KR20220134476A - 영상 신호 부호화/복호화 방법 및 이를 기초로 생성된 비트스트림을 저장하는 기록 매체 - Google Patents

Abstract

본 개시에 따른 영상 복호화 방법은, 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계, 상기 머지 후보 리스트로부터 복수의 머지 후보들을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 머지 후보들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 현재 블록은, 3개의 파티션들로 분할되고, 상기 머지 후보 리스트로부터 상기 3개의 파티션들 각각의 머지 후보가 선택될 수 있다.

Description

영상 신호 부호화/복호화 방법 및 이를 기초로 생성된 비트스트림을 저장하는 기록 매체{METHOD FOR ENCODING/DECODING A VIDEO SIGNAL AND RECORDING MEDIUM STORING A BITSTERAM GENERATED BASED ON THE METHOD}

본 개시는 영상 신호 부호화/복호화 방법 및 이를 기초로 생성된 비트스트림을 저장하는 기록 매체에 관한 것이다.

디스플레이 패널이 점점 더 대형화되는 추세에 따라 점점 더 높은 화질의 비디오 서비스가 요구되고 있다. 고화질 비디오 서비스의 가장 큰 문제는 데이터량이 크게 증가하는 것이며, 이러한 문제를 해결하기 위해, 비디오 압축율을 향상시키기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 대표적인 예로, 2009년에 MPEG(Motion Picture Experts Group)과 ITU-T(International Telecommunication Union-Telecommunication) 산하의 VCEG(Video Coding Experts Group)에서는 JCT-VC(Joint Collaborative Team on Video Coding)를 결성하였다. JCT-VC는 H.264/AVC에 비해 약 2배의 압축 성능을 갖는 비디오 압축 표준인 HEVC(High Efficiency Video Coding)를 제안하였으며, 2013년 1월 25일에 표준 승인되었다. 고화질 비디오 서비스의 급격한 발전에 따라 HEVC의 성능도 점차 적으로 그 한계를 드러내고 있다.

본 개시는 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 블록을 3개 이상이 파티션들로 분할하여 인터 예측을 수행하는 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시는 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 이전 블록 또는 이전 코딩 트리 유닛의 머지 후보를 참조하여 머지 후보 리스트를 구성하는 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시는 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 코딩 트리 유닛을 기준으로 유도된 머지 후보를 참조하여 머지 후보 리스트를 구성하는 방법 및 상기 방법을 수행하기 위한 장치를 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 개시에 따른 비디오 신호 복호화 방법은, 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계; 상기 머지 후보 리스트로부터 복수의 머지 후보들을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 머지 후보들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 현재 블록은, 3개의 파티션들로 분할되고, 상기 머지 후보 리스트로부터 상기 3개의 파티션들 각각의 머지 후보가 선택될 수 있다.

본 개시에 따른 비디오 신호 부호화 방법은, 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계; 상기 머지 후보 리스트로부터 복수의 머지 후보들을 선택하는 단계; 및 상기 선택된 머지 후보들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 현재 블록은, 3개의 파티션들로 분할되고, 상기 머지 후보 리스트로부터 상기 3개의 파티션들 각각의 머지 후보가 선택될 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 의하면, 블록을 복수의 파티션들로 분할한 뒤 인터 예측을 수행함으로써, 예측 정확도를 향상시킬 수 있다.

본 개시에 의하면, 이전 블록 또는 이전 코딩 트리 유닛의 머지 후보를 참조하여 머지 후보 리스트를 구성함으로써, 움직임 정보 부/복호화 효율을 향상시킬 수 있다.

본 개시에 의하면, 코딩 트리 유닛을 기준으로 유도된 머지 후보를 참조하여 머지 후보 리스트를 구성함으로써, 움직임 정보 부/복호화 효율을 향상시킬 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 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화기(인코더기)의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화기(디코더기)의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 기본 코딩 트리 유닛을 도시한 도면이다.
도 4는 코딩 블록의 다양한 분할 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 코딩 트리 유닛의 분할 양상을 예시한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법의 흐름도이다.
도 7은 머지 모드 하에서 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정의 흐름도이다.
도 8 내지 도 11은 머지 후보 블록들을 예시한 예시도이다.
도 12는 이전 블록 머지 후보가 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가되는 예를 나타낸다.
도 13은 CTU를 기반으로 머지 후보들을 유도하는 예를 나타낸다.
도 14는 CTU의 머지 후보가 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가되는 예를 도시한 것이다.
도 15는 현재 블록이 3개이 파티션들로 분할되는 경우의 예를 나타낸다.
도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른, 인트라 예측 방법의 흐름도이다.
도 17은 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.
도 18은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하기 위해 이용되는 이웃 블록들의 위치를 나타낸 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예를 상세히 설명한다.

영상의 부호화 및 복호화는 블록 단위로 수행된다. 일 예로, 코딩 블록, 변환 블록, 또는 예측 블록에 대해, 변환, 양자화, 예측, 인루프 필터링, 또는 복원 등의 부호화/복호화 처리가 수행될 수 있다.

이하, 부호화/복호화 대상인 블록을 '현재 블록'이라 호칭하기로 한다. 일 예로, 현재 블록은 현재 부호화/복호화 처리 단계에 따라, 코딩 블록, 변환 블록, 또는 예측 블록을 나타낼 수 있다.

아울러, 본 명세서에서 사용되는 용어 '유닛'은 특정 부호화/복호화 프로세스를 수행하기 위한 기본 단위를 나타내고, '블록'은 소정 크기의 샘플 어레이를 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 별도의 설명이 없는 한, '블록'과 '유닛'은 동등한 의미로 사용될 수 있다. 일 예로, 후술되는 실시예에서, 코딩 블록과 코딩 유닛은 상호 동등한 의미를 갖는 것으로 이해될 수 있다.

도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 부호화기(인코더기)의 블록도이다.

도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.

도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 개시의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 개시의 권리범위에 포함된다.

또한, 일부의 구성 요소는 본 개시에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 개시는 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 개시의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 개시의 권리범위에 포함된다.

픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.

예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.

이하, 본 개시의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.

예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.

부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.

예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.

인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.

참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.

모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.

인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.

인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.

인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.

또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.

변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Transform)와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 여기서, DCT 변환 코어는 DCT2 또는 DCT8 중 적어도 하나를 포함하고, DST 변환 코어는 DST7을 포함한다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지 또는 DST를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다. 잔차 블록에 대한 변환을 스킵할 수도 있다. 잔차 블록에 대한 변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 플래그를 부호화할 수 있다. 변환 스킵은, 크기가 문턱값 이하인 잔차 블록, 루마 성분 또는 4:4:4 포맷 하에서의 크로마 성분에 대해 허용될 수 있다.

양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.

재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.

재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.

엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.

역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.

필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.

오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.

ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.

메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 영상 복호화기(디코더기)의 블록도이다.

도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.

영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.

엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.

재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.

역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.

역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT 또는 DST에 대해 역변환 즉, 역 DCT 또는 역 DST를 수행할 수 있다. 여기서, DCT 변환 코어는 DCT2 또는 DCT8 중 적어도 하나를 포함하고, DST 변환 코어는 DST7을 포함할 수 있다. 또는, 영상 부호화기에서 변환이 스킵된 경우, 역변환부(225)에서도 역변환을 수행하지 않을 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT 또는 DST)이 선택적으로 수행될 수 있다.

예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.

전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.

예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.

인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), 모션 벡터 예측 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.

인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.

참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.

복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.

영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.

오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.

ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.

메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 기본 코딩 트리 유닛을 도시한 도면이다.

최대 크기의 코딩 블록을 코딩 트리 블록이라 정의할 수 있다. 하나의 픽처는 복수개의 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit, CTU)으로 분할된다. 코딩 트리 유닛은 최대 크기의 코딩 유닛으로, LCU (Largest Coding Unit)라 호칭될 수도 있다. 도 3은 하나의 픽처가 복수개의 코딩 트리 유닛으로 분할된 예를 나타낸 것이다.

코딩 트리 유닛의 크기는 픽처 레벨 또는 시퀀스 레벨에서 정의될 수 있다. 이를 위해, 코딩 트리 유닛의 크기를 나타내는 정보가 픽처 파라미터 세트 또는 시퀀스 파라미터 세트를 통해 시그날링될 수 있다.

일 예로, 시퀀스 내 전체 픽처에 대한 코딩 트리 유닛의 크기가 128x128로 설정될 수 있다. 또는, 픽처 레벨에서 128x128 또는 256x256 중 어느 하나를 코딩 트리 유닛의 크기로 결정할 수 있다. 일 예로, 제1 픽처에서는 코딩 트리 유닛의 크기가 128x128로 설정되고, 제2 픽처에서는 코딩 트리 유닛의 크기가 256x256으로 설정될 수 있다.

코딩 트리 유닛을 분할하여, 코딩 블록을 생성할 수 있다. 코딩 블록은 부호화/복호화 처리를 위한 기본 단위를 나타낸다. 일 예로, 코딩 블록 별로 예측 또는 변환이 수행되거나, 코딩 블록 별로 예측 부호화 모드가 결정될 수 있다. 여기서, 예측 부호화 모드는 예측 영상을 생성하는 방법을 나타낸다. 일 예로, 예측 부호화 모드는 화면 내 예측(Intra Prediction, 인트라 예측), 화면 간 예측(Inter Prediction, 인터 예측), 현재 픽처 참조(Current Picture Referencing, CPR, 또는 인트라 블록 카피(Intra Block Copy, IBC)) 또는 복합 예측(Combined Prediction)을 포함할 수 있다. 코딩 블록에 대해, 인트라 예측, 인터 예측, 현재 픽처 참조 또는 복합 예측 중 적어도 하나의 예측 부호화 모드를 이용하여, 코딩 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.

현재 블록의 예측 부호화 모드를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는 예측 부호화 모드가 인트라 모드인지 또는 인터 모드인지 여부를 나타내는 1비트 플래그일 수 있다. 현재 블록의 예측 부호화 모드가 인터 모드로 결정된 경우에 한하여, 현재 픽처 참조 또는 복합 예측이 이용 가능할 수 있다.

현재 픽처 참조는 현재 픽처를 참조 픽처로 설정하고, 현재 픽처 내 이미 부호화/복호화가 완료된 영역으로부터 현재 블록의 예측 블록을 획득하기 위한 것이다. 여기서, 현재 픽처는 현재 블록을 포함하는 픽처를 의미한다. 현재 블록에 현재 픽처 참조가 적용되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 상기 플래그가 참인 경우, 현재 블록의 예측 부호화 모드는 현재 픽처 참조로 결정되고, 상기 플래그가 거짓인 경우, 현재 블록의 예측 모드는 인터 예측으로 결정될 수 있다.

또는, 참조 픽처 인덱스를 기초로, 현재 블록의 예측 부호화 모드가 결정될 수 있다. 일 예로, 참조 픽처 인덱스가 현재 픽처를 가리키는 경우, 현재 블록의 예측 부호화 모드는 현재 픽처 참조로 결정될 수 있다. 참조 픽처 인덱스가 현재 픽처가 아닌 다른 픽처를 가리키는 경우, 현재 블록의 예측 부호화 모드는 인터 예측으로 결정될 수 있다. 즉, 현재 픽처 참조는 현재 픽처 내 부호화/복호화가 완료된 영역의 정보를 이용한 예측 방법이고, 인터 예측은 부호화/복호화가 완료된 다른 픽처의 정보를 이용한 예측 방법이다.

복합 예측은 인트라 예측, 인터 예측 및 현재 픽처 참조 중 둘 이상을 조합된 부호화 모드를 나타낸다. 일 예로, 복합 예측이 적용되는 경우, 인트라 예측, 인터 예측 또는 현재 픽처 참조 중 어느 하나를 기초로 제1 예측 블록이 생성되고, 다른 하나를 기초로 제2 예측 블록이 생성될 수 있다. 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록이 생성되면, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록의 평균 연산 또는 가중합 연산을 통해 최종 예측 블록이 생성될 수 있다. 복합 예측이 적용되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다.

도 4는 코딩 블록의 다양한 분할 형태를 나타낸 도면이다.

코딩 블록은 쿼드 트리 분할, 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할을 기초로 복수의 코딩 블록들로 분할될 수 있다. 분할된 코딩 블록도 다시 쿼드 트리 분할, 바이터리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할을 기초로 다시 복수의 코딩 블록들로 분할될 수 있다.

쿼드 트리 분할은 현재 블록을 4개의 블록들로 분할하는 분할 기법을 나타낸다. 쿼드 트리 분할의 결과, 현재 블록은 4개의 정방 형태 파티션들로 분할될 수 있다 (도 4의 (a) 'SPLIT_QT' 참조).

바이너리 트리 분할은 현재 블록을 2개의 블록들로 분할하는 분할 기법을 나타낸다. 수직 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 수직선을 이용) 현재 블록을 두개의 블록들로 분할하는 것을 수직 방향 바이너리 트리 분할이라 호칭할 수 있고, 수평 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 수평선을 이용) 현재 블록을 두개의 블록들로 분할하는 것을 수평 방향 바이너리 트리 분할이라 호칭할 수 있다. 바이너리 트리 분할 결과, 현재 블록은 2개의 비정방 형태 파티션들로 분할될 수 있다. 도 4의 (b) 'SPLIT_BT_VER'는 수직 방향 바이너리 트리 분할 결과를 나타낸 것이고, 도 4의 (c) 'SPLIT_BT_HOR'는 수평 방향 바이너리 트리 분할 결과를 나타낸 것이다.

트리플 트리 분할은 현재 블록을 3개의 블록들로 분할하는 분할 기법을 나타낸다. 수직 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 두개의 수직선을 이용) 현재 블록을 세개의 블록들로 분할하는 것을 수직 방향 트리플 트리 분할이라 호칭할 수 있고, 수평 방향을 따라(즉, 현재 블록을 가로지르는 두개의 수평선을 이용) 현재 블록을 세개의 블록들로 분할하는 것을 수평 방향 트리플 트리 분할이라 호칭할 수 있다. 트리플 트리 분할 결과, 현재 블록은 3개의 비정방 형태 파티션들로 분할될 수 있다. 이때, 현재 블록의 중앙에 위치하는 파티션의 너비/높이는 다른 파티션들의 너비/높이 대비 2배일 수 있다. 도 4의 (d) 'SPLIT_TT_VER'는 수직 방향 트리플 트리 분할 결과를 나타낸 것이고, 도 4의 (e) 'SPLIT_TT_HOR'는 수평 방향 트리플 트리 분할 결과를 나타낸 것이다.

코딩 트리 유닛의 분할 횟수를 분할 깊이(Partitioning Depth)라 정의할 수 있다. 시퀀스 또는 픽처 레벨에서 코딩 트리 유닛의 최대 분할 깊이가 결정될 수 있다. 이에 따라, 시퀀스 또는 필처별로 코딩 트리 유닛의 최대 분할 깊이가 상이할 수 있다.

또는, 분할 기법들 각각에 대한 최대 분할 깊이를 개별적으로 결정할 수 있다. 일 예로, 쿼드 트리 분할이 허용되는 최대 분할 깊이는 바이너리 트리 분할 및/또는 트리플 트리 분할이 허용되는 최대 분할 깊이와 상이할 수 있다.

부호화기는 현재 블록의 분할 형태 또는 분할 깊이 중 적어도 하나를 나타내는 정보를 비트스트림을 통해 시그날링할 수 있다. 복호화기는 비트스트림으로부터 파싱되는 상기 정보에 기초하여 코딩 트리 유닛의 분할 형태 및 분할 깊이를 결정할 수 있다.

도 5는 코딩 트리 유닛의 분할 양상을 예시한 도면이다.

쿼드 트리 분할, 바이너리 트리 분할 및/또는 트리플 트리 분할 등의 분할 기법을 이용하여 코딩 블록을 분할하는 것을 멀티 트리 분할(Multi Tree Partitioning)이라 호칭할 수 있다.

코딩 블록에 멀티 트리 분할을 적용하여 생성되는 코딩 블록들을 하위 코딩 블록들이라 호칭할 수 있다. 코딩 블록의 분할 깊이가 k인 경우, 하위 코딩 블록들의 분할 깊이는 k+1로 설정된다.

반대로, 분할 깊이가 k+1인 코딩 블록들에 대해, 분할 깊이가 k인 코딩 블록을 상위 코딩 블록이라 호칭할 수 있다.

현재 코딩 블록의 분할 타입은 상위 코딩 블록의 분할 형태 또는 이웃 코딩 블록의 분할 타입 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다. 여기서, 이웃 코딩 블록은 현재 코딩 블록에 인접하는 것으로, 현재 코딩 블록의 상단 이웃 블록, 좌측 이웃 블록, 또는 좌측 상단 코너에 인접하는 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 분할 타입은, 쿼드 트리 분할 여부, 바이너리 트리 분할 여부, 바이너리 트리 분할 방향, 트리플 트리 분할 여부, 또는 트리플 트리 분할 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

코딩 블록의 분할 형태를 결정하기 위해, 코딩 블록이 분할되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 'split_cu_flag'로, 상기 플래그가 참인 것은, 머리 트리 분할 기법에 의해 코딩 블록이 분할됨을 나타낸다.

split_cu_flag가 참인 경우, 코딩 블록이 쿼드 트리 분할되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 split_qt_flag로, 상기 플래그가 참인 경우, 코딩 블록은 4개의 블록들로 분할될 수 있다.

일 예로, 도 5에 도시된 예에서는, 코딩 트리 유닛이 쿼드 트리 분할됨에 따라, 분할 깊이가 1인 4개의 코딩 블록들이 생성되는 것으로 도시되었다. 또한, 쿼드 트리 분할 결과로 생성된 4개의 코딩 블록들 중 첫번째 코딩 블록 및 네번째 코딩 블록에 다시 쿼드 트리 분할이 적용된 것으로 도시되었다. 그 결과, 분할 깊이가 2인 4개의 코딩 블록들이 생성될 수 있다.

또한, 분할 깊이가 2인 코딩 블록에 다시 쿼드 트리 분할을 적용함으로써, 분할 깊이가 3인 코딩 블록을 생성할 수 있다.

코딩 블록에 쿼드 트리 분할이 적용되지 않는 경우, 코딩 블록의 크기, 코딩 블록이 픽처 경계에 위치하는지 여부, 최대 분할 깊이 또는 이웃 블록의 분할 형태 중 적어도 하나를 고려하여, 상기 코딩 블록에 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 상기 코딩 블록에 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할이 수행되는 것으로 결정된 경우, 분할 방향을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 mtt_split_cu_vertical_flag일 수 있다. 상기 플래그에 기초하여, 분할 방향이 수직 방향인지 또는 수평 방향인지 여부가 결정될 수 있다. 추가로, 바이너리 트리 분할 또는 트리플 트리 분할 중 어느 것이 상기 코딩 블록에 적용되는지를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그 mtt_split_cu_binary_flag일 수 있다. 상기 플래그에 기초하여, 상기 코딩 블록에 바이너리 트리 분할이 적용되는지 또는 트리플 트리 분할이 적용되는지 여부가 결정될 수 있다.

일 예로, 도 5에 도시된 예에서는, 분할 깊이 1인 코딩 블록에 수직 방향 바이너리 트리 분할이 적용되고, 상기 분할 결과로 생성된 코딩 블록들 중 좌측 코딩 블록에는 수직 방향 트리플 트리 분할이 적용되고, 우측 코딩 블록에는 수직 방향 바이너리 트리 분할이 적용된 것으로 도시되었다.

인터 예측은 이전 픽처의 정보를 이용하여, 현재 블록을 예측하는 예측 부호화 모드이다. 일 예로, 이전 픽처 내 현재 블록과 동일한 위치의 블록(이하, 콜로케이티드 블록, Collocated block)을 현재 블록의 예측 블록으로 설정할 수 있다. 이하, 현재 블록과 동일한 위치의 블록을 기초로 생성된 예측 블록을 콜로케이티드 예측 블록(Collocated Prediction Block)이라 호칭하기로 한다.

반면, 이전 픽처에 존재한 오브젝트가 현재 픽처에서는 다른 위치로 이동하였다면, 오브젝트의 움직임을 이용하여 효과적으로 현재 블록을 예측할 수 있다. 예를 들어, 이전 픽처와 현재 픽처를 비교함으로써 오브젝트의 이동 방향 및 크기를 알 수 있다면, 오브젝트의 움직임 정보를 고려하여 현재 블록의 예측 블록(또는, 예측 영상)을 생성할 수 있다. 이하, 움직임 정보를 이용하여 생성된 예측 블록을 움직임 예측 블록이라 호칭할 수 있다.

현재 블록에서 예측 블록을 차분하여, 잔차 블록(residual block)을 생성할 수 있다. 이때, 오브젝트의 움직임이 존재하는 경우라면, 콜로케이티드 예측 블록 대신 움직임 예측 블록을 이용함으로써, 잔차 블록의 에너지를 줄이고, 이에 따라, 잔차 블록의 압축 성능을 향상시킬 수 있다.

위처럼, 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성하는 것을 움직임 보상 예측이라 호칭할 수 있다. 대부분의 인터 예측에서는 움직임 보상 예측에 기초하여 예측 블록을 생성할 수 있다.

움직임 정보는 모션 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 방향 또는 양방향 가중치 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 모션 벡터는 오브젝트의 이동 방향 및 크기를 나타낸다. 참조 픽처 인덱스는 참조 픽처 리스트에 포함된 참조 픽처들 중 현재 블록의 참조 픽처를 특정한다. 예측 방향은 단방향 L0 예측, 단방향 L1 예측 또는 양방향 예측(L0 예측 및 L1 예측) 중 어느 하나를 가리킨다. 현재 블록의 예측 방향에 따라, L0 방향의 움직인 정보 또는 L1 방향의 움직임 정보 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 양방향 가중치 인덱스는 L0 예측 블록에 적용되는 가중치 및 L1 예측 블록에 적용되는 가중치를 특정한다.

도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법의 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 인터 예측 방법은, 현재 블록의 인터 예측 모드를 결정하는 단계(S601), 결정된 인터 예측 모드에 따라 현재 블록의 움직임 정보를 획득하는 단계(S602) 및 획득된 움직임 정보에 기초하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상 예측을 수행하는 단계(S603)를 포함한다.

여기서, 인터 예측 모드는 현재 블록의 움직임 정보를 결정하기 위한 다양한 기법들을 나타내는 것으로, 병진(Translation) 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드와, 어파인(Affine) 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드를 포함할 수 있다. 일 예로, 병진 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드는, 머지 모드 및 모션 벡터 예측 모드를 포함하고, 어파인 움직임 정보를 이용하는 인터 예측 모드는 어파인 머지 모드 및 어파인 모션 벡터 예측 모드를 포함할 수 있다. 현재 블록의 움직임 정보는, 인터 예측 모드에 따라, 현재 블록에 이웃하는 이웃 블록 또는 비트스트림으로부터 파싱되는 정보를 기초로 결정될 수 있다.

움직임 정보는, 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 플래그, 양방향 가중치 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, L0 및 L1 방향 각각에 대해 움직임 정보가 개별적으로 유도/설정될 수 있다.

여기서, 움직임 벡터는, 이전 픽처에 있는 오브젝트와 현재 픽처에 있는 오브젝트 사이의 위치 차분을 나타낸다. 이전 픽처는, 참조 픽처 인덱스에 의해 지시될 수 있다.

또한, 움직임 벡터의 정밀도를 결정하기 위한 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스 단위, 슬라이스 단위 또는 블록 단위로 결정될 수 있다. 움직임 벡터 정밀도는 옥토펠, 쿼터펠, 하프펠, 정수펠, 2 정수펠 또는 4 정수펠로 설정될 수 있다. 또는, 인터 예측 모드에 따라, 현재 블록의 움직임 벡터 정밀도가 결정되거나, 이용 가능한 움직임 벡터 정밀도 후보의 개수/종류가 적응적으로 결정될 수 있다.

현재 블록의 움직임 정보는 현재 블록 타 블록의 움직임 정보로부터 유도될 수 있다. 여기서, 타 블록은 현재 블록보다 앞서 인터 예측으로 부호화/복호화된 블록일 수 있다. 현재 블록의 움직임 정보를 타 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정하는 것을 머지 모드라 정의할 수 있다. 또한, 타 블록의 움직임 벡터를 현재 블록의 움직임 벡터의 예측값으로 설정하는 것을 모션 벡터 예측 모드라 정의할 수 있다.

도 7은 머지 모드 하에서 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정의 흐름도이다.

현재 블록의 머지 후보를 유도할 수 있다(S701). 현재 블록의 머지 후보는 현재 블록보다 앞서 인터 예측으로 부호화/복호화된 블록으로부터 유도될 수 있다.

이때, 머지 후보를 유도하는데 이용되는 블록을 '머지 후보 블록'으로 호칭할 수 있다. 머지 후보 블록은, 현재 블록에 인접하는 블록(인접 머지 후보 블록) 또는 현재 블록에 인접하지 않는 블록(비인접 머지 후보 블록) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 머지 후보 블록의 움직임 정보를 기초로, 머지 후보의 움직임 정보가 설정될 수 있다. 일 예로, 머지 후보의 움직임 정보는 머지 후보 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 또는, 머지 후보 블록의 L0 움직임 정보 또는 L1 움직임 정보 중 어느 하나만을 머지 후보의 움직임 정보로 설정할 수 있다. 또는, 머지 후보 블록의 움직임 벡터를 스케일링하여, 머지 후보의 움직임 벡터를 유도할 수도 있다.

도 8 내지 도 11은 머지 후보 블록들을 예시한 예시도이다.

도 8 내지 도 11에서는, 머지 후보 블록들의 위치를 결정하기 위한 샘플들의 위치를 표시하였다. 머지 후보 블록들을 결정하는 샘플의 위치를 기준 위치 샘플이라 호칭할 수 있다.

인접 머지 후보 블록은, 현재 블록의 상단에 이웃하는 행 또는 현재 블록의 좌측에 인접하는 열에 속하는 기준 위치 샘플을 포함한다. 일 예로, 도 8의 예에서, 인덱스 1 내지 인덱스 5가 표기된 기준 위치 샘플들을 포함하는 블록들 각각이 인접 머지 후보 블록으로 설정될 수 있다.

비인접 머지 후보 블록은 현재 블록의 상단에 이웃하지 않는 행 또는 현재 블로그이 좌측에 이웃하지 않는 열에 속하는 기준 위치 샘플을 포함한다. 일 예로, 도 8의 예에서, 인덱스 6 내지 인덱스 23이 명기된 기준 위치 샘플들을 포함하는 블록들 각각이 비인접 머지 후보 블록으로 설정될 수 있다.

인접 머지 후보 블록들 및/또는 비인접 머지 후보 블록들의 위치가 부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 도 8에 도시된 예에서와 같이, 현재 블록의 경계로부터 CTU 경계 사이, 소정의 간격 마다 기준 위치 샘플을 설정할 수 있다. 일 예로, x축 좌표 또는 y축 좌표 중 적어도 하나가, 인접 머지 후보 블록(즉, 현재 블록에 이웃하는 기준 위치 샘플)으로부터, 2ⁿ*N 만큼 이격된 비인접 블록이 비인접 머지 후보 블록으로 정의될 수 있다. 여기서, n은, 1, 2, 또는 3과 같은 자연수일 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 좌상단 샘플의 좌표가 (0,0)이고, 인접 머지 후보 블록이 (-1, -1) 위치의 기준 위치 샘플을 포함하는 경우, (-1-4N, -1-4N) 위치의 기준 위치 샘플을 포함하는 블록들이 비인접 머지 후보 블록들로 정의될 수 있다. 이때, N의 최대값은, 현재 블록과 최대 CTU 경계 사이의 거리 또는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 값 중 적어도 하나에 의해 결정될 수 있다.

도 8의 예시에서와 같이, 현재 블록이 속하는 CTU의 경계 밖에 기준 위치 샘플을 설정할 수 있다(도 8의 인덱스 19 내지 23). 이에 따라, 현재 블록과 상이한 CTU에 속하는 블록이 머지 후보 블록으로 설정될 수 있다.

다만, 라인 버퍼가 무차별적으로 증가하는 것을 방지하기 위해, CTU 경계를 인접하지 않는 샘플은 기준 위치 샘플로 사용하지 않을 수 있다. 이에 따라, CTU 경계에 인접하는 비인접 블록은 머지 후보 블록으로 이용 가능하나, CTU 경계에 인접하지 않는 비인접 블록은 머지 후보 블록으로 이용 불가하다.

다른 예로, 도 9에 도시된 예에서와 같이, CTU 내 CTU 경계와 접하는 위치의 샘플(즉, CTU의 최상단 행 또는 CTU의 최좌측 열에 속하는 샘플)을 기준 위치 샘플로 설정할 수도 있다. 이 경우, 현재 블록과 동일한 CTU에 속하는 비인접 블록만이 비인접 머지 후보 블록으로 이용 가능할 수 있다. CTU 내 CTU 경계와 접하는 위치이ㅡ 기준 위치 샘플을 포함하는 비인접 블록은, 현재 블록과 동일한 CTU에 속하는 한편, 타 CTU에 인접 위치할 수 있다.

다른 예로, 현재 블록에 인접하는 위치 및 현재 블록이 속하는 CTU 경계의 외측 또는 내측에 인접하는 위치에만 기준 위치 샘플을 설정할 수도 있다. 즉, CTU 경계의 외측 또는 내측에 인접하는 위치에만, 비인접 기준 위치 샘플이 존재할 수 있다. 이 경우, 비인접 블록들 중 CTU 경계의 외측 또는 내측에 인접하는 비인접 블록들만이 머지 후보 블록들로 이용될 수 있다.

도 10 및 도 11은 비인접 기준 샘플이 CTU 경계의 외측에 인접하는 위치에만 설정되는 예를 나타낸 것이다.

도 10 및 도 11에 도시된 예에서와 같이, CTU 경계의 외측에 인접하는 위치에만 비인접 기준 샘플을 설정할 수 있다. 이에 따라, 비인접 블록들 중 CTU 경계의 외측에 인접하는 비인접 블록들만이 비인접 머지 후보 블록으로 설정될 수 있다.

이때, 도 10에 도시된 예에서와 같이, CTU의 상단, 좌측, 우상단, 좌상단 및 좌하단에 인접하는 비인접 블록들을 비인접 머지 후보 블록들로 설정할 수 있다.

또는, 도 11에 도시된 예에서와 같이, CTU의 상단, 좌측, 우상단, 좌상단 및 좌하단 및 인접하는 비인접 블록들 중 일부만을 비인접 머지 후보 블록들로 설정할 수 있다. 일 예로, 도 11에 도시된 예에서는, CTU의 우상단, 좌상단 및 좌하단에 인접하는 비인접 블록들만이 비인접 머지 후보 블록들로 설정되는 것으로 예시되었다.

비인접 블록들 중 현재 블록과의 거리가 문턱값보다 작은 비인접 블록 만을 머지 후보 유도시 이용할 수도 있다. 구체적으로, 현재 블록과 비인접 후보 블록 사이의 거리가 문턱값 이상인 경우, 상기 비인접 후보 블록은 머지 후보 유도시 이용 불가능한 것으로 설정될 수 있다.

상기 문턱값은 코딩 트리 유닛의 크기를 기초로 결정될 수 있다. 일 예로, 문턱값은 코딩 트리 유닛의 높이(ctu_height) 또는 코딩 트리 유닛의 높이에서 오프셋을 가산 또는 감산한 값(예컨대, ctu_height ± N)으로 설정될 수 있다. 오프셋 N는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 값으로, 4, 8, 16, 32 또는 ctu_height로 설정될 수 있다.

현재 블록과 상이한 픽처에 포함된 시간적 이웃 블록으로부터 머지 후보를 유도할 수도 있다. 일 예로, 콜로케이티드 픽처에 포함된 콜로케이티드 블록으로부터 머지 후보를 유도할 수 있다. 참조 픽처 리스트에 포함된 참조 픽처들 중 어느 하나가 콜로케이티드 픽처로 설정될 수 있다. 참조 픽처들 중 콜로케이티드 픽처를 식별하는 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 또는, 참조 픽처들 중 기 정의된 인덱스를 갖는 참조 픽처가 콜로케이티드 픽처로 결정될 수 있다.

머지 후보를 포함하는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다(S702).

머지 후보 리스트 내 머지 후보들의 인덱스는 소정 순서에 따라 할당될 수 있다. 일 예로, 좌측 이웃 블록으로부터 유도된 머지 후보, 상단 이웃 블록으로부터 유도된 머지 후보, 우측 상단 이웃 블록으로부터 유도된 머지 후보, 좌측 하단 이웃 블록으로부터 유도된 머지 후보, 좌측 상단 이웃 블록으로부터 유도된 머지 후보 및 시간적 이웃 블록으로부터 유도된 머지 후보 순으로 인덱스를 부여할 수 있다. 또는, 인접 머지 후보 블록들로부터 유도된 머지 후보들, 비인접 머지 후보 블록들로터 유도된 머지 후보들 및 시간적 이웃 블록으로부터 유도된 머지 후보 순으로 인덱스를 부여할 수 있다.

머지 후보 리스트에 복수의 머지 후보들이 포함된 경우, 복수의 머지 후보들 중 적어도 하나를 선택할 수 있다(S703). 구체적으로, 복수의 머지 후보들 중 어느 하나를 특정하기 위한 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 어느 하나의 인덱스를 나타내는 정보 merge_idx가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다.

머지 후보 리스트를 생성함에 있어서, 이전 블록의 머지 후보 또는 이전 CTU에 속하는 블록의 머지 후보를 기초로, 현재 블록의 머지 후보를 유도할 수 있다. 구체적으로, 이전 블록의 머지 후보 리스트에 삽입된 머지 후보들 또는 이전 CTU에 속하는 블록의 머지 후보 리스트에 삽입된 머지 후보들 중 적어도 하나를 현재 블록의 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다. 여기서, 이전 CTU에 속하는 블록은, 현재 블록이 속하는 CTU의 좌측 또는 상단에 인접하는 CTU 내 기 정의된 위치의 샘플을 포함하는 블록일 수 있다. 일 예로, 이전 CTU에 속하는 블록은, 이전 CTU 내 좌상단, 중앙, 또는 우하단에 위치하는 샘플을 포함하는 블록일 수 있다.

또는, 현재 블록 이전에 부/복호화가 완료된 블록의 머지 후보들을 추가하여, 이전 블록 머지 후보 테이블을 구성할 수 있다. 그리고, 이전 블록 머지 후보 테이블을 구성하는 머지 후보들 중 적어도 하나를 현재 블록의 머지 후보 리스트에 삽입할 수 있다.

이하, 현재 블록의 머지 후보로 재사용되는 이전 블록의 머지 후보, 이전 CTU에 속하는 블록의 머지 후보 또는 이전 블록 머지 후보 테이블에 포함된 머지 후보를 이전 블록 머지 후보(Previous block merge candidate)라 호칭하기로 한다.

이전 블록 머지 후보는, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들(예컨대, 공작적 머지 후보 및 시간적 머지 후보)의 개수가 문턱값 이하인 경우, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 여기서, 문턱값은 머지 후보 리스트가 포함할 수 있는 최대 머지 후보의 개수 또는 최대 머지 후보의 개수에서 오프셋을 차감한 값일 수 있다. 오프셋은, 1 또는 2 등의 자연수일 수 있다.

도 12는 이전 블록 머지 후보가 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가되는 예를 나타낸다.

현재 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들의 개수가 문턱값 이하인 경우, 도 12에 도시된 예에서와 같이, 이전 블록 머지 후보 prevMergeCand[i]가 현재 블록의 머지 후보 리스트 mergeCandList에 추가될 수 있다. 여기서, prevMergeCand[i]는, 이전 블록의 머지 후보 리스트 prevMergeCandList 내 인덱스가 i인 머지 후보를 나타낸다.

이전 블록 머지 후보는 현재 블록의 머지 후보 리스트의 뒤쪽에 추가될 수 있다. 이는, 이전 블록 머지 후보에 할당되는 인덱스가 머지 후보 리스트에 기 포함된 머지 후보들보다 큰 값을 가짐을 나타낸다. 일 예로, 머지 후보 리스트에 기 포함된 머지 후보들 중 가장 큰 인덱스를 갖는 머지 후보의 인덱스가 (j-1)인 경우, 이전 블록 머지 후보에는 인덱스 (j)이 할당될 수 있다. 즉, 이전 블록의 머지 후보 리스트 내에서는 인덱스 i가 할당되었던 이전 블록 머지 후보 prevMergeCand[i]가 현재 블록의 머지 후보 리스트 내에서는 인덱스 j (즉, mergeCand[j])의 값을 가질 수 있다.

이전 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 고정된 개수의 머지후보들만이 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 또는, 현재 블록에 기 포함된 머지 후보들의 개수에 따라, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가될 이전 블록 머지 후보들의 개수가 결정될 수 있다.

N개의 이전 블록 머지 후보들을 현재 블록의 머지 후보 리스트에 삽입하도록 결정된 경우, 이전 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 인덱스가 가장 작은 N개의 머지 후보들을 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.

또는, 이전 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 간의 우선 순위에 기초하여, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가될 이전 블록 머지 후보를 결정할 수도 있다. 여기서, 이전 블록에 포함된 머지 후보들 간의 우선 순위는, 머지 후보가 양방향 움직임 정보를 갖는지 여부, 머지 후보가 모션 정보 테이블로부터 유도되었는지 여부, 머지 후보가 공간적 이웃 블록으로부터 유도되었는지 여부, 머지 부호가 시간적 이웃 블록으로부터 유도되었는지 여부, 또는 머지 후보가 페어 와이즈 머지 후보인지 여부 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.

이전 블록 머지 후보를, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가함에 있어서, 이전 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 현재 블록의 머지 후보 리스트에 기 포함된 머지 후보와 동일한 움직임 정보를 갖는 머지 후보는, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다.

또한, 이전 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 이전 블로그이 움직임 정보와 동일한 머지 후보(즉, 이전 블록의 머지 인덱스가 지시하는 머지 후보)는 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가되지 않을 수 있다.

이전 블록 머지 후보 테이블이 존재하는 경우, 현재 블록의 부/복호화 이후, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 존재하던 머지 후보들을 이전 블록 머지 후보 테이블에 추가할 수 있다.

CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 형태의 블록을 기반으로, 머지 후보들을 유도할 수도 있다. 이 경우, CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 형태의 블록에 속하는 블록들의 머지 후보 리스트 구성 시, CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 형태의 블록을 기반으로 유도된 머지 후보들이 이용될 수 있다.

도 13은 CTU를 기반으로 머지 후보들을 유도하는 예를 나타낸다.

도 13에서는, CTU의 상단, 좌측, 좌상단, 우상단 및 좌하단에 인접하는 블록들로부터 CTU의 머지 후보들이 유도되는 것으로 도시되었다. 도시되지는 않았지만, CTU의 시간적 이웃 블록으로부터 CTU의 머지 후보를 유도할 수도 있다.

CTU에 인접하는 블록들로부터 유도된 머지 후보를 기반으로, CTU의 머지 후보 리스트 ctuMergeCandList를 구성할 수 있다.

현재 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들의 개수가 문턱값 이하인 경우, 현재 블록이 속하는 CTU 또는 현재 블록이 속하는 기 정의된 크기 및/또는 형태를 갖는 블록을 기초로 유도된 머지 후보를 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 여기서, 문턱값은 머지 후보 리스트가 포함할 수 있는 최대 머지 후보의 개수 또는 최대 머지 후보의 개수에서 오프셋을 차감한 값일 수 있다. 오프셋은, 1 또는 2 등의 자연수일 수 있다.

도 14는 CTU의 머지 후보가 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가되는 예를 도시한 것이다.

도 14에 도시된 예에서와 같이, CTU의 위치 및/또는 크기를 기반으로 유도된 머지 후보들을 포함하는 머지 후보 리스트 ctuMergeCandList에 포함된 머지 후보 ctuMergeCand[i]가 현재 블록의 머지 후보 리스트 mergeCandList에 추가될 수 있다.

여기서, ctuMergeCand[i]는, CTU의 머지 후보 리스트 ctuMergeCandList 내 인덱스가 i인 머지 후보를 나타낸다.

CTU를 기반으로 유도된 머지 후보는 현재 블록의 머지 후보 리스트의 뒤쪽에 추가될 수 있다. 이는, CTU를 기반으로 유도된 머지 후보에 할당되는 인덱스가 현재 블록의 머지 후보 리스트에 기 포함된 머지 후보들보다 큰 값을 가짐을 나타낸다. 일 예로, 머지 후보 리스트에 기 포함된 머지 후보들 중 가장 큰 인덱스를 갖는 머지 후보의 인덱스가 (j-1)인 경우, CTU를 기반으로 유도된 머지 후보에는 인덱스 (j)이 할당될 수 있다. 즉, CTU의 머지 후보 리스트 내에서는 인덱스 i가 할당되었던 머지 후보 ctuMergeCand[i]가 현재 블록의 머지 후보 리스트 내에서는 인덱스 j (즉, mergeCand[j])의 값을 가질 수 있다.

CTU의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들 중 고정된 개수의 머지후보들만이 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가될 수 있다. 또는, 현재 블록에 기 포함된 머지 후보들의 개수에 따라, 현재 블록의 머지 후보 리스트에 추가될 CTU를 기반으로 유도된 머지 후보들의 개수가 결정될 수 있다.

CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 형태의 블록으로부터 유도된 머지 후보들은, CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 형태의 블록에 포함된 복수 블록들의 머지 후보 유도시 공통으로 이용될 수 있다.

다른 예로, 현재 블록의 위치 및/또는 크기를 기초로 유도된 머지 후보 리스트 및 CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 형태의 블록의 위치 및/또는 크기를 기초로 유도된 머지 후보 리스트 중 하나를 선택할 수도 있다. 이 경우, 두 머지 후보 리스트 중 하나를 특정하는 정보(예컨대, 플래그 또는 인덱스)가 블록별로 시그날링될 수 있다. 또는, CTU 내 현재 블록의 위치 또는 현재 블록의 크기 및/또는 형태 중 적어도 하나를 고려하여, 두 머지 후보 리스트 중 하나를 선택할 수 있다.

머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보를 머지 후보로서 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 여기서, 문턱값은 머지 후보 리스트가 포함할 수 있는 최대 머지 후보의 개수 또는 최대 머지 후보의 개수에서 오프셋을 차감한 값일 수 있다. 오프셋은, 1 또는 2 등의 자연수일 수 있다.

모션 정보 테이블은 현재 픽처 내 인터 예측을 기초로 부호화/복호화된 블록으로부터 유도되는 모션 정보 후보를 포함한다. 일 예로, 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보의 움직임 정보는 인터 예측을 기초로 부호화/복호화된 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 여기서, 움직임 정보는 모션 벡터, 참조 픽처 인덱스, 예측 방향 또는 양방향 가중치 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보를 인터 영역 머지 후보 또는 예측 영역 머지 후보라 호칭할 수도 있다.

모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 모션 정보 후보의 최대 개수는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 최대 모션 정보 후보의 개수는, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 또는 그 이상(예컨대, 16)일 수 있다.

또는, 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 모션 정보 후보의 최대 개수를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스, 픽처, 또는 슬라이스 레벨에서 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 모션 정보 후보의 최대 개수를 나타낼 수 있다. 또는, 상기 정보는 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 모션 정보 후보의 최대 개수와 머지 후보 리스트가 포함할 수 있는 머지 후보의 최대 개수 사이의 차분을 나타낼 수 있다.

또는, 픽처의 크기, 슬라이스의 크기 또는 코딩 트리 유닛의 크기에 따라, 모션 정보 테이블이 포함할 수 있는 모션 정보 후보의 최대 개수가 결정될 수 있다.

모션 정보 테이블은 픽처, 슬라이스, 타일, 브릭, 코딩 트리 유닛, 또는 코딩 트리 유닛 라인(행 또는 열) 단위로 초기화될 수 있다. 일 예로, 슬라이스가 초기화되는 경우, 모션 정보 테이블도 초기화되어, 모션 정보 테이블은 어떠한 모션 정보 후보도 포함하지 않을 수 있다.

또는, 모션 정보 테이블을 초기화할 것인지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수도 있다. 상기 정보는 슬라이스, 타일 또는 블록 레벨에서 시그날링될 수 있다. 상기 정보가 모션 정보 테이블을 초기화할 것을 지시하기 전까지, 기 구성된 모션 정보 테이블이 이용될 수 있다.

또는, 픽처 파라미터 세트 또는 슬라이스 헤더를 통해 초기 모션 정보 후보에 대한 정보가 시그날링될 수 있다. 슬라이스가 초기화되더라도, 모션 정보 테이블은 초기 모션 정보 후보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 슬라이스 내 첫번째 부호화/복호화 대상인 블록에 대해서도 초기 모션 정보 후보를 이용할 수 있다.

또는, 이전 코딩 트리 유닛의 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보를 초기 모션 정보 후보로 설정할 수 있다. 일 예로, 이전 코딩 트리 유닛의 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보들 중 인덱스가 가장 작은 모션 정보 후보 또는 인덱스가 가장 큰 모션 정보 후보가 초기 모션 정보 후보로 설정될 수 있다.

부호화/복호화 순서에 따라 블록들을 부호화/복호화하되, 인터 예측을 기초로 부호화/복호화된 블록들을 부호화/복호화 순서에 따라 순차적으로 모션 정보 후보로 설정할 수 있다.

현재 블록의 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 모션 정보 후보 이외에도, 페어 와이즈 머지 후보 또는 제로 머지 후보 중 적어도 하나가 더 포함될 수도 있다. 페어 와이즈 머지 후보는 둘 이상의 머지 후보들의 움직임 벡터들을 평균한 값을 움직임 벡터로 갖는 머지 후보를 의미하고, 제로 머지 후보는 모션 벡터가 0인 머지 후보를 의미한다.

상술한 예에서는, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우, 이전 머지 후보, CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 위치의 블록으로부터 유도된 머지 후보, 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보, 페어 와이즈 머지 후보 또는 제로 머지 후보가 머지 후보 리스트에 추가되는 것으로 예시되었다. 이들 중 일부 머지 후보를 추가하는 과정을 생략하여 머지 후보 리스트를 생성하는 것 역시, 본 개시의 범주에 포함된다 할 것이다.

또한, 이들 머지 후보들간의 우선 순위는, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의되어 있을 수 있다. 일 예로, 공간적 및 시간적 머지 후보를 삽입한 뒤, 이전 머지 후보, CTU 또는 기 정의된 크기 및/또는 위치의 블록으로부터 유도된 머지 후보, 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보, 페어 와이즈 머지 후보 및 제로 머지 후보의 순으로 머지 후보 리스트에 머지 후보를 추가할 수 있다.

또는, 현재 블록의 형태, 크기, 코딩 트리 유닛 내 위치 또는 일반적인 머지가 적용되었는지 여부 중 적어도 하나에 기초하여, 이들 머지 후보의 우선 순위가 적응적으로 결정될 수 있다. 예컨대, 현재 블록이 CTU의 상단 또는 좌측 경계에 접하는 경우에는 CTU로부터 유도된 머지 후보가 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다. 그렇지 않은 경우, 모션 정보 테이블에 포함된 모션 정보 후보가 CTU로부터 유도된 머지 후보 보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다.

예측 블록 생성을 위해, 복수개의 머지 후보들을 선택할 수도 있다. 복수개의 머지 후보들을 이용하여 움직임 보상이 수행되는지 여부를 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다.

움직임 보상에 이용되는 복수의 머지 후보들의 개수는 부호화기 및 복호화기에 기 정의되어 있을 수 있다. 또는, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들의 개수, 현재 블록의 크기 또는 선택된 머지 후보가 양방향 움직임 정보를 갖는지 혹은 단방향 움직임 정보를 갖는지 여부 중 적어도 하나에 기초하여, 선택되는 복수의 머지 후보들의 개수가 조절될 수 있다.

일 예로, L0 방향 및 L1 방향에 대해 최소 2개 이상의 움직임 정보가 활용되도록 머지 후보들의 개수를 결정할 수 있다. 일 예로, 제1 머지 후보가 L0 및 L1 방향의 움직임 정보를 갖고, 제2 머지 후보가 L0 방향의 움직임 정보만을 갖는 경우, L1 방향의 움직임 정보를 갖는 제3 머지 후보를 추가 선택할 수 있다. 또는, 제1 머지 후보가 L0 방향의 움직임 정보 만을 갖고, 제2 머지 후보가 L1 방향의 움직임 정보 만을 갖는 경우, L0 및 L1 방향의 움직임 정보를 갖는 제3 머지 후보를 추가 선택할 수 있다. 또는, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보가 모두 L0 및 L1 방향의 움직임 정보를 갖는 경우, 제3 머지 후보의 선택이 생략될 수 있다.

이때, 복수개의 머지 후보들은 하나의 머지 후보 리스트로부터 선택된 것일 수도 있고, 복수개의 머지 후보 리스트로부터 선택된 것일 수도 있다. 일 예로, 2개의 머지 후보들이 이용되는 것으로 가정할 때, 현재 블록의 머지 후보 리스트로부터, 제1 및 제2 머지 후보가 선택될 수 있다. 또는, 제1 머지 후보 및 제2 머지 후보 중 하나는, 현재 블록의 머지 후보 리스트로부터 선택되고, 다른 하나는, 현재 블록을 포함하는 CTU의 머지 후보 리스트로부터 선택될 수 있다.

복수개의 머지 후보들이 선택된 경우, 복수개 머지 후보들 각각의 움직임 정보를 이용하여, 복수개의 예측 블록을 생성할 수 있다. 일 예로, 3개의 머지 후보들이 선택된 경우, 3개의 머지 후보들 중 제1 머지 후보의 움직임 정보를 기초로, 제1 예측 블록 P1을 생성하고, 제2 머지 후보의 움직임 정보를 기초로, 제2 예측 블록 P2를 생성하고, 제3 머지 후보의 움직임 정보를 기초로, 제3 예측 블록 P3을 생성할 수 있다. 이후, 3개의 예측 블록들의 가중합 연산을 통해, 최종 예측 블록을 생성할 수 있다. 다음의 수학식 1은, 3개의 예측 블록들을 기반으로 최종 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸 것이다.

수학식 1에서, H2는, 제1 예측 블록 P1 및 제2 예측 블록의 가중합 연산에 의해 획득되는 중간 예측 블록을 나타낸다. P는, 제3 예측 블록 P3 및 중간 예측 블록 H2 사이의 가중합 연산에 의해 획득되는 최종 예측 블록을 나타낸다. w는 가중 예측에 사용하는 가중치로 1/8, 7/8, 1/4, 3/4, 1/2, 0, -1/2, -1/4, -3/4, -1/8 또는 -7/8로 설정될 수 있다.

가중치는 블록 단위로 결정될 수 있다. 일 예로, 블록 별 복수의 가중치 후보들 중 하나를 지시하는 인덱스가 시그날링될 수 있다.

또는, 시퀀스, 픽쳐 또는 슬라이스 단위로 가중치가 결정될 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 가중치는, 현재 블록이 포함된 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스의 가중치와 동일하게 설정될 수 있다.

또는, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위로 가중치를 설정하되, 상기 가중치를, 가중치 예측값을 설정할 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 가중치는, 현재 블록이 포함된 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스의 가중치를 가중치 예측값으로 설정한 뒤, 상기 가중치 예측값에 가중치 차분값을 더하여 유도될 수 있다. 여기서, 가중치 차분값은 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다.

다른 예로, 현재 블록 내 샘플의 위치에 따라, 가중치를 적응적으로 결정할 수 있다. 이하, 이에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 15는 현재 블록이 3개이 파티션들로 분할되는 경우의 예를 나타낸다.

도 15에 도시된 예에서와 같이, 2개의 수평선, 2개의 수직선, 2개의 우상향 대각선 또는 2개의 좌상향 대각선에 의해, 현재 블록의 3개의 파티션들로 분할될 수 있다.

2개의 수평선 또는 2개의 수직선으로 현재 블록을 분할하는 경우, 3개의 파티션들의 크기는 1:2:1의 비율을 띨 수 있다. 또는, 도시된 것과 다르게, 1:1:2 또는 2:1:1의 비율로 현재 블록을 분할하는 것도 가능하다.

2개의 우상향 또는 좌상향 대각선으로 현재 블록을 분할하는 경우, 3개의 파티션들의 크기는 1:4:1의 비율을 띨 수 있다. 또는, 도시된 것과 다르게, 4:1:1 또는 1:1:4의 비율로 현재 블록을 분할하는 것도 가능하다.

도시된 예에서는, 현재 블록을 3개의 파티션들로 분할하는 2개의 분할선들이 상호 평행인 것으로 도시되었으나, 도시된 예와 다른 형태/각도의 분할선을 이용하여 현재 블록을 3개의 파티션들로 분할하는 것 역시 현재 블록의 범주에 포함된다 할 것이다.

현재 블록이 복수개의 파티션들로 분할된 경우, 복수개 파티션들 각각에 대한 머지 후보를 선택할 수 있다. 도 15에서는, 제1 파티션에 대해 머지 후보 Merge_idx0가 선택되고, 제2 파티션에 대해 머지 후보 Merge_idx1이 선택되고, 제3 파티션에 대해 머지 후보 Merge_idx2가 선택되는 것으로 예시되었다.

또는, 하나의 머지 후보가 복수개의 파티션들에 적용될 수도 있다. 일 예로, 머지 후보의 선택이 대칭 형태가 되도록 설정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 1:n:1 크기의 파티션들로 분할된 경우, 제1 파티션 및 제3 파티션에는 제1 머지 후보 Merge_idx0를 적용하고, 제2 파티션에는 제2 머지 후보 Merge_idx를 적용할 수 있다.

각 파티션의 예측 샘플은, 해당 파티션을 위해 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 기초로 유도될 수 있다. 일 예로, 제1 파티션의 예측 샘플들은, 머지 후보 Merge_idx0의 움직임 정보를 기초로 유도되고, 제2 파티션의 예측 샘플들은, 머지 후보 Merge_idx1의 움직임 정보를 기초로 유도되고, 제3 파티션의 예측 샘플들은, 머지 후보 Merge_idx2의 움직임 정보를 기초로 유도될 수 있다.

다만, 현재 블록 내 파티션 각각에 대해 상이한 움직임 정보를 이용하여 움직임 보상을 수행하는 경우, 파티션들간의 경계에 화질 열화가 발생할 수 있다. 위와 같은 문제점을 해소하기 위해, 복수의 예측 블록을 기반으로, 파티션들간의 경계에서, 블렌딩(Blending)을 수행할 수 있다.

블렌딩은 복수의 예측 블록 내 동일 위치의 예측 샘플들의 가중합 연산에 의해 최종 예측 샘플을 획득하는 것을 의미한다. 일 예로, 제1 파티션 및 제2 파티션 간의 경계에서는, 제1 파티션의 움직임 정보를 기초로 유도된 제1 예측 블록 및 제2 파티션의 움직임 정보를 기초로 유도된 제2 예측 블록의 가중합 연산을 통해 예측 샘플들이 유도될 수 있다. 또한, 제2 파티션 및 제3 파티션 간의 경계에서는, 제2 파티션의 움직임 정보를 기초로 유도된 제2 예측 블록 및 제3 파티션의 움직임 정보를 기초로 유도된 제3 예측 블록의 가중합 연산을 통해 예측 샘플들이 유도될 수 있다.

이때, 각 예측 블록에 적용되는 가중치는, 예측 샘플의 위치에 따라 상이하게 결정될 수 있다. 일 예로, 제1 파티션 및 제2 파티션 사이의 경계 주변에 위치하는 예측 샘플들 중 상기 제1 파티션에 속하는 예측 샘플들에 대해서는, 제1 예측 블록에 적용되는 가중치가 제2 예측 블록에 적용되는 가중치보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 경계와 멀어질수록 제1 예측 블록에 적용되는 가중치는 큰 값을 갖고, 제2 예측 블록에 적용되는 가중치는 작은 값을 가질 수 있다.

제1 파티션 및 제2 파티션 사이의 경계 주변에 위치하는 예측 샘플들 중 상기 제2 파티션에 속하는 예측 샘플들에 대해서는, 제2 예측 블록에 적용되는 가중치가 제1 예측 블록에 적용되는 가중치보다 큰 값을 가질 수 있다. 또한, 상기 경계와 멀어질수록 제2 예측 블록에 적용되는 가중치는 큰 값을 갖고, 제1 예측 블록에 적용되는 가중치는 작은 값을 가질 수 있다.

이는, 제2 파티션 및 제3 파티션의 경계 주변에 위치하는 예측 샘플들에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

설명한 예와 달리, 현재 블록 내 모든 예측 샘플들을 제1 예측 블록, 제2 예측 블록 및 제3 예측 블록의 가중합 연산에 의해 유도할 수도 있다. 이 경우, 각 샘플의 위치에 따라, 제1 예측 블록, 제2 예측 블록 및 제3 예측 블록에 적용될 가중치가 적응적으로 결정될 수 있다.

인트라 예측은 현재 블록 주변에 부호화/복호화가 완료된 복원 샘플을 이용하여, 현재 블록을 예측하는 것이다. 이때, 현재 블록의 인트라 예측에는, 인루프 필터가 적용되기 전의 복원 샘플이 이용될 수 있다.

인트라 예측 기법은 매트릭스(Matrix)에 기반한 인트라 예측 및 주변 복원 샘플과의 방향성을 고려한 일반 인트라 예측을 포함한다. 현재 블록의 인트라 예측 기법을 지시하는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있다. 또는, 현재 블록의 위치, 크기, 형태 또는 이웃 블록의 인트라 예측 기법 중 적어도 하나에 기초하여, 현재 블록의 인트라 예측 기법을 결정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 픽처 바운더리를 걸쳐 존재하는 경우, 현재 블록에는 매트릭트에 기반한 인트라 예측이 적용되지 않도록 설정될 수 있다.

매트릭스에 기반한 인트라 예측은, 부호화기 및 복호화기에서 기 저장된 매트릭스와, 현재 블록 주변의 복원 샘플 사이의 행렬 곱에 기반하여, 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 방법이다. 기 저장된 복수개의 매트릭스들 중 어느 하나를 특정하기 위한 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 복호화기는 상기 정보 및 현재 블록의 크기에 기초하여, 현재 블록의 인트라 예측을 위한 매트릭스를 결정할 수 있다.

일반 인트라 예측은, 비방향성 인트라 예측 모드 또는 방향성 인트라 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 예측 블록을 획득하는 방법이다. 이하, 도면을 참조하여, 일반 인트라 예측에 기초한 인트라 예측 수행 과정에 대해 보다 상세히 살펴보기로 한다.

도 16은 본 개시의 일 실시예에 따른, 인트라 예측 방법의 흐름도이다.

현재 블록의 참조 샘플 라인을 결정할 수 있다(S1601). 참조 샘플 라인은 현재 블록의 상단 및/또는 좌측으로부터 k번째 떨어진 라인에 포함된 참조 샘플들의 집합을 의미한다. 참조 샘플은 현재 블록 주변 부호화/복호화가 완료된 복원 샘플로부터 유도될 수 있다.

복수의 참조 샘플 라인들 중 현재 블록의 참조 샘플 라인을 식별하는 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 참조 샘플 라인을 특정하기 위한 인덱스 정보 intra_luma_ref_idx가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 인덱스 정보는 코딩 블록 단위로 시그날링될 수 있다.

복수의 참조 샘플 라인들은, 현재 블록에 상단 및/또는 좌측 1번째 라인, 2번째 라인, 3번째 라인 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 복수개의 참조 샘플 라인들 중 현재 블록의 상단에 인접하는 행 및 현재 블록의 좌측에 인접하는 열로 구성된 참조 샘플 라인을 인접 참조 샘플 라인이라 호칭하고, 그 이외의 참조 샘플 라인을 비인접 참조 샘플 라인이라 호칭할 수도 있다.

표 1은 후보 참조 샘플 라인들 각각에 할당되는 인덱스를 나타낸 것이다.

인덱스 (intra_luma_ref_idx)	참조 샘플 라인
0	인접 참조 샘플 라인
1	제1 비인접 참조 샘플 라인
2	제2 비인접 참조 샘플 라인

현재 블록의 위치, 크기, 형태 또는 이웃 블록의 예측 부호화 모드 중 적어도 하나에 기초하여, 현재 블록의 참조 샘플 라인을 결정할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록이 픽처, 타일, 슬라이스 또는 코딩 트리 유닛의 경계에 접하는 경우, 인접 참조 샘플 라인을 현재 블록의 참조 샘플 라인으로 결정할 수 있다.참조 샘플 라인은 현재 블록의 상단에 위치하는 상단 참조 샘플들 및 현재 블록의 좌측에 위치하는 좌측 참조 샘플들을 포함할 수 있다. 상단 참조 샘플들 및 좌측 참조 샘플들은 현재 블록 주변의 복원 샘플들로부터 유도될 수 있다. 상기 복원 샘플들은 인루프 필터가 적용되기 이전 상태일 수 있다.

다음으로, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정할 수 있다(S1602). 현재 블록의 인트라 예측 모드는 비방향성 인트라 예측 모드 또는 방향성 인트라 예측 모드 중 적어도 하나가 현재 블록의 인트라 예측 모드로 결정될 수 있다. 비방향성 인트라 예측 모드는, 플래너 및 DC를 포함하고, 방향성 인트라 예측 모드는 좌하단 대각 방향부터 우상단 대각 방향까지 33개 또는 65개의 모드들을 포함한다.

도 17은 인트라 예측 모드들을 나타낸 도면이다.

도 17의 (a)는 35개의 인트라 예측 모드를 나타낸 것이고, 도 17의 (b)는 67개의 인트라 예측 모드들을 나타낸 것이다.

도 17에 도시된 것보다 더 많은 수 혹은 더 적은 수의 인트라 예측 모드들이 정의될 수도 있다.

현재 블록에 이웃하는 이웃 블록의 정보를 이용하여, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 결정 혹은 예측할 수 있다. 일 예로, 이웃 블록의 에지 방향 및/또는 각도에 기초하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다. 예컨대, 이웃 블록에 에지가 존재하는 경우, 에지의 방향 및/또는 에지가 형성하는 각도와 동일하거나 이와 가장 유사한 각도를 가진 인트라 예측 모드를 현재 블록의 예측 모드로 설정할 수 있다.

이웃 블록은, 현재 블록의 좌측 이웃 블록 또는 상단 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다 있다. 이에 따라, 좌측 이웃 블록의 에지 방향 및/또는 에지 각도와 동일하거나 가장 유사한 인트라 예측 모드 또는 상단 이웃 블록의 에지 방향 및/또는 에지 각도와 동일하거나 가장 유사한 인트라 예측 모드가 현재 블록의 예측 모드로 설정할 수 있다.

다른 예로, 이웃 블록의 인트라 예측 모드를 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정할 수도 있다.

도 18은 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도하기 위해 이용되는 이웃 블록들의 위치를 나타낸 것이다.

도 18에 도시된 예에서와 같이, 좌측 이웃 블록(1), 상단 이웃 블록(2), 우상단 이웃 블록(3), 좌하단 이웃 블록(4) 또는 좌상단 이웃 블록(5) 중 적어도 하나를 이용하여, 현재 블록의 인트라 예측 모드를 유도할 수 있다.

이웃 블록의 인트라 예측 모드를 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정하는 것을 인트라 머지 모드라 정의할 수 있다. 이 경우, 이웃 블록들 각각의 인트라 예측 모드를, 인트라 머지 후보로 설정할 수 있다. 복수개의 인트라 머지 후보들이 존재하는 경우, 복수개의 인트라 머지 후보들 중 하나를 식별하는 인덱스 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 또는, 복수개의 인트라 머지 후보들 중 빈도수가 가장 높은 인트라 예측 모드를 현재 블록의 인트라 예측 모드로 설정할 수도 있다.

복수개의 인트라 머지 후보들 중 복수개를 선택한 뒤, 선택된 복수개의 인트라 예측 모드들 각각을 서브 블록에 할당할 수 있다. 이에 따라, 현재 블록 내 서브 블록 별 상이한 인트라 예측 모드가 할당될 수 있다. 일 예로, 현재 블록 내 제1 서브 블록의 인트라 예측 모드는, 제1 인트라 머지 후보와 동일하게 설정되고, 현재 블록 내 제2 서브 블록의 인트라 예측 모드는, 제2 인트라 머지 후보와 동일하게 설정될 수 있다.

현재 블록의 인트라 예측 모드가 결정되면, 결정된 인트라 예측 모드를 기초로, 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 획득할 수 있다(S1603).

DC 모드가 선택된 경우, 참조 샘플들의 평균값을 기초로, 현재 블록에 대한 예측 샘플들이 생성된다. 구체적으로, 예측 블록 내 전체 샘플들의 값은 참조 샘플들의 평균값을 기초로 생성될 수 있다. 평균값은, 현재 블록의 상단에 위치하는 상단 참조 샘플들 및 현재 블록의 좌측에 위치하는 좌측 참조 샘플들 중 적어도 하나를 이용하여 유도될 수 있다.

현재 블록의 형태에 따라, 평균값을 유도하는데 이용되는 참조 샘플들의 개수 또는 범위가 달라질 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형 블록인 경우, 상단 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 수 있다. 반면, 현재 블록이 너비가 높이보다 작은 비정방형 블록인 경우, 좌측 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 수 있다. 즉, 현재 블록의 너비 및 높이가 상이한 경우, 길이가 더 긴 쪽에 인접하는 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 수 있다. 또는, 현재 블록의 너비와 높이 비율에 기초하여, 상단 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 것인지 여부 또는 좌측 참조 샘플들만을 이용하여 평균값을 계산할 것인지 여부를 결정할 수 있다.

플래너 모드가 선택된 경우, 수평 방향 예측 샘플과 수직 방향 예측 샘플을 이용하여, 예측 샘플을 획득할 수 있다. 여기서, 수평 방향 예측 샘플은, 예측 샘플과 동일한 수평선상에 위치하는 좌측 참조 샘플 및 우측 참조 샘플을 기초로 획득되고, 수직 방향 예측 샘플은, 예측 샘플과 동일한 수직선상에 위치하는 상단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플을 기초로 획득된다. 여기서, 우측 참조 샘플은, 현재 블록의 우측 상단 코너에 인접하는 참조 샘플을 복사하여 생성되고, 하단 참조 샘플은, 현재 블록의 좌측 하단 코너에 인접하는 참조 샘플을 복사하여 생성될 수 있다. 수평 방향 예측 샘플은 좌측 참조 샘플 및 우측 참조 샘플의 가중합 연산을 기초로 획득되고, 수직 방향 예측 샘플은 상단 참조 샘플 및 하단 참조 샘플의 가중합 연산을 기초로 획득될 수 있다. 이때, 각 참조 샘플에 부여되는 가중치는 예측 샘플의 위치에 따라 결정될 수 있다. 예측 샘플은 수평 방향 예측 샘플 및 수직 방향 예측 샘플의 평균 연산 또는 가중합 연산을 기초로 획득될 수 있다. 가중합 연산이 수행되는 경우, 예측 샘플의 위치에 기초하여 수평 방향 예측 샘플 및 수직 방향 예측 샘플에 부여되는 가중치를 결정할 수 있다.

방향성 예측 모드가 선택되는 경우, 선택된 방향성 예측 모드의 예측 방향(또는 예측 각도)을 나타내는 파라미터를 결정할 수 있다. 하기 표 2는 인트라 예측 모드 별 인트라 방향 파라미터 intraPredAng를 나타낸 것이다.

PredModeIntra	1	2	3	4	5	6	7
IntraPredAng	-	32	26	21	17	13	9
PredModeIntra	8	9	10	11	12	13	14
IntraPredAng	5	2	0	-2	-5	-9	-13
PredModeIntra	15	16	17	18	19	20	21
IntraPredAng	-17	-21	-26	-32	-26	-21	-17
PredModeIntra	22	23	24	25	26	27	28
IntraPredAng	-13	-9	-5	-2	0	2	5
PredModeIntra	29	30	31	32	33	34
IntraPredAng	9	13	17	21	26	32

표 2는 35개의 인트라 예측 모드가 정의되어 있을 때, 인덱스가 2 내지 34 중 어느 하나인 인트라 예측 모드들 각각의 인트라 방향 파라미터를 나타낸다. 33개보다 더 많은 방향성 인트라 예측 모드가 정의되어 있는 경우, 표 2를 보다 세분화하여, 방향성 인트라 예측 모드 각각의 인트라 방향 파라미터를 설정할 수 있다.현재 블록의 상단 참조 샘플들 및 좌측 참조 샘플들을 일렬로 배열한 뒤, 인트라 방향 파라미터의 값을 기초로, 예측 샘플을 획득할 수 있다. 이때, 인트라 방향 파라미터의 값이 음수인 경우, 좌측 참조 샘플들과 상단 참조 샘플들을 일렬로 배열할 수 있다. 인트라 방향 파라미터에 기초하여, 참조 샘플 결정 파라미터를 결정할 수 있다. 참조 샘플 결정 파라미터는 참조 샘플을 특정하기 위한 참조 샘플 인덱스 및 참조 샘플에 적용되는 가중치를 결정하기 위한 가중치 파라미터를 포함할 수 있다.

참조 샘플 인덱스 iIdx 및 가중치 파라미터 ifact는 각각 다음의 수학식 2 및 3을 통해 획득될 수 있다.

수학식 2 및 3에서 P_ang는 인트라 방향 파라미터를 나타낸다. 참조 샘플 인덱스 iIdx에 의해 특정되는 참조 샘플은 정수 펠(Integer pel)에 해당한다.

예측 샘플을 유도하기 위해, 적어도 하나 이상의 참조 샘플을 특정할 수 있다. 구체적으로, 예측 모드의 기울기를 고려하여, 예측 샘플을 유도하는데 이용되는 참조 샘플의 위치를 특정할 수 있다. 일 예로, 참조 샘플 인덱스 iIdx를 이용하여, 예측 샘플을 유도하는데 이용되는 참조 샘플을 특정할 수 있다.

이때, 인트라 예측 모드의 기울기가 하나의 참조 샘플로는 표현되지 않는 경우, 복수의 참조 샘플들을 보간하여 예측 샘플을 생성할 수 있다. 일 예로, 인트라 예측 모드의 기울기가 예측 샘플과 제1 참조 샘플 사이의 기울기 및 예측 샘플과 제2 참조 샘플 사이의 기울기 사이의 값인 경우, 제1 참조 샘플 및 제2 참조 샘플을 보간하여 예측 샘플을 획득할 수 있다. 즉, 인트라 예측 각도를 따르는 앵귤러 라인(Angular Line)이 정수 펠에 위치한 참조 샘플을 지나지 않는 경우, 상기 앵귤러 라인이 지나는 위치의 좌우 또는 상하에 인접 위치하는 참조 샘플들을 보간하여 예측 샘플을 획득할 수 있다.

하기 수학식 4는 참조 샘플들을 기초로, 예측 샘플을 획득하는 예를 나타낸 것이다.

수학식 4에서, P는 예측 샘플을 나타내고, Ref_1D은 일차원 배열된 참조 샘플들 중 어느 하나를 나타낸다. 이때, 참조 샘플의 위치는 예측 샘플의 위치 (x, y) 및 참조 샘플 인덱스 iIdx에 의해 결정될 수 있다.

인트라 예측 모드의 기울기가 하나의 참조 샘플로 표현 가능한 경우, 가중치 파라미터 i_fact는 0으로 설정된다. 이에 따라, 수학식 4는 다음 수학식 5와 같이 간소화될 수 있다.

원본 영상에서 예측 영상을 차분하여 유도된 잔차 영상을 유도할 수 있다. 이때, 잔차 영상을 주파수 도메인으로 변경하였을 때, 주파수 성분들 중 고주파 성분들을 제거하더라도, 영상의 주관적 화질은 크게 떨어지지 않는다. 이에 따라, 고주파 성분들의 값을 작게 변환하거나, 고주파 성분들의 값을 0으로 설정한다면, 시각적 왜곡이 크게 발생하지 않으면서도 압축 효율을 증가시킬 수 있는 효과가 있다. 위 특성을 반영하여, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분들로 분해하기 위해 현재 블록을 변환할 수 있다. 상기 변환은 DCT(Discrete Cosine Transform) 또는 DST(Discrete Sine Tranform) 등의 변환 기법을 이용하여 수행될 수 있다.

DCT는 코사인 변환을 이용하여, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분으로 분해(또는 변환)하는 것이고, DST는 사인 변환을 이용하여, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분으로 분해(또는 변환)하는 것이다. 잔차 영상의 변환 결과, 주파수 성분들은 기저 영상으로 표현될 수 있다. 일 예로, NxN 크기의 블록에 대해 DCT 변환을 수행하는 경우, N² 개의 기본 패턴 성분이 획득될 수 있다. 변환을 통해 NxN 크기 블록에 포함된 기본 패턴 성분들 각각의 크기가 획득될 수 있다. 이용된 변환 기법에 따라, 기본 패턴 성분의 크기를 DCT 계수 또는 DST 계수라 호칭할 수 있다.

변환 기법 DCT는 0이 아닌 저주파 성분들이 많이 분포하는 영상을 변환하는데 주로 이용된다. 변환 기법 DST는 고주파 성분들이 많이 분포하는 영상에 주로 이용된다.

DCT 또는 DST 이외의 변환 기법을 사용하여 잔차 영상을 변환할 수도 있다.

이하, 잔차 영상을 2차원 주파수 성분들로 변환하는 것을 2차원 영상 변환이라 호칭하기로 한다. 아울러, 변환 결과 획득된 기본 패턴 성분들의 크기를 변환 계수라 호칭하기로 한다. 일 예로, 변환 계수는 DCT 계수 또는 DST 계수를 의미할 수 있다. 후술될 제1 변환 및 제2 변환이 모두 적용된 경우, 변환 계수는 제2 변환의 결과로 생성된 기본 패턴 성분의 크기를 의미할 수 있다. 또한, 변환 스킵이 적용된 잔차 샘플 역시 변환 계수라 호칭하기로 한다.

변환 기법은 블록 단위로 결정될 수 있다. 변환 기법은 현재 블록의 예측 부호화 모드, 현재 블록의 크기 또는 현재 블록의 형태 중 적어도 하나를 기초로 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 부호화되고, 현재 블록의 크기가 NxN보다 작은 경우에는 변환 기법 DST를 사용하여 변환이 수행될 수 있다. 반면, 상기 조건을 만족하지 않는 경우, 변환 기법 DCT를 사용하여 변환이 수행될 수 있다.

잔차 영상 중 일부 블록에 대해서는 2차원 영상 변환이 수행되지 않을 수도 있다. 2차원 영상 변환을 수행하지 않는 것을 변환 스킵(Transform Skip)이라 호칭할 수 있다. 변환 스킵은, 현재 블록에 제1 변환 및 제2 변환이 적용되지 않음을 나타낸다. 변환 스킵이 적용된 경우, 변환이 수행되지 않는 잔차값들을 대상으로 양자화가 적용될 수 있다.

현재 블록에 변환 스킵을 허용할 것인지 여부는, 현재 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 크기가 문턱값보다 작은 경우에 한하여, 변환 스킵이 적용될 수 있다. 문턱값은 현재 블록의 너비, 높이 또는 샘플 개수 중 적어도 하나와 관한 것으로 32x32 등으로 정의될 수 있다. 또는, 정방형 블록에 대해서만 변환 스킵을 허용할 수 있다. 일 예로, 32x32, 16x16, 8x8 또는 4x4 크기의 정방형 블록에 대해 변환 스킵이 허용될 수 있다. 또는, 서브 파티션 인트라 부호화 방법이 사용되지 않은 경우에만, 변환 스킵을 허용할 수 있다.

DCT 또는 DST를 이용하여 현재 블록을 변환한 뒤, 변환된 현재 블록을 다시 변환할 수 있다. 이때, DCT 또는 DST에 기초한 변환을 제1 변환이라 정의하고, 제1 변환이 적용된 블록을 다시 변환하는 것을 제2 변환이라 정의할 수 있다.

제1 변환은 복수개의 변환 코어 후보들 중 어느 하나를 이용하여 수행될 수 있다. 일 예로, DCT2, DCT8 또는 DST7 중 어느 하나를 이용하여 제1 변환이 수행될 수 있다.

수평 방향 및 수직 방향에 대해 상이한 변환 코어가 사용될 수도 있다. 수평 방향의 변환 코어 및 수직 방향의 변환 코어의 조합을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수도 있다. 일 예로, tu_mts_idx는 수평 방향 변환 코어 및 수직 방향 변환 코어 조합들 중 하나를 가리킬 수 있다.

제1 변환 및 제2 변환의 수행 단위가 상이할 수 있다. 일 예로, 8x8 블록에 대해 제1 변환을 수행하고, 변환된 8x8 블록 중 4x4 크기의 서브 블록에 대해 제2 변환을 수행할 수 있다. 또는, 4x4 크기의 서브 블록들 3개에 속한 변환 계수들에 대해 제2 변환을 수행할 수 있다. 상기 3개의 서브 블록들은, 현재 블록의 좌상단에 위치하는 서브 블록, 상기 서브 블록의 우측에 이웃하는 서브 블록 및 상기 서브 블록의 하단에 이웃하는 서브 블록을 포함할 수 있다. 또는, 8x8 크기의 블록에 대해 제2 변환을 수행할 수도 있다.

제2 변환이 수행되지 않는 잔여 영역들의 변환 계수는 0으로 설정될 수도 있다.

또는, 4x4 블록에 대해 제1 변환을 수행하고, 변환된 4x4 블록을 포함하는 8x8 크기의 영역에 대해 제2 변환을 수행할 수도 있다.

현재 블록의 변환 타입을 나타내는 정보가 비트스트림을 통해 시그날링될 수 있다. 상기 정보는 수평 방향에 대한 변환 타입 및 수직 방향에 대한 변환 타입의 조합들 중 하나를 나타내는 인덱스 정보 tu_mts_idx일 수 있다.

비트스트림으로부터 시그날링되는 정보에 기초하여 현재 블록의 변환 타입을명시적으로 결정할 것인지 여부가 결정될 수 있다. 상기 정보는, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 헤더를 통해 시그날링될 수 있다. 일 예로, 시퀀스 레벨에서, 인트라 예측으로 부호화된 블록에 대해 명시적인 변환 타입 결정이 허용되는지 여부를 나타내는 정보 sps_explicit_intra_mts_flag 및/또는 인터 예측으로 부호화된 블록에 대해 명시적인 변환 타입 결정이 허용되는지 여부를 나타내는 정보 sps_explicit_inter_mts_flag가 시그날링될 수 있다.

명시적인 변환 타입 결정이 허용되는 경우, 비트스트림으로부터 시그날링되는 인덱스 정보 tu_mts_idx에 기초하여 현재 블록의 변환 타입을 결정할 수 있다.

반면, 명시적인 변환 타입 결정이 허용되지 않는 경우, 현재 블록의 크기, 형태, 서브 블록 단위의 변환이 허용되는지 여부 또는 0이 아닌 변환 계수를 포함하는 서브 블록의 위치 중 적어도 하나를 기초로 변환 타입이 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 수평 방향 변환 타입은 현재 블록의 너비를 기초로 결정되고, 현재 블록의 수직 방향 변환 타입은 현재 블록의 높이를 기초로 결정될 수 있다.

예컨대, 현재 블록의 너비가 4 보다 작거나 16보다 큰 경우, 수평 방향의 변환 타입은 DCT2로 결정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수평 방향의 변환 타입은 DST7로 결정될 수 있다.

현재 블록의 높이가 4보다 작거나 16보다 큰 경우, 수직 방향의 변환 타입은 DCT2로 결정될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 수직 방향의 변환 타입은 DST7로 결정될 수 있다.

여기서, 수평 방향의 변환 타입 및 수직 방향의 변환 타입을 결정하기 위해, 너비 및 높이와 비교되는 문턱값은, 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 것이거나, 현재 블록의 크기, 형태 또는 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 결정되는 것일 수 있다.

부호화기에서 변환 및 양자화를 수행하면, 복호화기는 역양자화 및 역변환을 통해 잔차 블록을 획득할 수 있다. 복호화기에서는 예측 블록과 잔차 블록을 더하여, 현재 블록에 대한 복원 블록을 획득할 수 있다.

현재 블록의 복원 블록이 획득되면, 인루프 필터링(In-loop filtering)을 통해 양자화 및 부호화 과정에서 발생하는 정보의 손실을 줄일 수 있다. 인루프 필터는 디블록킹 필터(Deblocking filter), 샘플 적응적 오프셋 필터(Sample Adaptive Offset filter, SAO) 또는 적응적 루프 필터(Adaptive Loop Filter, ALF) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 개시에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

Claims (9)

1. 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계;
   상기 머지 후보 리스트로부터 복수의 머지 후보들을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 머지 후보들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하되,
   상기 현재 블록은, 3개의 파티션들로 분할되고,
   상기 머지 후보 리스트로부터 상기 3개의 파티션들 각각의 머지 후보가 선택되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 머지 후보 리스트는,
   상기 현재 블록과 동일한 픽처에 포함되는 적어도 하나의 공간적 후보 블록으로부터 유도된 적어도 하나의 공간적 머지 후보, 및 상기 현재 블록과 상이한 픽처에 포함되는 시간적 후보 블록으로부터 유도된 시간적 머지 후보를 포함하고,
   상기 적어도 하나의 공간적 머지 후보 블록은, 상기 현재 블록에 인접하지 않는 비인접 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 비인접 블록은, 상기 현재 블록이 속하는 코딩 트리 유닛에 포함되지 않으면서, 상기 현재 블록이 속하는 코딩 트리 유닛의 경계에 인접하는 기준 위치 샘플을 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
4. 제2 항에 있어서,
   상기 머지 후보 리스트가 포함하는 머지 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우,
   상기 현재 블록을 포함하는 코딩 트리 유닛을 기준으로 유도된 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
5. 제2 항에 있어서,
   상기 머지 후보 리스트가 포함하는 머지 후보들의 개수가 문턱값보다 작은 경우,
   상기 현재 블록의 이전 블록 또는 이전 코딩 트리 유닛 내 기 정의된 위치의 블록의 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에 추가되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 3개의 파티션들 각각에 대해 상이한 머지 후보가 선택되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 3개의 파티션들 중 제1 파티션 및 제3 파티션에 대해서는, 제1 머지 후보가 적용되는 한편, 제2 파티션에 대해서는, 제2 머지 후보가 적용되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
8. 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계;
   상기 머지 후보 리스트로부터 복수의 머지 후보들을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 머지 후보들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하되,
   상기 현재 블록은, 3개의 파티션들로 분할되고,
   상기 머지 후보 리스트로부터 상기 3개의 파티션들 각각의 머지 후보가 선택되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
9. 현재 블록의 머지 후보 리스트를 생성하는 단계;
   상기 머지 후보 리스트로부터 복수의 머지 후보들을 선택하는 단계; 및
   상기 선택된 머지 후보들에 기초하여, 상기 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 단계를 포함하되,
   상기 현재 블록은, 3개의 파티션들로 분할되고,
   상기 머지 후보 리스트로부터 상기 3개의 파티션들 각각의 머지 후보가 선택되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법에 의해 부호화된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
   

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