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 후보 선택 정보(ex. MVP 플래그 또는 MVP 인덱스)를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부는 상기 후보 선택 정보를 이용하여, mvp 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서, 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 선택할 수 있다. 영상 부호화 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 영상 복호화 장치의 예측부는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 영상 복호화 장치의 예측부는 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 예에 따른 움직임 벡터 예측자 후보 리스트 구성 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 현재 블록의 공간적 후보 블록을 탐색하여 가용한 후보 블록을 MVP 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1010). 이후, MVP 후보 리스트에 포함된 MVP 후보가 2개 미만인지 여부가 판단되고(S1020), 2개인 경우, MVP 후보 리스트의 구성을 완료할 수 있다.
단계 S1020에서, 가용한 공간적 후보 블록이 2개 미만인 경우, 현재 블록의 시간적 후보 블록을 탐색하여 가용한 후보 블록을 MVP 후보 리스트에 삽입할 수 있다(S1030). 시간적 후보 블록이 가용하지 않은 경우, 제로 움직임 벡터를 MVP 후보 리스트에 삽입(S1040)함으로써, MVP 후보 리스트의 구성을 완료할 수 있다.
한편, MVP 모드가 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 명시적으로 시그널링될 수 있다. 이경우 L0 예측을 위한 참조 픽처 인덱스(refidxL0)와 L1 예측을 위한 참조 픽처 인덱스(refidxL1)가 구분되어 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MVP 모드가 적용되고 쌍예측(BI prediction)이 적용되는 경우, 상기 refidxL0에 관한 정보 및 refidxL1에 관한 정보가 둘 다 시그널링될 수 있다.
전술한 바와 같이, MVP 모드가 적용되는 경우, 영상 부호화 장치에서 도출된 MVD에 관한 정보가 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. MVD에 관한 정보는 예를 들어 MVD 절대값 및 부호에 대한 x, y 성분을 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, MVD 절대값이 0보다 큰지, 및 1보다 큰지 여부, MVD 나머지를 나타내는 정보가 단계적으로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, MVD 절대값이 1보다 큰지 여부를 나타내는 정보는 MVD 절대값이 0보다 큰지 여부를 나타내는 flag 정보의 값이 1인 경우에 한하여 시그널링될 수 있다.
이하에서, 본 개시의 예측 수행 방법의 일 실시예에 대해 설명한다. 이하의 예측 수행 방법은 도 4의 단계 S410 또는 도 6의 단계 S630에서 수행될 수 있다.
예측 모드에 따라 도출된 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 예측된 블록을 생성할 수 있다. 상기 예측된 블록(예측 블록)은 상기 현재 블록의 예측 샘플들(예측 샘플 어레이)를 포함할 수 있다. 현재 블록의 움직임 벡터가 분수 샘플(fractional sample) 단위를 가리키는 경우, 보간(interpolation) 절차가 수행될 수 있으며, 이를 통하여 참조 픽처 내에서 분수 샘플 단위의 참조 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 예측 샘플들이 도출될 수 있다. 현재 블록에 Affine 인터 예측이 적용되는 경우, 샘플/서브블록 단위 MV를 기반으로 예측 샘플들을 생성할 수 있다. 쌍예측(bi-prediction)이 적용되는 경우, L0 예측(즉, 참조 픽처 리스트 L0 내 참조 픽처와 MVL0를 이용한 예측)을 기반으로 도출된 예측 샘플들과 L1 예측(즉, 참조 픽처 리스트 L1 내 참조 픽처와 MVL1을 이용한 예측)을 기반으로 도출된 예측 샘플들의 (위상에 따른) 가중합 또는 가중평균을 통하여 도출된 예측 샘플들이 현재 블록의 예측 샘플들로 이용될 수 있다. 쌍예측이 적용되는 경우, L0 예측에 이용된 참조 픽처와 L1 예측에 이용된 참조 픽처가 현재 픽처를 기준으로 서로 다른 시간적 방향에 위치하는 경우, (즉, 쌍예측이면서 양방향 예측에 해당하는 경우) 이를 true(참) 쌍예측이라고 부를 수 있다.
영상 복호화 장치에서, 도출된 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들 및 복원 픽처가 생성될 수 있고, 이후 인루프 필터링 등의 절차가 수행될 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치에서, 도출된 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들이 도출되고 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보의 인코딩이 수행될 수 있다.
Bi-directional optical flow (BDOF)
본 개시에 따르면, 쌍예측(bi-prediction) 신호를 리파인(개선)하기 위하여 BDOF가 사용될 수 있다. BDOF는 현재 블록(ex. CU)에 쌍예측이 적용되는 경우 개선된 움직임 정보를 계산하여 예측 샘플들을 생성하기 위한 것이다. 따라서, BDOF를 적용하여 개선된 움직임 정보를 계산하는 과정은 상술한 움직임 정보 도출 단계에 포함될 수도 있다.
예를 들어, BDOF는 4x4 서브블록 레벨에서 적용될 수 있다. 즉, BDOF는 현재 블록 내 4x4 서브블록 단위로 수행될 수 있다.
BODF는 예를 들어 다음과 같은 조건을 적어도 하나 또는 모두 만족하는 CU에 대하여 적용될 수 있다.
- CU가 true 쌍예측 모드로 부호화된 경우, 즉, 두 개의 참조 픽처들 중 하나는 디스플레이 순서가 현재 픽처에 선행하고, 나머지 하나는 디스플레이 순서가 현재 픽처에 후행하는 경우
- CU가 어파인 모드 또는 ATMVP 머지 모드가 아닌 경우
- CU가 64개 이상의 루마 샘플을 갖는 경우
- CU의 높이(height) 및 너비(width)가 8 루마 샘플 이상인 경우
- BCW 가중치 인덱스가 균등 가중치를 지시하는 경우, 즉, L0 예측 샘플과 L1 예측 샘플에 동일한 가중치가 적용되는 것을 지시하는 경우
- 현재 CU에 대해 가중 예측(WP, Weighted Prediction)이 적용되지 않는 경우
- 현재 CU에 대해 CIIP 모드가 사용되지 않는 경우
또한, BDOF는 루마 성분에 대하여만 적용될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, BDOF는 크로마 성분에 대하여만 적용되거나, 루마 성분 및 크로마 성분의 모두에 대하여 적용될 수도 있다.
BDOF 모드는 광학적 흐름(optical flow)의 개념에 기초한다. 즉, 객체의 움직임이 스무스(smooth)한 것을 가정한다. BDOF가 적용되는 경우, 각각의 4x4 서브블록에 대해, 개선된 움직임 벡터(motion refinement) (vx, vy)가 계산될 수 있다. 개선된 움직임 벡터(motion refinement)는 L0 예측 샘플과 L1 예측 샘플 사이의 차이를 최소화함으로써 계산될 수 있다. 개선된 움직임 벡터(motion refinement)는 4x4 서브 블록 내 쌍예측된 샘플 값들을 조정(adjust)하는데 이용될 수 있다.
이하, BDOF가 수행되는 과정을 보다 구체적으로 설명한다.
먼저, 2개의 예측 신호들의 수평 그래디언트(gradient) 
와 수직 그래디언트 
가 계산될 수 있다. 이 때, k는 0 또는 1일 수 있다. 상기 그래디언트는 2개의 인접한 샘플들 사이의 차이를 직접 계산함으로써 계산될 수 있다. 예컨대, 상기 그래디언트는 아래와 같이 계산될 수 있다.
상기 수학식 1에서, I(k)(i, j)는 리스트 k (k = 0, 1) 내 예측 신호의 좌표 (i, j)의 샘플값을 의미한다. 예컨대, I(0)(i, j)는 L0 예측 블록 내 (i, j) 위치의 샘플값을 의미하고, I(1)(i, j)는 L1 예측 블록 내 (i, j) 위치의 샘플값을 의미할 수 있다. 상기 수학식 1에서, 제1 쉬프트량(shift1)은 루마 성분의 비트 뎁스(비트 깊이)에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 루마 성분의 비트 뎁스를 bitDepth라 할 때, shift1은 max(6, bitDepth-6)으로 결정될 수 있다.
상술한 바와 같이 그래디언트가 계산된 후, 그래디언트간 자기상관관계(auto-correlation) 및 교차상관관계(cross-correlation) S1, S2, S3, S5 및 S6이 아래와 같이 계산될 수 있다.
상기 수학식 2에서, na 및 nb 는 각각 min( 1, bitDepth-11 ) 및 min( 4, bitDepth-8)으로 설정될 수 있다.
상술한 그래디언트간 자기상관관계 및 교차상관관계를 이용하여 개선된 움직임 벡터(motion refinement) (vx, vy)가 아래와 같이 유도될 수 있다.
상기 수학식 3에서, nS2는 12일 수 있다.상기 유도된 개선된 움직임 벡터(motion refinement) 및 그래디언트들에 기초하여, 4x4 서브블록 내 각 샘플들에 대해 다음과 같은 조정이 수행될 수 있다.
최종적으로, CU의 쌍예측 샘플들을 아래와 같이 조정함으로써 BDOF가 적용된 CU의 예측 샘플들(predBDOF)을 계산할 수 있다.
상기 수학식들에 있어서, na, nb및 nS2는 각각 3, 6 및 12일 수 있다. 이 값들은 BDOF 과정에서의 승수(multiplier)가 15 비트를 초과하지 않고, 중간 파라미터들(intermediate parameters)의 비트너비(bit-width)가 32 비트 이내로 유지될 수 있도록 선택될 수 있다.
그래디언트 값을 유도하기 위해, 현재 CU의 외부에 존재하는 리스트 k (k=0, 1) 내 예측 샘플들 I(k)(i, j)이 생성될 수 있다. 도 14는 BDOF를 수행하기 위해 확장된 CU를 도시한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, BDOF를 수행하기 위해, CU의 경계 주변으로 확장된 행/열이 사용될 수 있다. 경계 바깥의 예측 샘플들을 생성하기 위한 계산의 복잡도를 제어하기 위해, 확장된 영역(도 14의 흰색 영역) 내 예측 샘플들은 양선형 필터(bilinear filter)를 사용하여 생성되고, CU(도 14의 회색 영역) 내 예측 샘플들은 보통의 8-tap 움직임 보상 보간 필터(normal 8-tap motion compensation interpolation filter)를 사용하여 생성될 수 있다. 상기 확장된 위치의 샘플 값들은 그래디언트 계산에만 사용될 수 있다. BDOF 과정의 나머지 단계들을 수행하기 위해, CU 경계의 바깥에 위치하는 샘플 값 및/또는 그래디언트 값이 필요한 경우, 가장 인접한 이웃 샘플 값 및/또는 그래디언트 값을 패딩(반복)하여 사용할 수 있다.
CU의 너비 및/또는 높이가 16 루마 샘플보다 큰 경우, 해당 CU는 너비 및/또는 높이가 16 루마 샘플인 서브 블록들로 분할될 수 있다. 각 서브 블록들의 경계는 BDOF 과정에서 상술한 CU 경계와 동일하게 취급될 수 있다. BDOF 과정이 수행되는 최대 유닛 크기는 16x16으로 제한될 수 있다.
각각의 서브블록에 대해, BDOF 수행 여부가 결정될 수 있다. 즉, 각각의 서브블록에 대한 BDOF 과정은 스킵될 수 있다. 예컨대, 초기(initial) LO 예측 샘플과 초기 L1 예측 샘플 사이의 SAD 값이 소정의 임계치보다 작은 경우, BDOF 과정은 해당 서브블록에 적용되지 않을 수 있다. 이때, 해당 서브블록의 너비와 높이가 각각 W 및 H일 때, 상기 소정의 임계치는 (8 * W*( H >> 1 )로 설정될 수 있다. 부가적인 SAD 계산의 복잡도를 고려하여, DMVR 과정에서 계산된 초기L0 예측 샘플과 초기 L1 예측 샘플 사이의 SAD가 재사용될 수 있다.
현재 블록에 대해 BCW가 가용한 경우, 예컨대, BCW 가중치 인덱스가 불균등 가중치를 지시하는 경우, BDOF는 적용되지 않을 수 있다. 유사하게, 현재 블록에 대해 WP가 가용한 경우, 예컨대, 2개의 참조 픽처들 중 적어도 하나에 대한 luma_weight_lx_flag가 1인 경우, BDOF는 적용되지 않을 수 있다. 이때, luma_weight_lx_flag는 lx 예측(x는 0 또는 1)의 루마 성분에 대한 WP의 가중치 팩터(weighting factors)가 비트스트림에 존재하는지 여부를 지시하는 정보일 수 있다. 또는, lx 예측의 루마 성분에 대해 WP가 적용되는지 여부를 지시하는 정보일 수 있다. CU가 Symmetric MVD(SMVD) 모드 또는 CIIP 모드로 부호화된 경우, BDOF는 적용되지 않을 수 있다.
상술한 바와 같이, 인터 예측 과정에서 BDOF가 적용되어 움직임 보상 과정에서 참조 샘플을 개선함으로써 영상의 압축 성능을 높일 수 있다. BDOF는 일반 모드일 때 수행될 수 있다. 즉, 어파인 모드, GPM 모드, CIIP 모드 등일 경우, BDOF는 수행되지 않는다.
본 개시는 BDOF 과정에서 참조 샘플의 개선을 위한 BDOF 오프셋(bdofOffset, b(x, y))을 유도할 때, 정규화(normalization) 및 클리핑(clipping)을 적용하여 BDOF의 잠재적 오류를 막고 성능을 향상시킬 수 있는 다양한 방법을 제안한다. 본 개시에서 정규화는 다양한 단위(예컨대, 1/64-pel, 1/32-pel, 2-pel 등)로 표현된 값을 소정 단위(예컨대, 1-pel)의 값으로 통일하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 본 개시에서 [a, b]는 a부터 b까지의 값의 범위를 의미하며, 어떤 값 x가 [a, b]의 범위로 클리핑된다는 것은, x가 a보다 작을 때 a의 값, x가 b보다 클 때 b의 값, 그 외의 경우 x의 값을 갖도록 x의 범위가 제한되는 것을 의미할 수 있다. 또한, 본 개시에서 비트 뎁스는 루마 성분의 비트 뎁스로 한정되지 않으며, 예컨대, 루마 성분과 크로마 성분의 비트 뎁스가 동일한 경우의 비트 뎁스를 포함할 수 있다.
도 15는 BDOF를 적용하여 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 15의 BDOF 기반 인터 예측 절차는 영상 부호화 장치 및 영상 복호화 장치에서 수행될 수 있다.
먼저, 단계 S1510에서, 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 현재 블록의 움직임 정보는 본 개시에 기재된 다양한 방법에 의해 도출될 수 있다. 예컨대, 현재 블록의 움직임 정보는 정규의 머지 모드, MMVD 모드 또는 AMVP 모드에 의해 도출될 수 있다. 상기 움직임 정보는 쌍예측 움직임 정보(L0 움직임 정보, L1 움직임 정보)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 L0 움직임 정보는 MVL0(L0 움직임 벡터), refIdxL0(L0 참조 픽처 인덱스)를 포함할 수 있고, 상기 L1 움직임 정보는 MVL1(L1 움직임 벡터), refIdxL1(L1 참조 픽처 인덱스)을 포함할 수 있다.
이후, 도출된 현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 현재 블록의 예측 샘플이 도출될 수 있다(S1520). 구체적으로, 상기 L0 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 L0 예측 샘플들이 도출될 수 있다. 또한, 상기 L1 움직임 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 L1 예측 샘플들이 도출될 수 있다.
이후, 도출된 예측 샘플들에 기반하여 BDOF 오프셋이 도출될 수 있다(S1530). 단계 S1530의 BDOF는 본 개시에 기재된 방법에 따라 수행될 수 있다. 예컨대, 상기 L0 예측 샘플들의 (위상에 따른) 그래디언트 및 상기 L1 예측 샘플들의 (위상에 따른) 그래디언트를 기반으로 BDOF 오프셋이 도출될 수 있다.
이후, 상기 LX(X = 0 또는 1) 예측 샘플들 및 상기 BDOF 오프셋을 기반으로 상기 현재 블록의 개선된 예측 샘플들이 도출될 수 있다(S1540). 상기 개선된 예측 샘플들은 현재 블록의 최종 예측 블록으로서 이용될 수 있다.
영상 부호화 장치는 도 15의 방법에 따라 생성된 현재 블록의 예측 샘플들을 기반으로 원본 샘플들과의 비교를 통하여 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 정보(레지듀얼 정보)가 영상/비디오 정보에 포함되어 인코딩되고, 비트스트림 형태로 출력될 수 있음은 상술한 바와 같다. 또한, 영상 복호화 장치는 도 15의 방법에 따라 생성된 현재 블록의 예측 샘플들 및 비트스트림 내 레지듀얼 정보에 기반하여 획득한 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원된 현재 블록을 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDOF 과정의 입력과 출력을 설명하기 위한 도면이다.
도 16에 도시된 바와 같이, BDOF 과정의 입력은 현재 블록의 너비(nCbW), 높이(nCbH), 경계 영역이 소정 길이(ex, 2)만큼 확장된 예측 서브블록(predSamplesL0, predSamplesL1), 예측 방향 인덱스(predFlagL0, predFlagL1) 및 참조 픽처 인덱스(refIdxL0, refIdxL1)를 포함할 수 있다. 또한, BDOF 과정의 입력은 BDOF 이용 플래그(bdofUtilizationFlag)를 더 포함할 수도 있다. 이때, BDOF 이용 플래그는 현재 블록 내 서브블록 단위로 입력되어, 해당 서브블록에 대해 BDOF가 적용되는지 여부를 지시할 수 있다.
또한, BDOF 과정은 상기 입력 정보들에 기반하여 BDOF를 적용함으로써, 개선된 예측 블록(pbSamples)을 생성할 수 있다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다. 도 17은 도 16에 후속하는 과정일 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, BDOF 과정을 수행하기 위해, 현재 블록의 입력 비트 뎁스(bitDepth)가 BitDepthY로 설정될 수 있다. 이때, BitDepthY는 비트스트림을 통해 시그널링되는 비트 뎁스에 관한 정보에 기반하여 유도될 수 있다. 또한, 비트 뎁스에 기반하여 다양한 우쉬프트량이 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 쉬프트량(shift1), 제2 쉬프트량(shift2), 제3 쉬프트량(shift3) 및 제4 쉬프트량(shift4)이 비트 뎁스에 기반하여 도 17에 도시된 바와 같이 각각 유도될 수 있다. 그리고, shift4에 기반하여 오프셋(offset4)이 설정될 수 있다. 또한, 개선된 움직임 벡터의 클리핑 범위를 특정하기 위한 변수 mvRefineThres가 비트 뎁스에 기반하여 설정될 수 있다. 도 17에서 설명된 다양한 변수들의 용도에 대해서는 후술한다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따라, BDOF 적용 여부에 기반하여 현재 CU내 각 서브블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 18은 도 17에 후속하는 과정일 수 있다.
도 18에 개시된 과정은, 현재 CU내 서브블록마다 수행되며, 이때 서브블록의 크기는 4x4일 수 있다. 현재 서브블록에 대한 BDOF 이용 플래그(bdofUtilizationFlag)가 제1 값(False, '0')인 경우, 현재 서브블록에 대해서는 BDOF가 적용되지 않을 수 있다. 이 경우, 현재 서브블록의 예측 샘플은 L0 예측 샘플과 L1 예측 샘플의 가중합으로 유도되며, 이때 L0 예측 샘플에 적용되는 가중치와 L1 예측 샘플에 적용되는 가중치는 동일할 수 있다. 도 18의 식 (1)에 사용된 shift4 및 offset4는 도 17에서 설정된 값일 수 있다. 현재 서브블록에 대한 BDOF 이용 플래그(bdofUtilizationFlag)가 제2 값(True, '1')인 경우, 현재 서브블록에 대해서는 BDOF가 적용될 수 있다. 이 경우, 현재 서브블록의 예측 샘플은 후술하는 본 개시에 따른 BDOF 과정에 의해 생성될 수 있다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 19는 도 18에 후속하는 과정일 수 있다.
도 19에 개시된 과정은, 현재 CU내 서브블록마다 수행되며, 이때 서브블록의 크기는 4x4일 수 있다.
도 19에 따르면, 식 (1), 식 (2)에 따라, 현재 서브블록 내 각 샘플 위치 (x, y)에 대한 위치 (hx, hy)가 유도될 수 있다. 이후, 식 (3) 내지 식 (6)에 따라 각 샘플 위치에 대한 수평 그래디언트와 수직 그래디언트가 유도될 수 있다. 이후, 식 (7) 내지 식 (9)에 따라 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하기 위한 변수들(제1 중간 파라미터 diff 및 제2 중간 파라미터 tempH 및 tempV)이 유도될 수 있다. 예컨대, 제1 중간 파라미터 diff는, 식 (7)과 같이, 현재 블록의 예측 샘플(predSamplesL0, predSamplesL1)에 제2 쉬프트량(shift2)만큼 우쉬프트를 적용한 값을 이용하여 유도될 수 있다. 예컨대, 제2 중간 파라미터 tempH 및 tempV는, 식 (8) 및 식 (9)와 같이, L0 방향의 그래디언트와 L1 방향의 그래디언트를 합산한 갑에 제3 쉬프트량(shift3)만큼 우쉬프트를 적용하여 유도될 수 있다. 이후, 유도된 제1 중간 파라미터 및 제2 중간 파라미터에 기반하여 식 (10) 내지 식 (16)에 따라 자기상관관계 및 교차상관관계가 유도될 수 있다.
도 20은 본 개시의 일 실시예에 따라, 개선된 움직임 벡터(motion refinement, vx, vy)를 유도하고, BDOF 오프셋을 유도하고, 현재 서브블록의 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 20은 도 19에 후속하는 과정일 수 있다.
도 20에 개시된 과정은, 현재 CU내 서브블록마다 수행되며, 이때 서브블록의 크기는 4x4일 수 있다.
도 20에 따르면, 식 (1), 식 (2)에 따라 개선된 움직임 벡터(vx, vy)가 유도될 수 있다. 개선된 움직임 벡터는 mvRefineThres에 의해 특정되는 범위로 클리핑될 수 있다. 또한, 개선된 움직임 벡터 및 그래디언트에 기반하여 식 (3)에 따라 BDOF 오프셋(bdofOffset)이 유도될 수 있다. 유도된 BDOF 오프셋을 이용하여 식 (4)에 따라 현재 서브블록의 예측 샘플(pbSamples)이 생성될 수 있다.
도 16 내지 도 20을 참조하여 설명한 방법들은 연속적으로 수행됨으로써 본 개시의 제1 실시예에 따른 BDOF 과정을 구현할 수 있다. 도 16 내지 도 20에 따른 실시예에서, 제1 쉬프트량(shift1)은 Max(6, bitDepth-6)으로 설정되고, mvRefineThres는 1<<Max(, bitDepth-7)로 설정된다. 따라서, BitDepth에 따른 predSample과 BDOF의 각 파라미터들의 비트 너비(bit width)는 아래 표와 같이 유도될 수 있다.
상기 표 1에서, 예컨대, BitDepth가 8일 때, predSample은 16 bit range의 값을 가지며, 그래디언트는 11 bit, vx, vy는 6 bit를 사용하게 되고, 결국 bdofOffset 값의 범위는 [-49856, 48298]이 된다. 상기 표 1에 나타낸 바와 같이, BitDepth가 변화함에 따라 predSample의 비트 너비가 달라진다. 그러나, BitDepth와 높은 연관성을 갖는 그래디언트는 BitDepth가 변화함에도 고정된 비트 너비(11 bit)를 갖는다. 또한, BitDepth와 연관성이 없는 vx, vy의 비트 너비는 BitDepth가 변화함에 따라 달라진다.
후술하는 본 개시의 다른 실시예들에 따르면, BDOF 과정에서 사용되는 파라미터들의 정규화 및 클리핑을 개선함으로써, 각 파라미터들과 BitDepth와의 연관성을 보다 정확히 반영할 수 있다. 이로써, 각 파라미터들이 보다 정확한 값을 가질 수 있고, 나아가 BDOF 과정에서의 메모리 오버플로우 이슈도 해결할 수 있다.
본 개시의 다른 실시예들은 도 16 내지 도 20을 참조하여 상술한 본 개시의 제1 실시예의 일부를 변경함으로써 구현될 수 있다.
이하, 본 개시의 제2 실시예에 따른 BDOF 과정을 설명한다.
본 개시의 제2 실시예는 본 개시의 제1 실시예에서의 BDOF 과정과 다른 정규화 방법을 적용한다. 본 개시에 따르면, 그래디언트(gradientHLX, gradientVLX, 이 때 X는 0 또는 1)는 각각 현재 샘플 위치의 좌우 및 상하 2-pixel 거리에서의 기울기를 나타낸다. 또한, vx, vy가 1/32-pel 정밀도(precision)이고 [-32, 31] 혹은 [-32, 32]의 값의 범위를 가질 때, vx, vy의 1값은 실제 1/32-pel 거리를 나타낸다. 따라서, vx, vy는 1-pixel 단위의 값에 "1<<5" 연산을 적용한 것으로 볼 수 있다.
본 개시의 제2 실시예에 따르면, BDOF 오프셋의 계산에 이용되는 각 파라미터(수평 그래디언트, 수직 그래디언트, vx, vy)들을 1-pixel 단위의 값으로 정규화할 수 있다. 예컨대, 2-pixel 거리의 기울기인 그래디언트에 대해서는 ">>1"의 연산을 적용하여 1-pixel 단위의 값으로 정규화를 수행할 수 있다. 또한, 1/32-pel 정밀도의 vx, vy에 대해서는 ">>5"의 연산을 적용하여 1-pixel 단위의 값으로 정규화를 수행할 수 있다. 이를 고려하여, 도 23의 식 (3)과 같이, 상기 정규화를 위해 그래디언트와 vx, vy를 곱한 값을 제1 쉬프트량(shift1)만큼 우쉬프트할 수 있다. 이때 shift1은 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값(예컨대, 7)으로 설정할 수 있다. 또한, vx, vy도 비트 뎁스와 무관하게 설정되는 값의 범위로 클리핑할 수 있다. 예컨대, vx, vy의 클리핑 범위를 특정하는 변수 mvRefineThres를 "1<<5"의 값으로 설정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 개시의 제2 실시예에 따른 정규화는 그래디언트와 vx, vy를 함께 고려하여 수행될 수 있다.
본 개시의 제2 실시예는 본 개시의 제1 실시예의 도 17, 도 19 및 도 20을 개선함으로써 구현될 수 있다.
도 21은 본 개시의 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다. 도 21은 도 17의 예를 변형한 예일 수 있다. 따라서, 도 17 및 도 21에 있어서 공통되는 부분의 설명은 생략될 수 있다.
도 21에 도시된 바와 같이, BDOF 과정을 수행하기 위해, 현재 블록의 입력 비트 뎁스(bitDepth)가 BitDepthY로 설정될 수 있다. 이때, BitDepthY는 비트스트림을 통해 시그널링되는 비트 뎁스에 관한 정보에 기반하여 유도될 수 있다. 또한, 제1 쉬프트량(shift1), 제2 쉬프트량(shift2) 및 제3 쉬프트량(shift3)은 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 쉬프트량(shift1), 제2 쉬프트량(shift2) 및 제3 쉬프트량(shift3)은 각각 7, 4 및 1로 설정될 수 있다. 제4 쉬프트량(shift4) 및 오프셋(offset4)은 도 17의 예와 동일하게 유도될 수 있다. 또한, 변수 mvRefineThres는 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 변수 mvRefineThres는 "1<<5"로 설정될 수 있다.
도 22는 본 개시의 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 22는 도 19의 예를 변형한 예일 수 있다. 따라서, 도 19 및 도 22에 있어서 공통되는 부분의 설명은 생략될 수 있다.
도 19의 예와 비교하면, 도 22의 식 (3) 내지 식 (6)의 그래디언트 계산에 있어서, 우쉬프트 연산(">>shift1")은 수행되지 않을 수 있다. 본 실시예에 따르면, 우쉬프트 연산을 생략함으로써 보다 높은 정확도를 갖는 그래디언트를 획득할 수 있다.
도 23은 본 개시의 다른 실시예에 따라, 개선된 움직임 벡터(motion refinement, vx, vy)를 유도하고, BDOF 오프셋을 유도하고, 현재 서브블록의 예측 샘플을 생성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 23은 도 20의 예를 변형한 예일 수 있다. 따라서, 도 20 및 도 23에 있어서 공통되는 부분의 설명은 생략될 수 있다.
도 20의 예와 비교하면, 도 23의 식 (3)의 bdofOffset의 계산에 있어서, 우쉬프트 연산 ">>1"은 ">>shift1"로 변경될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 그래디언트와 vx, vy의 정규화를 위해 그래디언트와 vx, vy를 곱한 값을 제1 쉬프트량(shift1)만큼 우쉬프트할 수 있다. 이 때, shift1은 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값(예컨대, 7)으로 설정될 수 있음은 상술한 바와 같다.
상기와 같이, 본 개시의 제1 실시예에 따른 도 17, 도 19 및 도 20의 예를 도 21, 도 22 및 도 23과 같이 각각 수정함으로써, 본 개시의 제2 실시예가 구현될 수 있다.
본 개시의 제2 실시예에 따르면, BitDepth에 따른 predSample과 BDOF의 각 파라미터들의 비트 너비(bit width)는 아래 표와 같이 유도될 수 있다.
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 비트 뎁스와 높은 연관성을 갖는 그래디언트는 비트 뎁스에 따라 변화한다. 또한, predSample 값을 기반으로 그래디언트 값의 범위가 정해지므로, 그래디언트 값의 정확도가 증가할 수 있다. 또한, 비트 뎁스와 연관성이 없는 vx, vy의 비트 너비는 비트 뎁스와 관계없이 고정된 값을 가질 수 있다. 표 2에 따르면, 그래디언트 값의 범위가 증가하는 대신 vx, vy의 값의 범위가 줄어들기 때문에 bdofOffset 값의 범위에는 영향을 주지 않는다.
이하, 본 개시의 제3 실시예에 따른 BDOF 과정을 설명한다.
본 개시의 제2 실시예에서 상술한 바와 같이, 그래디언트 및 vx, vy는 1-pixel 단위의 값으로 정규화될 수 있다. 그러나, 도 22의 실시예에 따르면, 그래디언트 계산 과정에서 비트 오버플로우(bit overflow)가 발생할 수 있다. 예컨대, 도 22의 식 (3) 내지 식 (6)과 같이, 그래디언트 계산 과정에서 쉬프트 연산을 수행하지 않는 경우, 그래디언트의 계산을 위해 32 비트 연산이 수행될 수 있다. 즉, 그래디언트 계산시 비트 오버플로우가 발생할 수 있다.
본 개시의 제3 실시예는 이를 고려하여, 그래디언트에 대한 정규화를 그래디언트 계산시에 적용할 수 있다. 즉, 그래디언트 계산시 ">>1" 연산을 적용하여 정규화를 수행함으로써 비트 오버플로우를 방지할 수 있다. 본 개시의 제3 실시예에 따르면, 그래디언트는 16 비트를 넘지 않을 수 있다. 한편, vx, vy에 대한 정규화는 조정된 shift1만큼 우쉬프트 연산을 적용함으로써 수행될 수 있다. 예컨대, shift1은 비트 뎁스와 무관하게 고정값(예컨대, 6)으로 설정될 수 있다.
본 개시의 제3 실시예는 본 개시의 제2 실시예의 도 21 및 도 22를 개선함으로써 구현될 수 있다.
도 24는 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다. 도 24는 도 21의 예를 변형한 예일 수 있다. 따라서, 도 21 및 도 24에 있어서 공통되는 부분의 설명은 생략될 수 있다.
도 24에 도시된 바와 같이, BDOF 과정을 수행하기 위해, 현재 블록의 입력 비트 뎁스(bitDepth)가 BitDepthY로 설정될 수 있다. 이때, BitDepthY는 비트스트림을 통해 시그널링되는 비트 뎁스에 관한 정보에 기반하여 유도될 수 있다. 또한, 제1 쉬프트량(shift1), 제2 쉬프트량(shift2) 및 제3 쉬프트량(shift3)은 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 쉬프트량(shift1), 제2 쉬프트량(shift2) 및 제3 쉬프트량(shift3)은 각각 6, 4 및 1로 설정될 수 있다. 제4 쉬프트량(shift4) 및 오프셋(offset4)은 도 17의 예와 동일하게 유도될 수 있다. 또한, 변수 mvRefineThres는 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 변수 mvRefineThres는 "1<<5"로 설정될 수 있다.
도 25는 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 25는 도 22의 예를 변형한 예일 수 있다. 따라서, 도 22 및 도 25에 있어서 공통되는 부분의 설명은 생략될 수 있다.
도 22의 방법과 비교하면, 도 25의 식 (3) 내지 식 (6)의 그래디언트 계산에 있어서, 우쉬프트 연산(">>1")이 수행될 수 있다. 이와 같이 그래디언트 계산 과정에서 우쉬프트 연산을 수행함으로써 비트 오버플로우의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 도 24와 같이, shift1은 6으로 수정되므로, 그래디언트와 vx, vy에 적용되는 전체 우쉬프트량은 "7"이 된다. 따라서, 본 개시의 제3 실시예와 본 개시의 제2 실시예에서의 전체 우쉬프트량은 동일하게 유지될 수 있다.
상기와 같이, 본 개시의 제2 실시예에 따른 도 21 및 도 22의 예를 도 24 및 도 25와 같이 각각 수정함으로써, 본 개시의 제3 실시예가 구현될 수 있다.
본 개시의 제3 실시예에 따르면, BitDepth에 따른 predSample과 BDOF의 각 파라미터들의 비트 너비(bit width)는 아래 표와 같이 유도될 수 있다.
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 비트 뎁스와 높은 연관성을 갖는 그래디언트는 비트 뎁스에 따라 변화한다. 또한, predSample 값을 기반으로 그래디언트 값의 범위가 정해지므로, 그래디언트 값의 정확도가 증가할 수 있다. 또한, 도 25의 식 (3) 내지 식 (6)에서 우쉬프트 연산을 수행함으로써, 그래디언트 계산시의 비트 오버플로우를 방지할 수 있다. 또한, 비트 뎁스와 연관성이 없는 vx, vy의 비트 너비는 비트 뎁스와 관계없이 고정된 값을 가질 수 있다.
이하, 본 개시의 제4 실시예에 따른 BDOF 과정을 설명한다.
본 개시의 제2 실시예에서 상술한 바와 같이, 그래디언트 및 vx, vy는 1-pixel 단위의 값으로 정규화될 수 있다. 그러나, 도 22의 실시예에 따르면, 그래디언트 계산 과정에서 비트 오버플로우(bit overflow)가 발생할 수 있다. 예컨대, 도 22의 식 (3) 내지 식 (6)과 같이, 그래디언트 계산 과정에서 쉬프트 연산을 수행하지 않는 경우, 그래디언트의 계산을 위해 32 비트 연산이 수행될 수 있다. 즉, 그래디언트 계산시 비트 오버플로우가 발생할 수 있다.
본 개시의 제4 실시예는 이를 고려하여, 그래디언트 계산시에 클리핑을 수행함으로써 비트 오버플로우를 방지할 수 있다. 본 개시의 제4 실시예에 따르면, 그래디언트는 16 비트를 넘지 않을 수 있다. 그래디언트 및 vx, vy에 대한 정규화는 본 개시의 제2 실시예와 동일하게 수행될 수 있다. 이를 위해, 그래디언트와 vx, vy를 곱한 값은 제1 쉬프트량(shift1)만큼 우쉬프트할 수 있다. 이 때, shift1은 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값(예컨대, 7)으로 설정될 수 있다.
본 개시의 제4 실시예는 본 개시의 제2 실시예의 도 21 및 도 22를 개선함으로써 구현될 수 있다.
도 26은 본 개시의 또 다른 실시예에 따른 BDOF 과정에 이용되는 변수들을 설명하기 위한 도면이다. 도 26은 도 21의 예를 변형한 예일 수 있다. 따라서, 도 21 및 도 26에 있어서 공통되는 부분의 설명은 생략될 수 있다.
도 26에 도시된 바와 같이, BDOF 과정을 수행하기 위해, 현재 블록의 입력 비트 뎁스(bitDepth)가 BitDepthY로 설정될 수 있다. 이때, BitDepthY는 비트스트림을 통해 시그널링되는 비트 뎁스에 관한 정보에 기반하여 유도될 수 있다. 또한, 제1 쉬프트량(shift1), 제2 쉬프트량(shift2) 및 제3 쉬프트량(shift3)은 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 제1 쉬프트량(shift1), 제2 쉬프트량(shift2) 및 제3 쉬프트량(shift3)은 각각 7, 4 및 1로 설정될 수 있다. 제4 쉬프트량(shift4) 및 오프셋(offset4)은 도 17의 예와 동일하게 유도될 수 있다. 또한, 변수 mvRefineThres는 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정될 수 있다. 예컨대, 변수 mvRefineThres는 "1<<5"로 설정될 수 있다. 또한, 그래디언트 값의 클리핑 범위를 특정하기 위한 변수 gradLimit가 설정될 수 있다. 이때, gradLimit는 비트 뎁스에 기반하여 설정될 수 있으며, 예컨대, "1<<Max(15, BitDepth+3)"으로 설정될 수 있다.
도 27은 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, 현재 서브블록의 그래디언트, 자기상관관계 및 교차상관관계를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 27은 도 22의 예를 변형한 예일 수 있다. 따라서, 도 22 및 도 27에 있어서 공통되는 부분의 설명은 생략될 수 있다.
도 22의 방법과 비교하면, 도 27의 식 (3) 내지 식 (6)의 그래디언트 계산에 있어서, 클리핑 연산이 수행될 수 있다. 즉, 계산된 그래디언트 값은 gradLimit에 의해 특정되는 범위의 값으로 클리핑될 수 있다. 예컨대, 클리핑의 범위는 [-gradLimit, gradLimit-1]일 수 있다. 본 개시의 제3 실시예에 따르면, 이와 같이 그래디언트 계산 과정에서 클리핑 연산을 수행함으로써 비트 오버플로우의 발생을 방지할 수 있다.
상기와 같이, 본 개시의 제2 실시예에 따른 도 21 및 도 22의 예를 도 26 및 도 27과 같이 각각 수정함으로써, 본 개시의 제4 실시예가 구현될 수 있다.
본 개시의 제4 실시예에 따르면, BitDepth에 따른 predSample과 BDOF의 각 파라미터들의 비트 너비(bit width)는 아래 표와 같이 유도될 수 있다.
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 비트 뎁스와 높은 연관성을 갖는 그래디언트는 비트 뎁스에 따라 변화한다. 또한, predSample 값을 기반으로 그래디언트 값의 범위가 정해지므로, 그래디언트 값의 정확도가 증가할 수 있다. 또한, 도 27의 식 (3) 내지 식 (6)에서 클리핑 연산을 수행함으로써, 그래디언트 계산시의 비트 오버플로우를 방지할 수 있다. 또한, 비트 뎁스와 연관성이 없는 vx, vy의 비트 너비는 비트 뎁스와 관계없이 고정된 값을 가질 수 있다.
이하에서, 본 개시에 따라 BDOF 오프셋을 클리핑하는 실시예에 대해 설명한다.
인터 예측의 보간(interpolation)에 의해 생성된 예측 샘플(predSample)은 입력 비트 뎁스와 보간 필터의 계수에 의해 값의 범위가 정해지며 최악의 경우, [-16830, 33150]의 값의 범위를 가진다. 이 때, 16 비트 오버플로우를 방지하기 위해 predSample 값에 -8192값을 더해줌으로써, 표 1에 나타낸 바와 같이, predSample의 값은 [-25022, 24958]의 범위로 조정될 수 있다.
따라서, 표 1에 나타낸 바와 같이, BitDepthY가 8일 때, predSample은 16 bit range의 값을 가지며, gradient는 11 bit, vx, vy는 6 bit를 사용하게 되고, 결국 bdofOffset값의 범위는 [-49856, 48298]이 된다. 따라서, 본 개시의 다양한 실시예에 따라, predSample과 bdofOffset을 더할 경우, 16 비트 오버플로우가 발생할 수 있다.
본 개시에 따르면, BDOF 오프셋(bdofOffset) 값을 소정의 범위로 클리핑함으로써 개선된 예측 샘플의 값을 계산할 때, 16 비트 오버플로우가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 보다 구체적으로, predSample은 비트 뎁스가 8 내지 12일 때 16 bit range의 값을 가지며 비트 뎁스가 14 및 16일 때, predSample은 18 bit range 및 20 bit range의 값을 각각 갖는다. 따라서, bdofOffset의 클리핑의 범위도 비트 뎁스를 고려하여 정의될 수 있다. 예컨대, bdofOffset의 클리핑의 범위를 특정하는 변수 OffsetLimit가 비트 뎁스 기반으로 정의되고, 본 개시의 실시예들에 bdofOffset의 클리핑이 부가적으로 적용될 수 있다.
예컨대, 도 20의 식 (4) 및 도 23의 식 (4)에서, bdofOffset은 [-OffsetLimit, OffsetLimit-1]의 범위로 클리핑될 수 있다. 예컨대, 도 20의 식 (4) 및 도 23의 식 (4)에서, bdofOffset은 Clip3(-OffsetLimit, OffsetLimit-1, bdofOffset)으로 대체될 수 있다. 이 때, OffsetLimit는 비트 뎁스에 기반하여 정의될 수 있다. 예컨대, OffsetLimit는 "1<<Max(12, BitDepthY)"로 설정될 수 있다. 상기와 같이 bdofOffset에 클리핑을 적용함으로써, predSample과 bdofOffset을 더할 경우 발생할 수 있는 비트 오버플로우를 방지할 수 있다.
이하, 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, BDOF 오프셋(bdofOffset)을 유도하는 방법을 설명한다.
본 실시예에 따르면, BDOF 오프셋의 정확도를 향상시키기 그래디언트 계산 과정에서의 우쉬프트 연산을 최소화할 수 있다. 또한, bdofOffset 계산 과정에서 우쉬프트 연산을 수행할 때, 오프셋 값을 더해줌으로써 bdofOffset의 정확도를 더 높일 수 있다. 이 때, 오프셋 값은 우쉬프트량에 기반하여 결정될 수 있다. 예컨대, 본 실시예는 본 개시의 제3 실시예에 적용될 수 있다. 이 경우, 도 23의 식 (3)은 아래와 같이 변형될 수 있다.
bdofOffset = ( vx * ( gradientHL0[ x + 1 ][ y + 1 ] - gradientHL1[ x + 1 ][ y + 1 ] + offset) ) >> shift1+ ( vy * (gradientVL0[ x + 1 ][ y + 1 ] - gradientVL1[ x + 1 ][ y + 1 ] ) + offset ) >> shift1
상기 식에서 shift1은 "6"으로 설정되고, offset은 "1<<(shift1-1)"과 같이 shift1에 기반하여 설정될 수 있다.
상기 식 (3)의 변형은 본 개시의 제3 실시예에 적용되는 것으로 한정되지 않으며, 본 개시의 다른 실시예에도 적용될 수 있다. 예컨대, 상기 식 (3)의 변형은 본 개시의 제4 실시예에 적용될 수 있다. 이 경우, shift1은 "7"로 설정되고, offset은 "1<<(shift1-1)"과 같이 shift1에 기반하여 설정될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 그래디언트 계산 과정에서의 우쉬프트 연산을 최소화하고, bdofOffset 계산 과정에서 우쉬프트 연산을 수행할 때, 오프셋 값을 더해줌으로써 bdofOffset의 정확도를 높일 수 있다.
이하, 본 개시의 또 다른 실시예에 따라, BDOF 오프셋(bdofOffset)을 유도하는 방법을 설명한다.
상술한 바와 같이, BDOF 오프셋 계산 과정에서, prediction sample 및 그래디언트 등을 이용하여 다양한 변수들이 유도된다. 본 개시의 다양한 실시예에 따라 정규화를 수행할 때, 그래디언트 계산 과정에서 우쉬프트량이 "1"로 설정되거나 클리핑이 수행되는 경우, 그래디언트 값의 비트 범위가 달라질 수 있다. 예컨대, 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 개시의 제1 실시예는 16 bit-range의 prediction sample에 ">>6"을 적용함으로써 11 bit-range의 그래디언트를 계산할 수 있다. 이 때, 본 개시의 제3 실시예 또는 제4 실시예에 따라 16 bit-range의 prediction sample에 ">>1"을 적용하거나 클리핑을 적용하는 경우, 표 3 또는 표 4에 나타낸 바와 같이, 그래디언트는 16 bit-range의 값을 가질 수 있다. 그러나 그래디언트 값의 범위가 증가할 경우 그래디언트에 기반하여 계산되는 변수 tempH, tempV 등을 계산할 때 16 비트 오버플로우가 발생할 수 있다. 본 실시예는 이를 고려하여 tempH 및 tempV 계산시 그래디언트의 각 항목에 우쉬프트 연산을 적용함으로써 비트 오버플로우의 발생을 방지할 수 있다. 예컨대, 도 25 및 도 27의 식 (8) 및 식 (9)는 아래와 같이 수정될 수 있다.
tempH[ x ][ y ] = (gradientHL0[ x ][ y ]>> shift3)+ (gradientHL1[ x ][ y ] >> shift3) (8)
tempV[ x ][ y ] = (gradientVL0[ x ][ y ]>> shift3)+ (gradientVL1[ x ][ y ] >> shift3) (9)
상기 수정된 식 (8) 및 식 (9)에서, shift3은 Max(1, bitDepth - 11) 또는 고정값 1로 설정될 수 있다. 상기와 같이, 본 개시의 제3 실시예와 제4 실시예를 수정함으로써, tempH 및 tempV 계산시 비트 오버플로우의 발생을 방지할 수 있다.
이하, 본 개시의 또 다른 실시예에 따라 비트 오버플로우의 발생을 방지하는 방법을 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 제3 실시예 또는 제4 실시예에 따라 16 bit-range의 prediction sample에 ">>1"을 적용하거나 클리핑을 적용하는 경우, 변수 tempH, tempV 등을 계산할 때 16 비트 오버플로우가 발생할 수 있다. 이 때, 변수 tempH 및 tempV에 기반하여 계산되는 sGx2, sGy2, sGxGy, sGxdI, sGydI 등의 중간 파라미터의 계산에 있어서도 16 비트 오버플로우가 발생할 수 있다. 본 실시예에 따르면, 변수 tempH 및 tempV 뿐만 아니라, sGx2, sGy2, sGxGy, sGxdI, sGydI 등의 중간 파라미터의 계산에 있어서도 비트 오버플로우의 발생을 방지하기 위해, 상기 수정된 식 (8) 및 식 (9)에 적용되는 우쉬프트의 량(shift3)을 조절할 수 있다. 예컨대, 본 개시의 제3 실시예의 경우, 도 25의 식 (8) 및 식 (9)를 상기와 같이 수정함에 있어, shift3은 Max(6, bitDepth - 6) 또는 고정값 6으로 설정될 수 있다. 또한, 본 개시의 제4 실시예의 경우, 도 27의 식 (8) 및 식 (9)를 상기와 같이 수정함에 있어, shift3은 Max(6, bitDepth - 6)+1 또는 고정값 7로 설정될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 변수 tempH 및 tempV 뿐만 아니라, sGx2, sGy2, sGxGy, sGxdI, sGydI 등의 중간 파라미터의 계산에 있어서도 비트 오버플로우의 발생을 방지할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 상술한 예로 한정되지 않으며, 본 개시에 기재된 실시예들은 다른 실시예 또는 변형예들과 조합되어 사용될 수 있다. 예컨대, 본 개시의 제5 실시예는 도 16 내지 도 20을 참조하여 설명한 본 개시의 제1 실시예를 구성하는 단계들 중 도 17의 단계를 변경함으로써 구현될 수 있다. 예컨대, 본 개시의 제1 실시예의 도 17은 본 개시의 제3 실시예의 도 24로 변경됨으로써 본 개시의 제5 실시예가 도출될 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 소정의 동작(단계)을 수행하는 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 해당 동작(단계)의 수행 조건이나 상황을 확인하는 동작(단계)을 수행할 수 있다. 예컨대, 소정의 조건이 만족되는 경우 소정의 동작을 수행한다고 기재된 경우, 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치는 상기 소정의 조건이 만족되는지 여부를 확인하는 동작을 수행한 후, 상기 소정의 동작을 수행할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
또한, 본 개시의 실시예가 적용된 영상 복호화 장치 및 영상 부호화 장치는 멀티미디어 방송 송수신 장치, 모바일 통신 단말, 홈 시네마 비디오 장치, 디지털 시네마 비디오 장치, 감시용 카메라, 비디오 대화 장치, 비디오 통신과 같은 실시간 통신 장치, 모바일 스트리밍 장치, 저장 매체, 캠코더, 주문형 비디오(VoD) 서비스 제공 장치, OTT 비디오(Over the top video) 장치, 인터넷 스트리밍 서비스 제공 장치, 3차원(3D) 비디오 장치, 화상 전화 비디오 장치, 및 의료용 비디오 장치 등에 포함될 수 있으며, 비디오 신호 또는 데이터 신호를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, OTT 비디오(Over the top video) 장치로는 게임 콘솔, 블루레이 플레이어, 인터넷 접속 TV, 홈시어터 시스템, 스마트폰, 태블릿 PC, DVR(Digital Video Recoder) 등을 포함할 수 있다.
도 28은 본 개시의 실시예가 적용될 수 있는 컨텐츠 스트리밍 시스템을 예시한 도면이다.
도 28에 도시된 바와 같이, 본 개시의 실시예가 적용된 컨텐츠 스트리밍 시스템은 크게 인코딩 서버, 스트리밍 서버, 웹 서버, 미디어 저장소, 사용자 장치 및 멀티미디어 입력 장치를 포함할 수 있다.
상기 인코딩 서버는 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들로부터 입력된 컨텐츠를 디지털 데이터로 압축하여 비트스트림을 생성하고 이를 상기 스트리밍 서버로 전송하는 역할을 한다. 다른 예로, 스마트폰, 카메라, 캠코더 등과 같은 멀티미디어 입력 장치들이 비트스트림을 직접 생성하는 경우, 상기 인코딩 서버는 생략될 수 있다.
상기 비트스트림은 본 개시의 실시예가 적용된 영상 부호화 방법 및/또는 영상 부호화 장치에 의해 생성될 수 있고, 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 전송 또는 수신하는 과정에서 일시적으로 상기 비트스트림을 저장할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 웹 서버를 통한 사용자 요청에 기초하여 멀티미디어 데이터를 사용자 장치에 전송하고, 상기 웹 서버는 사용자에게 어떠한 서비스가 있는지를 알려주는 매개체 역할을 할 수 있다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템은 별도의 제어 서버를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 제어 서버는 상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 장치 간 명령/응답을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하는 경우, 상기 컨텐츠를 실시간으로 수신할 수 있다. 이 경우, 원활한 스트리밍 서비스를 제공하기 위하여 상기 스트리밍 서버는 상기 비트스트림을 일정 시간동안 저장할 수 있다.
상기 사용자 장치의 예로는, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 웨어러블 디바이스(wearable device, 예를 들어, 워치형 단말기 (smartwatch), 글래스형 단말기 (smart glass), HMD(head mounted display)), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터, 디지털 사이니지 등이 있을 수 있다.
상기 컨텐츠 스트리밍 시스템 내 각 서버들은 분산 서버로 운영될 수 있으며, 이 경우 각 서버에서 수신하는 데이터는 분산 처리될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.
본 개시에 따른 실시예는 영상을 부호화/복호화하는데 이용될 수 있다.
Claims (15)
- 영상 복호화 장치에 의해 수행되는 영상 복호화 방법으로서, 상기 영상 복호화 방법은,
현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계;
상기 현재 블록에 BDOF(Bi-directional optical flow)를 적용할지 여부를 결정하는 단계;
상기 현재 블록에 BDOF를 적용하는 경우,
상기 현재 블록 내 현재 서브블록에 대한 그래디언트를 도출하는 단계;
상기 그래디언트에 기반하여 상기 현재 서브블록에 대한 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하는 단계;
상기 그래디언트 및 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 BDOF 오프셋을 도출하는 단계; 및
상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 BDOF 오프셋에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 그래디언트를 도출하는 단계는 상기 현재 블록의 예측 샘플을 제1 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고,
상기 제1 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정되는 영상 복호화 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제1 쉬프트량은 6인 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하는 단계는,
상기 현재 블록의 예측 샘플에 기반하여 제1 중간 파라미터 diff를 도출하는 단계; 및
상기 그래디언트에 기반하여 제2 중간 파라미터 tempH 및 tempV를 도출하는 단계를 포함하는 영상 복호화 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제1 중간 파라미터 diff를 도출하는 단계는 상기 현재 블록의 예측 샘플을 제2 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고,
상기 제2 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정되는 영상 복호화 방법. - 제5항에 있어서,
상기 제2 쉬프트량은 4인 영상 복호화 방법. - 제4항에 있어서,
상기 제2 중간 파라미터 tempH 및 tempV를 도출하는 단계는 상기 그래디언트에 기반하여 유도된 값을 제3 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고,
상기 제3 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 값으로 설정되는 영상 복호화 방법. - 제7항에 있어서,
상기 제3 쉬프트량은 1인 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 개선된 움직임 벡터(vx, vy)는 소정의 범위로 클리핑되는 영상 복호화 방법. - 제9항에 있어서,
상기 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 클리핑하는 상기 소정의 범위는 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 범위로 설정되는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 BDOF 오프셋을 도출하는 단계는 상기 그래디언트와 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 유도된 값을 소정의 쉬프트량만큼 우쉬프트하는 단계를 포함하고,
상기 소정의 쉬프트량은 상기 현재 블록의 비트 뎁스와 무관하게 고정된 범위로 설정되는 영상 복호화 방법. - 제1항에 있어서,
상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 단계는 상기 BDOF 오프셋을 소정의 범위로 클리핑하는 단계를 포함하고,
상기 소정의 범위는 상기 현재 블록의 비트 뎁스에 기반하여 설정되는 영상 복호화 방법. - 메모리 및 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 영상 복호화 장치로서,
상기 적어도 하나의 프로세서는
현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출하고, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용할지 여부를 결정하고, 상기 현재 블록에 BDOF를 적용하는 경우, 상기 현재 블록 내 현재 서브블록에 대한 그래디언트를 도출하고, 상기 그래디언트에 기반하여 상기 현재 서브블록에 대한 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하고, 상기 그래디언트 및 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 BDOF 오프셋을 도출하고, 상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 BDOF 오프셋에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 영상 복호화 장치. - 영상 부호화 장치에 의해 수행되는 영상 부호화 방법으로서, 상기 영상 부호화 방법은,
현재 블록의 움직임 정보에 기반하여 상기 현재 블록의 예측 샘플을 도출하는 단계;
상기 현재 블록에 BDOF를 적용할지 여부를 결정하는 단계;
상기 현재 블록에 BDOF를 적용하는 경우,
상기 현재 블록 내 현재 서브블록에 대한 그래디언트를 도출하는 단계;
상기 그래디언트에 기반하여 상기 현재 서브블록에 대한 개선된 움직임 벡터(vx, vy)를 도출하는 단계;
상기 그래디언트 및 상기 개선된 움직임 벡터에 기반하여 BDOF 오프셋을 도출하는 단계; 및
상기 현재 블록의 예측 샘플 및 상기 BDOF 오프셋에 기반하여 상기 현재 블록에 대한 개선된 예측 샘플을 도출하는 단계를 포함하는 영상 부호화 방법. - 제14항의 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 전송하는 방법.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201962898531P | 2019-09-10 | 2019-09-10 | |
| US62/898,531 | 2019-09-10 | ||
| US201962904648P | 2019-09-23 | 2019-09-23 | |
| US62/904,648 | 2019-09-23 | ||
| PCT/KR2020/012153 WO2021049865A1 (ko) | 2019-09-10 | 2020-09-09 | Bdof를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220036966A true KR20220036966A (ko) | 2022-03-23 |
Family
ID=74867156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020227005733A KR20220036966A (ko) | 2019-09-10 | 2020-09-09 | Bdof를 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220337842A1 (ko) |
| EP (1) | EP4030760A4 (ko) |
| JP (1) | JP2022547988A (ko) |
| KR (1) | KR20220036966A (ko) |
| CN (1) | CN114365485A (ko) |
| AU (1) | AU2020347025B2 (ko) |
| WO (1) | WO2021049865A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021054886A1 (en) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Methods of video encoding and/or decoding with bidirectional optical flow simplification on shift operations and related apparatus |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10375413B2 (en) * | 2015-09-28 | 2019-08-06 | Qualcomm Incorporated | Bi-directional optical flow for video coding |
| KR20180129860A (ko) * | 2016-04-25 | 2018-12-05 | 엘지전자 주식회사 | 영상 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치 |
| WO2018166357A1 (en) * | 2017-03-16 | 2018-09-20 | Mediatek Inc. | Method and apparatus of motion refinement based on bi-directional optical flow for video coding |
| US11284107B2 (en) * | 2017-08-22 | 2022-03-22 | Google Llc | Co-located reference frame interpolation using optical flow estimation |
| US10659788B2 (en) * | 2017-11-20 | 2020-05-19 | Google Llc | Block-based optical flow estimation for motion compensated prediction in video coding |
| WO2019045427A1 (ko) * | 2017-08-29 | 2019-03-07 | 에스케이텔레콤 주식회사 | 양방향 옵티컬 플로우를 이용한 움직임 보상 방법 및 장치 |
| KR102580910B1 (ko) * | 2017-08-29 | 2023-09-20 | 에스케이텔레콤 주식회사 | 양방향 옵티컬 플로우를 이용한 움직임 보상 방법 및 장치 |
-
2020
- 2020-09-09 KR KR1020227005733A patent/KR20220036966A/ko not_active Application Discontinuation
- 2020-09-09 US US17/639,837 patent/US20220337842A1/en active Pending
- 2020-09-09 JP JP2022515879A patent/JP2022547988A/ja active Pending
- 2020-09-09 AU AU2020347025A patent/AU2020347025B2/en active Active
- 2020-09-09 WO PCT/KR2020/012153 patent/WO2021049865A1/ko unknown
- 2020-09-09 CN CN202080063601.0A patent/CN114365485A/zh active Pending
- 2020-09-09 EP EP20863214.1A patent/EP4030760A4/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4030760A1 (en) | 2022-07-20 |
| AU2020347025A1 (en) | 2022-03-24 |
| AU2020347025B2 (en) | 2024-02-29 |
| JP2022547988A (ja) | 2022-11-16 |
| US20220337842A1 (en) | 2022-10-20 |
| WO2021049865A1 (ko) | 2021-03-18 |
| CN114365485A (zh) | 2022-04-15 |
| EP4030760A4 (en) | 2023-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20220027157A (ko) | 움직임 정보 후보를 이용한 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 | |
| US11516475B2 (en) | Image encoding/decoding method and device for performing PROF, and method for transmitting bitstream | |
| US11792419B2 (en) | Image encoding/decoding method and device for performing prediction, and method for transmitting bitstream involving weighted prediction and bidirectional optical flow | |
| US20230199175A1 (en) | Method and device for subpicture-based image encoding/decoding, and method for transmitting bitstream | |
| KR20220017427A (ko) | 머지 후보의 양방향 예측을 위한 가중치 인덱스를 유도하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 | |
| KR20210150584A (ko) | 머지 데이터 신택스에서 중복적인 신택스의 제거 방법 및 장치 | |
| US20240171749A1 (en) | Image encoding/decoding method and device for performing prof, and method for transmitting bitstream | |
| EP4090026A1 (en) | Image encoding/decoding method and apparatus, and method of transmitting bitstream using sequence parameter set including information on maximum number of merge candidates | |
| US20220132137A1 (en) | Image encoding/decoding method and device using symmetric motion vector difference (smvd), and method for transmitting bitstream | |
| JP2023165944A (ja) | 同一位置ピクチャに関する情報を含むピクチャヘッダーに基づく画像符号化／復号化方法、装置、及びビットストリームを伝送する方法 | |
| KR20210149856A (ko) | 비디오/영상 코딩 시스템에서 중복 시그널링 제거 방법 및 장치 | |
| KR20210148366A (ko) | 움직임 예측에 기반한 영상 코딩 방법 및 장치 | |
| AU2020347025B2 (en) | Image encoding/decoding method and device for performing bdof, and method for transmitting bitstream | |
| US20220279163A1 (en) | Image encoding/decoding method and device for performing prediction on basis of hmvp candidate, and method for transmitting bitstream | |
| KR20210148367A (ko) | 인터 예측에 기반한 영상 코딩 방법 및 장치 | |
| KR102634643B1 (ko) | 양방향 예측의 가중치 인덱스를 유도하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 | |
| KR102634644B1 (ko) | 양방향 예측을 수행하는 영상 부호화/복호화 방법, 장치 및 비트스트림을 전송하는 방법 | |
| US20220191472A1 (en) | Image encoding/decoding method and device for deriving weight index of bidirectional prediction, and method for transmitting bitstream |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal |