KR20230022285A - 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 비디오 신호의 복호화을 수행하는 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인터 예측 모드 기반으로 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 현재 블록에 이웃하는 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성하는 단계; 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 개수의 후보들 중에서 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱하는 단계; 상기 제1 신택스 요소에 의해 지시되는 후보의 움직임 벡터에 움직임 벡터 오프셋(motion vector offset)을 가산함으로써 개선된 후보(refined candidate)를 유도하는 단계; 및 상기 개선된 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인터 예측 모드(inter prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명의 목적은, 머지 오프셋(merge offset)을 이용하여 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 생성하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, 가중 평균(weighted averaging)을 이용하여 개선된 머지 후보를 생성하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은, 본 발명은 머지 후보 리스트 내에서 선택된 후보들의 평균을 이용하여 후보를 추가하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측 모드 기반으로 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 현재 블록에 이웃하는 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성하는 단계; 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 개수의 후보들 중에서 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱하는 단계; 상기 제1 신택스 요소에 의해 지시되는 후보의 움직임 벡터에 움직임 벡터 오프셋(motion vector offset)을 가산함으로써 개선된 후보(refined candidate)를 유도하는 단계; 및 상기 개선된 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 신택스 요소를 파싱하는 단계는, 상기 머지 후보 리스트 내 머지 인덱스(merge index)가 할당되는 순서상 첫 번째 후보 및 두 번째 후보 중에서, 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱함으로써 수행될 수 있다.
바람직하게, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋이 정수 화소 정밀도(precision)를 가지는지 또는 분수 화소 정밀도를 가지는지를 나타내는 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 기초하여 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 개선된 후보를 유도하는 단계는, 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하는 단계를 포함하고, 상기 제2 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(Slice Header)를 통해 전송될 수 있다.
*바람직하게, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 0이 아닌 정수를 곱한 값에 기초하여 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 단계는, 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 가중 평균(weighted averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 단계는, 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 평균(averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 인터 예측 모드 기반으로 영상을 복호화하는 장치에 있어서, 현재 블록에 이웃하는 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성하는 머지 후보 리스트 구성부; 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 개수의 후보들 중에서 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱하는 제1 신택스 요소 파싱부; 상기 제1 신택스 요소에 의해 지시되는 후보의 움직임 벡터에 움직임 벡터 오프셋(motion vector offset)을 가산함으로써 개선된 후보(refined candidate)를 유도하는 개선된 후보 유도부; 및 상기 개선된 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예측 블록 생성부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 신택스 요소 파싱부는 상기 머지 후보 리스트 내 머지 인덱스(merge index)가 할당되는 순서상 첫 번째 후보 및 두 번째 후보 중에서, 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱할 수 있다.
바람직하게, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋이 정수 화소 정밀도(precision)를 가지는지 또는 분수 화소 정밀도를 가지는지를 나타내는 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 기초하여 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 개선된 후보 유도부는 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱하고, 상기 제2 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(Slice Header)를 통해 전송될 수 있다.
바람직하게, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 0이 아닌 정수를 곱한 값에 기초하여 유도될 수 있다.
바람직하게, 상기 머지 후보 리스트 구성부는 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 가중 평균(weighted averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.
바람직하게, 상기 머지 후보 리스트 구성부는 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 평균(averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 신뢰도 높은 다양한 머지 후보를 추가적으로 이용함으로써 머지 모드의 예측의 정확도 및 압축 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 움직임 벡터 오프셋을 통해 머지 후보의 움직임 벡터를 개선(refinement)함으로써 움직임 추정/보상의 정확도를 높일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction) 후보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction) 후보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 17 및 도 18는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른, 시간 움직임 벡터 데이터(Temporal motion vector data)를 압축하는 방법 및 이에 이용되는 공간 후보들의 위치를 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 일 실시예로서, 종래의 영상 압축 기술에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 개선된 머지 후보를 생성하기 위하여 이용되는 움직임 벡터 오프셋을 예시하는 도면이다.
도 22은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 장치를 예시하는 도면이다.
도 24는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 15는 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction) 후보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction) 후보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 17 및 도 18는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른, 시간 움직임 벡터 데이터(Temporal motion vector data)를 압축하는 방법 및 이에 이용되는 공간 후보들의 위치를 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 일 실시예로서, 종래의 영상 압축 기술에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 개선된 머지 후보를 생성하기 위하여 이용되는 움직임 벡터 오프셋을 예시하는 도면이다.
도 22은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 장치를 예시하는 도면이다.
도 24는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PU: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다. 또한, 이에 한정되는 것은 아니며 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수도 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
또한, 이하 본 명세서에서 픽셀 또는 화소 등을 샘플로 통칭한다. 그리고, 샘플을 이용한다는 것은 픽셀 값 또는 화소 값 등을 이용한다는 것을 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 인코딩이 수행되는 인코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코딩 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 포함하여 구성될 수 있다. 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)는 예측부로 통칭될 수 있다. 다시 말해, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 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. 일 실시예로서, 상술한 영상 분할부(110), 감산부(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 가산부(155), 필터링부(160), 인터 예측부(180), 인트라 예측부(185) 및 엔트로피 인코딩부(190)는 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어, 인코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한, 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.
영상 분할부(110)는 인코딩 장치(100)에 입력된 입력 영상(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다. 일 예로, 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛(coding tree unit, CTU) 또는 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 처리 유닛은 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 예측 유닛 및 상기 변환 유닛은 각각 상술한 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.
유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다. 샘플은 하나의 픽처(또는 영상)을 픽셀(pixel) 또는 펠(pel)에 대응하는 용어로서 사용될 수 있다.
인코딩 장치(100)는 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 인터 예측부(180) 또는 인트라 예측부(185)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하여 레지듀얼 신호(residual signal, 잔여 블록, 잔여 샘플 어레이)를 생성할 수 있고, 생성된 레지듀얼 신호는 변환부(120)로 전송된다. 이 경우 도시된 바와 같이 인코더(100) 내에서 입력 영상 신호(원본 블록, 원본 샘플 어레이)에서 예측 신호(예측 블록, 예측 샘플 어레이)를 감산하는 유닛은 감산부(115)라고 불릴 수 있다. 예측부는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)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 각 예측모드에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 예측 모드 정보 등 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 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 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 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. 상기 참조 블록을 포함하는 참조 픽처와 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 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)을 시그널링함으로써 현재 블록의 움직임 벡터를 지시할 수 있다.
상기 인터 예측부(180) 또는 상기 인트라 예측부(185)를 통해 생성된 예측 신호는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 레지듀얼 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
변환부(120)는 레지듀얼 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수들(transform coefficients)를 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)를 이용하여 예측 신호를 생성하고 그에 기초하여 획득되는 변환을 의미한다. 또한, 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 전송되고, 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 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 신호는 전송하는 전송부(미도시) 및/또는 저장하는 저장부(미도시)가 인코딩 장치(100)의 내/외부 엘리먼트로서 구성될 수 있고, 또는 전송부는 엔트로피 인코딩부(190)의 구성요소일 수도 있다.
양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 변환 계수들은 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 변환 계수들은에 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 레지듀얼 신호를 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)가 생성될 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.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 주관적/객관적 화질을 향상시킬 수 있다. 예를 들어 필터링부(160)은 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)은 각 필터링 방법에 대한 설명에서 후술하는 바와 같이 필터링에 관한 다양한 정보를 생성하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전달할 수 있다. 필터링 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. 인코딩 장치는 이를 통하여 인터 예측이 적용되는 경우, 인코딩 장치(100)와 디코딩 장치에서의 예측 미스매치를 피할 수 있고, 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
메모리(170) DPB는 수정된 복원 픽처를 인터 예측부(180)에서의 참조 픽처로 사용하기 위해 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 전달할 수 있다. 메모리(170)는 현재 픽처 내 복원된 블록들의 복원 샘플들을 저장할 수 있고, 인트라 예측부(185)에 전달할 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오/이미지 신호의 디코딩이 수행되는 디코딩 장치의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코딩 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 예측부라고 불릴 수 있다. 즉, 예측부는 인터 예측부(180) 및 인트라 예측부(185)를 포함할 수 있다. 역양자화부(220), 역변환부(230)를 합쳐서 레지듀얼 처리부라고 불릴 수 있다. 즉, 레지듀얼 처리부는 역양자화부(220), 역변환부(230)을 포함할 수 있다. 상술한 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산부(235), 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)는 실시예에 따라 하나의 하드웨어 컴포넌트(예를 들어 디코더 또는 프로세서)에 의하여 구성될 수 있다. 또한 메모리(170)는 DPB(decoded picture buffer)를 포함할 수 있고, 디지털 저장 매체에 의하여 구성될 수도 있다.
비디오/이미지 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치에서 비디오/이미지 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 영상을 복원할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치(200)는 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 디코딩의 처리 유닛은 예를 들어 코딩 유닛일 수 있고, 코딩 유닛은 코딩 트리 유닛 또는 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다. 그리고, 디코딩 장치(200)를 통해 디코딩 및 출력된 복원 영상 신호는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코딩 장치(200)는 도 1의 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 비트스트림 형태로 수신할 수 있고, 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(ex. 비디오/영상 정보)를 도출할 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 값 들을 출력할 수 있다. 보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 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)를 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(2110)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)으로 제공될 수 있다. 한편, 인코딩 장치로부터 출력된 신호를 수신하는 수신부(미도시)가 디코딩 장치(200)의 내/외부 엘리먼트로서 더 구성될 수 있고, 또는 수신부는 엔트로피 디코딩부(210)의 구성요소일 수도 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 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캔 순서를 기반하여 재정렬을 수행할 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)를 획득할 수 있다.
역변환부(230)에서는 변환 계수들를 역변환하여 레지듀얼 신호(레지듀얼 블록, 레지듀얼 샘플 어레이)를 획득하게 된다.
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 모드를 결정할 수 있다.
인트라 예측부(265)는 현재 픽처 내의 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측할 수 있다. 상기 참조되는 샘플들은 예측 모드에 따라 상기 현재 블록의 주변(neighbor)에 위치할 수 있고, 또는 떨어져서 위치할 수도 있다. 인트라 예측에서 예측 모드들은 복수의 비방향성 모드와 복수의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(265)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 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 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 상기 예측에 관한 정보는 상기 현재 블록에 대한 인터 예측의 모드를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
가산부(235)는 획득된 레지듀얼 신호를 인터 예측부(260) 또는 인트라 예측부(265)로부터 출력된 예측 신호(예측된 블록, 예측 샘플 어레이)에 더함으로써 복원 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(235)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.
**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 전송할 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 픽쳐로 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(170)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 디코딩 장치(200)의 필터링부(240), 인터 예측부(260) 및 인트라 예측부(265)에도 동일 또는 대응되도록 적용될 수 있다.
Block Partitioning
본 문서에 따른 비디오/영상 코딩 방법은 다양한 세부 기술들에 기반하여 수행될 수 있으며, 각각의 세부 기술들을 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 이하 설명되는 기술들은 상술한 및/또는 후술되는 비디오/영상 인코딩/디코딩 절차에서의 예측, 레지듀얼 처리((역)변환, (역)양자화 등), 신텍스 요소 코딩, 필터링, 파티셔닝/분할 등의 관련 절차에 연관될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
본 문서에 따른 블록 파티셔닝 절차는 상술한 인코딩 장치의 영상 분할부(110)에서 수행되어, 파티셔닝 관련 정보가 엔트로피 인코딩부(190)에서 (인코딩) 처리되어 비트스트림 형태로 디코딩 장치로 전달될 수 있다. 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)는 상기 비트스트림으로부터 획득한 상기 파티셔닝 관련 정보를 기반으로 현재 픽처의 블록 파티셔닝 구조를 도출하고, 이를 기반으로 영상 디코딩을 위한 일련의 절차(ex. 예측, 레지듀얼 처리, 블록 복원, 인루프 필터링 등)을 수행할 수 있다.
Partitioning of picture into CTUs
픽처들은 코딩 트리 유닛들 (CTUs)의 시퀀스로 분할될(divided into a sequence) 수 있다. CTU는 코딩 트리 블록(CTB)에 대응될 수 있다. 혹은 CTU는 루마 샘플들의 코딩 트리 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 트리 블록들을 포함할 수 있다. 다시 말하면, 세가지 샘플 어레이를 포함하는 픽처에 대하여, CTU는 루마 샘플들의 NxN 블록과 크로마 샘플들의 두개의 대응 블록들을 포함할 수 있다.
코딩 및 예측 등을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈는 변환을 위한 CTU의 최대 허용 사이즈와 다를 수 있다. 예를 들어, CTU 내 루마 블록의 최대 허용 사이즈는 128x128일 수 있다.
Partitionig of the CTUs using a tree structure
CTU는 쿼드트리(quad-tree, QT) 구조를 기반으로 CU들로 분할될 수 있다. 쿼드트리 구조는 쿼터너리(quaternary) 트리 구조라고 불릴 수 있다. 이는 다양한 국지적 특징(local characteristic)을 반영하기 위함이다. 한편, 본 문서에서는 CTU는 쿼드트리 뿐 아니라 바이너리 트리(binary-tree, BT) 및 터너리 트리(ternary-tree, TT)을 포함하는 멀티타입 트리 구조 분할을 기반하여 분할될 수 있다. 이하, QTBT 구조라 함은 쿼드트리 및 바이너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있고, QTBTTT라 함은 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수 있다. 또는, QTBT 구조는 쿼드트리, 바이너리 트리 및 터너리 트리 기반 분할 구조를 포함할 수도 있다. 코딩 트리 구조에서, CU는 정사각형 또는 직사각형 모양을 가질 수 있다. CTU는 먼저 쿼드트리 구조로 분할될 수 있다. 이후 쿼드트리 구조의 리프 노드들은 멀티타입 트리 구조에 의하여 추가적으로 분할될 수 있다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리 구조의 일 예를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에서, 멀티타입 트리 구조는 도 3에 도시된 바와 같은 4개의 분할 타입을 포함할 수 있다. 상기 4개의 분할 타입은 수직 바이너리 분할(vertical binary splitting, SPLIT_BT_VER), 수평 바이너리 분할(horizontal binary splitting, SPLIT_BT_HOR), 수직 터너리 분할(vertical ternary splitting, SPLIT_TT_VER), 수평 터너리 분할(horizontal ternary splitting, SPLIT_TT_HOR)을 포함할 수 있다. 상기 멀티타입 트리 구조의 리프 노드들은 CU들이라고 불리 수 있다. 이러한 CU들은 예측 및 변환 절차를 위하여 사용될 수 있다. 본 문서에서 일반적으로 CU, PU, TU는 동일한 블록 사이즈를 가질 수 있다. 다만, 최대 허용 변환 길이(maximum supported transform length )가 CU의 컬러 성분(colour component)의 너비 도는 높이보다 작은 경우에는 CU와 TU가 서로 다른 블록 사이즈를 가질 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 멀티타입 트리를 수반하는 쿼드트리(quadtree with nested multi-type tree) 구조의 파티션 분할 정보의 시그널링 메커니즘을 예시하는 도면이다.
여기서, CTU는 쿼드트리의 루트(root)로 취급되며, 쿼드트리 구조로 처음으로 파티셔닝된다. 각 쿼드트리 리프 노드는 이후 멀티타입 트리 구조로 더 파티셔닝될 수 있다. 멀티타입 트리 구조에서, 제1 플래그(a first flag, ex. mtt_split_cu_flag)가 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는지를 지시하기 위하여 시그널링된다. 만약 해당 노드가 추가적으로 파티셔닝되는 경우, 제2 플래그(a second flag, ex. mtt_split_cu_verticla_flag)가 분할 방향(splitting direction)을 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 그 후 제3 플래그(a third flag, ex. mtt_split_cu_binary_flag)가 분할 타입이 바이너리 분할인지 터너리 분할인지 여부를 지시하기 위하여 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 상기 mtt_split_cu_vertical_flag 및 상기 mtt_split_cu_binary_flag를 기반으로, CU의 멀티타입 트리 분할 모드(multi-type tree splitting mode, MttSplitMode)가 다음 표 1과 같이 도출될 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 쿼드트리 및 수반되는 멀티타입 트리(quadtree and nested multi-type tree) 구조를 기반으로 CTU를 다중 CU들로 분할하는 방법을 예시하는 도면이다.
여기서, 볼드 블록 엣지들(bold block edges)는 쿼드트리 파티셔닝을, 나머지 엣지들은 멀티타입 트리 파티셔닝을 나타낸다. 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 파티션은 컨텐츠-어댑티드 코딩 트리 구조를 제공할 수 있다. CU는 코딩 블록(CB)에 대응될 수 있다. 혹은 CU는 루마 샘플들의 코딩 블록과, 대응하는 크로마 샘플들의 두개의 코딩 블록들을 포함할 수 있다. CU의 사이즈는 CTU만큼 클 수도 있고, 또는 루마 샘플 단위에서 4x4 만큼 잘을 수도 있다. 예를 들어, 4:2:0 컬러 포멧(or 크로마 포멧)인 경우, 최대 크로마 CB 사이즈는 64x64이고 최소 크로마 CB 사이즈는 2x2일 수 있다.
본 문서에서 예를 들어, 최대 허용 루마 TB 사이즈는 64x64이고, 최대 허용 크로마 TB 사이즈는 32x32일 수 있다. 만약 상기 트리 구조에 따라 분할된 CB의 너비 또는 높이가 최대 변환 너비 또는 높이보다 큰 경우, 해당 CB는 자동적으로(또는 묵시적으로) 수평 및 수직 방향의 TB 사이즈 제한을 만족할 때까지 분할될 수 있다.
한편, 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 스킴을 위하여, 다음 파라미터들이 SPS 신텍스 요소로 정의 및 식별될 수 있다.
- CTU size: the root node size of a quaternary tree
- MinQTSize: the minimum allowed quaternary tree leaf node size
- MaxBtSize: the maximum allowed binary tree root node size
- MaxTtSize: the maximum allowed ternary tree root node size
- MaxMttDepth: the maximum allowed hierarchy depth of multi-type tree splitting from a quadtree leaf
- MinBtSize: the minimum allowed binary tree leaf node size
- MinTtSize: the minimum allowed ternary tree leaf node size
멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조의 일 예로, CTU 사이즈는 128x128 루마 샘플들 및 두개의 대응하는 크로마 샘플들의 64x64 블록들로 설정될 수 있다(4:2:0 크로마 포멧에서). 이 경우, MinOTSize는 16x16으로 설정되고, MaxBtSize는 128x128로 설정되고, MaxTtSzie는 64x64로 설정되고, MinBtSize 및 MinTtSize (for both width and height)는 4x4로, 그리고 MaxMttDepth는 4로 설정될 수 있다. 쿼트트리 파티셔닝은 CTU에 적용되어 쿼드트리 리프 노드들을 생성할 수 있다. 쿼드트리 리프 노드는 리프 QT 노드라고 불릴 수 있다. 쿼드트리 리프 노드들은 16x16 사이즈 (i.e. the MinOTSize)로부터 128x128 사이즈(i.e. the CTU size)를 가질 수 있다. 만약 리프 QT 노드가 128x128인 경우, 추가적으로 바이너리 트리/터너리 트리로 분할되지 않을 수 있다. 이는 이 경우 분할되더라도 MaxBtsize 및 MaxTtszie (i.e. 64x64)를 초과하기 때문이다. 이 외의 경우, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리로 추가적으로 분할될 수 있다. 그러므로, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리에 대한 루트 노드(root node)이고, 리프 QT 노드는 멀티타입 트리 뎁스(mttDepth) 0 값을 가질 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 뎁스가 MaxMttdepth (ex. 4)에 도달한 경우, 더 이상 추가 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 너비가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수평 분할은 고려되지 않을 수 있다. 만약, 멀티타입 트리 노드의 높이가 MinBtSize와 같고, 2xMinTtSize보다 작거나 같을 때, 더 이상 추가적인 수직 분할은 고려되지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 터너리 트리(ternary-tree) 분할을 제한하는 방법을 예시하는 도면이다.
*도 6을 참조하면, 하드웨어 디코더에서의 64x64 루마 블록 및 32x32 크로마 파이프라인 디자인을 허용하기 위하여, TT 분할은 특정 경우 제한될 수 있다. 예를 들어, 루마 코딩 블록의 너비 또는 높이가 기 설정된 특정 값(예컨대, 32, 64)보다 큰 경우, 도 6에 도시된 바와 같이, TT 분할이 제한될 수 있다.
본 문서에서, 코딩 트리 스킴은 루마 및 크로마 블록이 개별적(separate) 블록 트리 구조를 가지는 것을 지원할 수 있다. P 및 B 슬라이스들에 대하여, 하나의 CTU 내 루마 및 크로마 CTB들은 동일한 코딩 트리 구조를 갖도록 제한될 수 있다. 그러나, I 슬라이스들에 대하여, 루마 및 크로마 블록들은 서로 개별적 블록 트리 구조를 가질 수 있다. 만약 개별적 블록 트리 모드가 적용되는 경우, 루마 CTB는 특정 코딩 트리 구조를 기반으로 CU들로 분할되고, 크로마 CTB는 다른 코딩 트리 구조를 기반으로 크로마 CU들로 분할될 수 있다. 이는, I 슬라이스 내 CU는 루마 성분의 코딩 블록 또는 두 크로마 성분들의 코딩 블록들로 구성되고, P 또는 B 슬라이스의 CU는 세가지 컬러 성분의 블록들로 구성될 수 있음을 의미할 수 있다.
상술한 “Partitionig of the CTUs using a tree structure”에서 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 트리 구조에 대하여 설명하였으나, CU가 분할되는 구조는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, BT 구조 및 TT 구조는 다수 분할 트리 (Multiple Partitioning Tree, MPT) 구조에 포함되는 개념으로 해석될 수 있고, CU는 QT 구조 및 MPT 구조를 통해 분할된다고 해석할 수 있다. QT 구조 및 MPT 구조를 통해 CU가 분할되는 일 예에서, QT 구조의 리프 노드가 몇 개의 블록으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_type) 및 QT 구조의 리프 노드가 수직과 수평 중 어느 방향으로 분할되는지에 관한 정보를 포함하는 신택스 요소(예를 들어, MPT_split_mode)가 시그널링 됨으로써 분할 구조가 결정될 수 있다.
또 다른 예에서, CU는 QT 구조, BT 구조 또는 TT 구조와 다른 방법으로 분할될 수 있다. 즉, QT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 크기로 분할되거나, BT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/2 크기로 분할되거나, TT 구조에 따라 하위 뎁스의 CU가 상위 뎁스의 CU의 1/4 또는 1/2 크기로 분할되는 것과 달리, 하위 뎁스의 CU는 경우에 따라 상위 뎁스의 CU의 1/5, 1/3, 3/8, 3/5, 2/3 또는 5/8 크기로 분할될 수 있으며, CU가 분할되는 방법은 이에 한정되지 않는다.
만약 트리 노드 블록의 부분(a portion)이 하단(bottom) 또는 오른쪽(right) 픽처 바운더리를 초과하는(exceeds) 경우, 해당 트리 노드 블록은 모든 코딩된 CU의 모든 샘플들이 상기 픽처 바운더리들 내에 위치하도록 제한될 수 있다. 이 경우 예를 들어 다음과 같은 분할 규칙이 적용될 수 있다.
- If a portion of a tree node block exceeds both the bottom and the right picture boundaries,
- If the block is a QT node and the size of the block is larger than the minimum QT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the bottom picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_HOR mode.
- Otherwise if a portion of a tree node block exceeds the right picture boundaries,
- If the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size, and the size of the block is larger than the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode.
- Otherwise, if the block is a QT node, and the size of the block is larger than the minimum QT size and the size of the block is smaller than or equal to the maximum BT size, the block is forced to be split with QT split mode or SPLIT_BT_VER mode.
- Otherwise (the block is a BTT node or the size of the block is smaller than or equal to the minimum QT size), the block is forced to be split with SPLIT_BT_VER mode.
한편, 상술한 멀티타입 트리를 수반한 쿼드트리 코딩 블록 구조는 매우 유연한 블록 파티셔닝 구조를 제공할 수 있다. 멀티타입 트리에 지원되는 분할 타입들 때문에, 다른 분할 패턴들이 경우에 따라서 잠재적으로 동일한 코딩 블록 구조 결과를 가져올 수 잇다. 이러한 리던던트(redundant)한 분할 패턴들의 발생을 제한함으로써 파티셔닝 정보의 데이터량을 줄일 수 있다. 아래의 도면을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 바이너리 트리 분할 및 터너리 트리 분할에서 발생할 수 있는 리던던트 분할 패턴들을 예시하는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 2단계 레벨의 한 방향에 대한 연속적인 바이너리 분할(two levels of consecutive binary splits in one direction)은, 터너리 분할 이후 센터 파티션에 대한 바이너리 분할과 동일한 코딩 블록 구조를 갖는다. 이러한 경우, 터너리 트리 분할의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할 (in the given direction)은 제한될 수 있다. 이러한 제한는 모든 픽처들의 CU들에 대하여 적용될 수 있다. 이러한 특정 분할이 제한되는 경우, 대응하는 신택스 요소들의 시그널링은 이러한 제한되는 경우를 반영하여 수정될 수 있고, 이를 통하여 파티셔닝을 위하여 시그널링되는 비트수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 예와 같이, CU의 센터 파티션에 대한 바이너리 트리 분할이 제한되는 경우, 분할이 바이너리 분할인지 테너리 분할인지 여부를 가리키는 mtt_split_cu_binary_flag 신택스 요소는 시그널링되지 않고, 그 값은 0으로 디코더에 의하여 추론될 수 있다.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인터 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인터 예측(Inter prediction)(또는 화면 간 예측)
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
인터 예측(또는 픽처간 예측)은 픽처들 사이에 존재하는 중복성을 제거하는 기술로 대부분 움직임 추정(motion estimation) 및 움직임 보상(motion compensation)을 통해 이루어진다.
본 발명은 앞서 도 1 및 도 2에서 설명한 인터 예측 방법의 세부 기술을 설명하는 것으로 디코더의 경우 후술하는 도 10의 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 도 11의 디코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더불어 인코더의 경우, 후술하는 도 8의 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 도 9의 인코딩 장치 내 인터 예측부로 나타낼 수 있다. 더하여, 도 8 및 도 9에 의해 인코딩된 데이터는 비트스트림의 형태로 저장될 수 있다.
인코딩 장치/디코딩 장치의 예측부는 블록 단위로 인터 예측을 수행하여 예측 샘플을 도출할 수 있다. 인터 예측은 현재 픽처 이외의 픽처(들)의 데이터 요소들(e.g. 샘플값들, 또는 움직임 정보 등)에 의존적인 방법으로 도출되는 예측을 나타낼 수 있다. 현재 블록에 인터 예측이 적용되는 경우, 참조 픽처 인덱스가 가리키는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록(참조 샘플 어레이)을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측된 블록(예측 샘플 어레이)을 유도할 수 있다.
이때, 인터 예측 모드에서 전송되는 움직임 정보의 양을 줄이기 위해 주변 블록과 현재 블록 간의 움직임 정보의 상관성에 기초하여 현재 블록의 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 타입(L0 예측, L1 예측, Bi 예측 등) 정보를 더 포함할 수 있다.
인터 예측이 적용되는 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, 다를 수도 있다. 상기 시간적 주변 블록은 동일 위치 참조 블록(collocated reference block), 동일 위치 CU(colCU) 등의 이름으로 불릴 수 있으며, 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 예를 들어, 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 움직임 정보 후보 리스트가 구성될 수 있고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터 및/또는 참조 픽처 인덱스를 도출하기 위하여 어떤 후보가 선택(사용)되는지를 지시하는 플래그 또는 인덱스 정보가 시그널링될 수 있다.
다양한 예측 모드를 기반으로 인터 예측이 수행될 수 있으며, 예를 들어 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 현재 블록의 움직임 정보는 선택된 주변 블록의 움직임 정보와 같을 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 레지듀얼 신호가 전송되지 않을 수 있다. 움직임 정보 예측(motion vector prediction, MVP) 모드의 경우, 선택된 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하고, 움직임 벡터 차분(motion vector difference)은 시그널링될 수 있다. 이 경우 상기 움직임 벡터 예측자 및 움직임 벡터 차분의 합을 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 인코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 인코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, S801은 인코딩 장치의 인터 예측부(180)에 의하여 수행될 수 있고, S802는 인코딩 장치의 레지듀얼 처리부에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, S802은 인코딩 장치의 감산부(115)에 의하여 수행될 수 있다. S803에서 예측 정보는 인터 예측부(180)에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 수 있다. S803에서 레지듀얼 정보는 레지듀얼 처리부에 의하여 도출되고, 엔트로피 인코딩부(190)에 의하여 인코딩될 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.
상술한 바와 같이 상기 레지듀얼 샘플들은 인코딩 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.
인코딩 장치는 현재 블록에 대한 인터 예측을 수행한다(S801). 인코딩 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, 인코딩 장치의 인터 예측부(180)는 예측 모드 결정부(181), 움직임 정보 도출부(182), 예측 샘플 도출부(183)를 포함할 수 있으며, 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 움직임 샘플들을 도출할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 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. 인코딩 장치는 다양한 예측 모드들 중 상기 현재 블록에 대하여 적용되는 모드를 결정할 수 있다. 인코딩 장치는 상기 다양한 예측 모드들에 대한 RD cost를 비교하고 상기 현재 블록에 대한 최적의 예측 모드를 결정할 수 있다.
예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 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 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다.
다른 예로, 인코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 상술한 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 있다. 상기 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 mvp를 뺀 차분인 MVD(motion vector difference)가 도출될 수 있다. 이 경우 상기 MVD에 관한 정보가 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 또한, (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 상기 참조 픽처 인덱스의 값은 참조 픽처 인덱스 정보 구성되어 별도로 상기 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 예측 샘플들을 기반으로 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다(S802). 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 원본 샘플들과 상기 예측 샘플들의 비교를 통하여 상기 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 예측 정보 및 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 인코딩한다(S803). 인코딩 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 움직임 정보에 관한 정보는 움직임 벡터를 도출하기 위한 정보인 후보 선택 정보(ex. merge index, mvp flag or mvp index)를 포함할 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 디코딩 장치로 전달될 수 있고, 또는 네트워크를 통하여 디코딩 장치로 전달될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 인코딩 장치는 상기 참조 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 복원 픽처(복원 샘플들 및 복원 블록 포함)를 생성할 수 있다. 이는 디코딩 장치에서 수행되는 것과 동일한 예측 결과를 인코딩 장치에서 도출하기 위함이며, 이를 통하여 코딩 효율을 높일 수 있기 때문이다. 따라서, 인코딩 장치는 복원 픽처(또는 복원 샘플들, 복원 블록)을 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 10 및 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 기반 비디오/영상 디코딩 방법 및 본 발명의 실시예에 따른 디코딩 장치 내 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 디코딩 장치는 상기 인코딩 장치에서 수행된 동작과 대응되는 동작을 수행할 수 있다. 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 현재 블록에 예측을 수행하고 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
S1001 내지 S1003은 디코딩 장치의 인터 예측부(260)에 의하여 수행될 수 있고, S1004의 레지듀얼 정보는 디코딩 장치의 엔트로피 디코딩부(210)에 의하여 비트스트림으로부터 획득될 수 있다. 디코딩 장치의 레지듀얼 처리부는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. 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)은 상기 변환 계수들에 대한 역변환을 수행하여 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있다. S1005은 디코딩 장치의 가산부(235) 또는 복원부에 의하여 수행될 수 있다.
구체적으로 디코딩 장치는 수신된 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 모드를 결정할 수 있다(S1001). 디코딩 장치는 상기 예측 정보 내의 예측 모드 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 어떤 인터 예측 모드가 적용되는지 결정할 수 있다.
예를 들어, 상기 merge flag를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 머지 모드가 적용되지 또는 (A)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 (A)MVP 모드를 포함할 수 있고, 또는 후술하는 다양한 인터 예측 모드들을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 결정된 인터 예측 모드를 기반으로 상기 현재 블록의 움직임 정보를 도출한다(S1002). 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 스킵 모드 또는 머지 모드가 적용되는 경우, 후술하는 머지 후보 리스트를 구성하고, 상기 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보들이 중 하나의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 선택은 상술한 선택 정보(merge index)를 기반으로 수행될 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출할 수 있다. 상기 선택된 머지 후보의 움직임 정보가 상기 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다.
다른 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록에 (A)MVP 모드가 적용되는 경우, 후술하는 (A)MVP 후보 리스트를 구성하고, 상기 (A)MVP 후보 리스트에 포함된 mvp (motion vector predictor) 후보들 중 선택된 mvp 후보의 움직임 벡터를 상기 현재 블록의 mvp로 이용할 수 있다. 상기 선택은 상술한 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 mvp와 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.
한편, 후술하는 바와 같이 후보 리스트 구성 없이 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있으며, 이 경우 후술하는 예측 모드에서 개시된 절차에 따라 상기 현재 블록의 움직임 정보가 도출될 수 있다. 이 경우 상술한 바와 같은 후보 리스트 구성은 생략될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 현재 블록의 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 생성할 수 있다(S1003). 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. 이 경우 후술하는 바와 같이 경우에 따라 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 전부 또는 일부에 대한 예측 샘플 필터링 절차가 더 수행될 수 있다.
예를 들어, 디코딩 장치의 인터 예측부(260)는 예측 모드 결정부(261), 움직임 정보 도출부(262), 예측 샘플 도출부(263)를 포함할 수 있으며, 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.
디코딩 장치는 수신된 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플들을 생성한다(S1004). 디코딩 장치는 상기 예측 샘플들 및 상기 레지듀얼 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록에 대한 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있다(S1005). 이후 상기 복원 픽처에 인루프 필터링 절차 등이 더 적용될 수 있음은 상술한 바와 같다.
상술한 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.
인터 예측 모드 결정 (Determination of inter prediction mode)
픽처 내 현재 블록의 예측을 위하여 다양한 인터 예측 모드가 사용될 수 있다. 예를 들어, 머지 모드, 스킵 모드, MVP 모드, 어파인(Affine) 모드 등 다양한 모드가 사용될 수 있다. DMVR (Decoder side motion vector refinement) 모드, AMVR(adaptive motion vector resolution) 모드 등이 부수적인 모드로 더 사용될 수 있다. 어파인 모드는 어파인 움직임 예측(affine motion prediction) 모드라고 불릴 수도 있다. MVP 모드는 AMVP(advanced motion vector prediction) 모드라고 불릴 수도 있다.
현재 블록의 인터 예측 모드를 가리키는 예측 모드 정보가 인코딩 장치로부터 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 비트스트림에 포함되어 디코딩 장치에 수신될 수 있다. 상기 예측 모드 정보는 다수의 후보 모드들 중 하나를 지시하는 인덱스 정보를 포함할 수 있다. 또는, 플래그 정보의 계층적 시그널링을 통하여 인터 예측 모드를 지시할 수도 있다. 이 경우 상기 예측 모드 정보는 하나 이상의 플래그들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 스킵 플래그를 시그널링하여 스킵 모드 적용 여부를 지시하고, 스킵 모드가 적용 안되는 경우에 머지 플래그를 시그널링하여 머지 모드 적용 여부를 지시하고, 머지 모드가 적용 안되는 경우에 MVP 모드 적용되는 것으로 지시하거나 추가적인 구분을 위한 플래그를 더 시그널링할 수도 있다. 어파인 모드는 독립적인 모드로 시그널링될 수도 있고, 또는 머지 모드 또는 MVP 모드 등에 종속적인 모드로 시그널링될 수도 있다. 예를 들어, 어파인 모드는 후술하는 바와 같이 머지 후보 리스트 또는 MVP 후보 리스트의 하나의 후보로 구성될 수도 있다.
움직임 정보 도출 (Derivation of motion information according to inter prediction mode)
현재 블록의 움직임 정보를 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 현재 블록에 대한 최적의 움직임 정보를 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코딩 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 위상(phase) 기반 샘플 값들의 차를 기반으로 도출할 수 있다. 예를 들어, 블록의 유사성은 현재 블록(또는 현재 블록의 템플릿)과 참조 블록(또는 참조 블록의 템플릿) 간 SAD를 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 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
머지 모드 및 스킵 모드
도 12는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 머지 모드 또는 스킵 모드에서 이용되는 주변 블록을 설명하기 위한 도면이다.
머지 모드(merge mode)가 적용되는 경우, 현재 예측 블록의 움직임 정보가 직접적으로 전송되지 않고, 주변 예측 블록의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하게 된다. 따라서, 머지 모드를 이용하였음을 알려주는 플래그 정보 및 주변의 어떤 예측 블록을 이용하였는지를 알려주는 머지 인덱스를 전송함으로써 현재 예측 블록의 움직임 정보를 지시할 수 있다.
인코더는 머지 모드를 수행하기 위해서 현재 예측 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용되는 머지 후보 블록(merge candidate block)을 탐색할 수 있다. 예를 들어, 상기 머지 후보 블록은 최대 5개까지 이용될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 그리고, 상기 머지 후보 블록의 최대 개수는 슬라이스 헤더(또는 타일 그룹 헤더)에서 전송될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 머지 후보 블록들을 찾은 후, 인코더는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있고, 이들 중 가장 작은 비용을 갖는 머지 후보 블록을 최종 머지 후보 블록으로 선택할 수 있다.
본 발명은 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. 구체적 예로, 공간적 머지 후보의 경우 도 12에 도시된 블록들을 공간적 머지 후보로 이용할 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 13을 참조하면, 코딩 장치(인코더/디코더)는 현재 블록의 공간적 주변 블록들을 탐색하여 도출된 공간적 머지 후보들을 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1301). 예를 들어, 상기 공간적 주변 블록들은 상기 현재 블록의 좌하측 코너 주변 블록, 좌측 주변 블록, 우상측 코너 주변 블록, 상측 주변 블록, 좌상측 코너 주변 블록들을 포함할 수 있다. 다만, 이는 예시로서 상술한 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. 코딩 장치는 상기 공간적 주변 블록들을 우선순위를 기반으로 탐색하여 가용한 블록들을 검출하고, 검출된 블록들의 움직임 정보를 상기 공간적 머지 후보들로 도출할 수 있다. 예를 들어, 인코더 및 디코더는 도 12에 도시된 5개의 블록들을 A1, B1, B0, A0, B2의 순서대로 탐색하여, 가용한 후보들을 순차적으로 인덱싱하여 머지 후보 리스트로 구성할 수 있다.
코딩 장치는 상기 현재 블록의 시간적 주변 블록을 탐색하여 도출된 시간적 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1302). 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, motion data compression이 적용되는 경우, 상기 col 픽처에 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 인코더에서 디코더로 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.
코딩 장치는 현재 머지 후보들의 개수가 최대 머지 후보들의 개수보다 작은지 여부를 확인할 수 있다(S1303). 상기 최대 머지 후보들의 개수는 미리 정의되거나 인코더에서 디코더로 시그널링될 수 있다. 예를 들어, 인코더는 상기 최대 머지 후보들의 개수에 관한 정보를 생성하고, 인코딩하여 비트스트림 형태로 상기 디코더로 전달할 수 있다. 상기 최대 머지 후보들의 개수가 다 채워지면 이후의 후보 추가 과정은 진행하지 않을 수 있다.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작은 경우, 코딩 장치는 추가 머지 후보를 상기 머지 후보 리스트에 삽입한다(S1304). 상기 추가 머지 후보는 예를 들어 ATMVP, combined bi-predictive 머지 후보 (현재 슬라이스의 슬라이스 타입이 B 타입인 경우) 및/또는 영벡터 머지 후보를 포함할 수 있다.
상기 확인 결과 상기 현재 머지 후보들의 개수가 상기 최대 머지 후보들의 개수보다 작지 않은 경우, 코딩 장치는 상기 머지 후보 리스트의 구성을 종료할 수 있다. 이 경우 인코더는 RD(rate-distortion) cost 기반으로 상기 머지 후보 리스트를 구성하는 머지 후보들 중 최적의 머지 후보를 선택할 수 있으며, 상기 선택된 머지 후보를 가리키는 선택 정보(ex. merge index)를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 머지 후보 리스트 및 상기 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 있음을 상술한 바와 같다. 인코더는 상기 예측 샘플들을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 샘플들을 도출할 수 있으며, 상기 레지듀얼 샘플들에 관한 레지듀얼 정보를 디코더로 시그널링할 수 있다. 디코더는 상기 제지듀얼 정보를 기반으로 도출된 레지듀얼 샘플들 및 상기 예측 샘플들을 기반으로 복원 샘플들을 생성하고, 이를 기반으로 복원 픽처를 생성할 수 있음은 상술한 바와 같다.
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.
MVP 모드
도 14는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 흐름도이다.
MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록(예를 들어, 앞서 도 12에서 설명한 주변 블록일 수 있다)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 벡터는 움직임 벡터 예측자 후보로 사용될 수 있다.
상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터 예측자 후보를 지시하는 선택 정보(ex. MVP 플래그 또는 MVP 인덱스)를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부는 상기 선택 정보를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 예측자 후보들 중에서, 현재 블록의 움직임 벡터 예측자를 선택할 수 있다. 인코딩 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. 이 때, 디코딩 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. 디코딩 장치의 예측부는 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트는 도 14에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.
ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction)
도 15 및 도 16은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction) 후보를 유도하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, ATMVP는 시간적으로 이웃하는 픽쳐의 collocated blocks의 움직임 정보에 기초하여 코딩 유닛의 서브 블록들에 대한 움직임 정보를 유도하는 방법이다. 이를 통해, 시간적 움직임 벡터 예측(Temporal Motion Vector Prediction, TMVP)의 성능을 향상시킬 수 있으며, 일반적인 또는 worst case의 복잡도를 낮출 수 있다. 본 발명에서, ATMVP는 서브 블록 기반 시간 머지 후보(subblock-based temporal merging candidate), SbTMVP로 지칭될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에서, ATMVP는 다음과 같은 과정에 의해 유도될 수 있다.
먼저, 인코더/디코더는 이웃하는 코딩 유닛이 이용 가능하고, 이용 가능한 코딩 유닛의 움직임 벡터가 현재 후보 리스트 내의 움직임 벡터와 다르면, 공간적 이웃 코딩 유닛들로부터 움직임 벡터를 추가할 수 있다. 일 예로, 도 16을 참조하면, 상술한 과정은 A1, B1, B0, A0, B2 의 순서에 따라 수행될 수 있다. 다른 일 예로, 복잡도 개선을 위하여, 상술한 과정은 고정된 위치(예를 들어, A1 위치) 블록의 움직임 벡터만을 이용하여 ATMVP를 유도할 수도 있다.
상기 인코더/디코더는, 이용 가능한 No개의 공간 후보들 중 첫 번째 움직임 벡터 후보는 collocated picture 및 각 서브 블록의 움직임 정보를 유도할 위치를 결정하기 위해 이용될 수 있다. 여기서, No는 이용가능한 공간 후보자들의 개수를 나타낸다. 만약, No가 0이면, collocated picture 및 움직임 0인 collocated position은 각 서브 블록의 움직임 정보를 유도하기 위해 이용될 수 있다.
다수의 참조 픽쳐들이 이용되는 경우, ATMVP에 있어서 서로 다른 코딩 유닛들의 collocated picture 는 같지 않을 수 있다. 현재 픽쳐 내의 서로 다른 코딩 유닛들에 대해, ATMVP 유도를 위해 서로 다른 collocated picture를 갖는다는 것은 다수의 참조 픽쳐들의 움직임 정보 필드들이 유도되어야만 한다는 것을 의미하고 이는 메모리 대역폭(bandwidth)을 증가시키기 때문에 바람직하지 않다.
따라서, 본 발명은, ATMVP를 유도할 때 동일한 collocated picture를 사용하는, 보다 단순화된 디자인을 제공한다. 예를 들어, 동일한 collocated picture 를 사용하는 방법은 슬라이스(또는 타일 그룹) 헤더에서 정의될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 일 예로, 블록 레벨에서, 이웃 블록 A의 참조 픽쳐가 collocated picture와 다르면, 이웃 블록 A의 움직임 벡터는 시간적 움직임 벡터 스케일링 방법에 기초하여 스케일링 될 수 있다. 그리고, 상기 이웃 블록 A의 스케일된 움직임 벡터는 ATMVP에서 이용될 수 있다.
도 17은 본 발명이 적용되는 일 실시예로서, ATMVP(Advanced Temporal Motion Vector Prediction) 후보를 유도하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 현재 블록의 우하단(right-bottom) 블록 또는 현재 블록의 중앙(center) 위치의 시간 이웃 블록(또는 colPB)의 움직임 벡터를 사용하는 TMVP는 화면 내 움직임을 반영하지 못하므로, 인코더/디코더는 주변 블록의 움직임 벡터가 가리키는 위치의 colPB의 움직임 벡터를 MVP로 사용할 수 있다.
예를 들어, 인코더/디코더는 도 17에 도시된 머지 후보자 구성 순서와 같이 체크하면서 가장 먼저 이용 가능한 공간 이웃 블록(spatial neighbor block)의 움직임 벡터를 찾을 수 있다. 그리고, 참조 픽쳐에서 상기 움직임 벡터가 가리키는 위치를 col-PB(즉, ATMVP 후보)로 도출할 수 있다.
또한, 상기 움직임 벡터를 각 서브 블록 단위로 대응 블록(corresponding block)의 움직임 벡터로서 사용할 수 있다. 이때, 특정 서브 블록에 움직임 벡터가 존재하지 않는 경우, 상기 대응 블록의 센터(center)에 위치한 센터 블록의 움직임 벡터를 이용 가능하지 않은 서브 블록을 위한 움직임 벡터로 사용할 수 있으며, 이를 대표 움직임 벡터로 저장할 수 있다.
Temporal motion vector data Storage reduction
본 발명의 일 실시예에서, 시간 움직임 벡터 데이터(Temporal motion vector data) 압축을 위해, 공간 후보들의 움직임 벡터 데이터에 기초하여 시간 움직임 벡터 저장(Temporal motion vector storage)을 감소시키는 방법을 제안한다.
도 18 및 도 19는 본 발명이 적용되는 일 실시예에 따른, 시간 움직임 벡터 데이터(Temporal motion vector data)를 압축하는 방법 및 이에 이용되는 공간 후보들의 위치를 예시하는 도면이다.
도 18을 참조하면, 본 발명의 실시예에서, 공간 후보(spatial candidate)가 인터 예측에 의해 예측되면, 공간 후보의 움직임 벡터는 압축을 위한 기본 움직임 벡터로 설정될 수 있다. 예를 들어, 최대 5개의 공간 후보가 기본 시간 움직임 벡터를 유도하기 위한 참조 시간 움직임 정보로 이용될 수 있다. 일 실시예로, 상기 5개의 공간 후보는 도 19에 도시된 바와 같이 설정될 수 있다.
또한, 시간 움직임 벡터 데이터는 공간 후보들의 움직임 벡터에 기초하여 압축될 수 있다. 공간 후보를 서치하는 순서는 도 18에 도시된 바와 같을 수 있다. 공간 후보들은 센터 블록(C), 좌상측 블록(TL), 우상측 블록(TR), 좌하측 블록(BL), 우하측 블록(BR)의 순서에 따라 확인될 수 있다. 이는 일실시예일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 다른 조합 가능한 순서가 적용될 수 있다.
먼저, 인코더/디코더는 센터 블록(C)이 인터 예측 되었는지 확인할 수 있다. 상기 센터 블록(C)이 인터 예측 되었다면, 인코더/디코더는 상기 센터 블록(C)의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측을 위한 기본값(default)으로 설정할 수 있다.
상기 센터 블록(C)이 인터 예측 되지 않았다면, 인코더/디코더는 좌상측 블록(TL)이 인터 예측 되었는지 확인할 수 있다. 좌상측 블록(TL)이 인터 예측 되었다면, 인코더/디코더는 인코더는 상기 좌상측 블록(TL)의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측을 위한 기본값(default)로 설정할 수 있다.
상기 좌상측 블록(TL)이 인터 예측 되지 않았다면, 인코더/디코더는 우상측 블록(TR)이 인터 예측 되었는지 확인할 수 있다. 상기 우상측 블록(TR)이 인터 예측 되었다면, 인코더/디코더는 상기 우상측 블록(TR)의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측을 위한 기본값(default)로 설정할 수 있다.
상기 우상측 블록(TR)이 인터 예측 되지 않았다면, 인코더/디코더는 좌하측 블록(BL)이 인터 예측 되었는지 확인할 수 있다. 상기 좌하측 블록(BL)이 인터 예측 되었다면, 인코더/디코더는 상기 좌하측 블록(BL)의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측을 위한 기본값(default)로 설정할 수 있다.
상기 좌하측 블록(BL)이 인터 예측 되지 않았다면, 인코더/디코더는 우하측 블록(BR)이 인터 예측 되었는지 확인할 수 있다. 상기 우하측 블록(BR)이 인터 예측 되었다면, 인코더/디코더는 상기 우하측 블록(BR)의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측을 위한 기본값(default)로 설정할 수 있다.
상기 우하측 블록(BR)이 인터 예측 되지 않았다면, 인코더/디코더는 인트라 모드를 기본(default)으로 설정할 수 있다.
위와 같은 과정을 통해, 인코더/디코더는 기본 움직임 벡터(default motion vector)를 움직임 정보로 압축할 수 있다.
적응적인 서브 블록 사이즈에 기초하여 ATMVP 를 수행하는 실시예
본 발명의 일실시예에서, 적응적인 서브 블록 사이즈에 기초하여 ATMVP를 수행하는 방법을 제안한다. 예를 들어, ATMVP 유도를 위해 이용되는 서브 블록 사이즈는 슬라이스 레벨에서 적응적으로 적용될 수 있다.
한편, 4x4 블록 단위로 ATMVP 움직임 정보가 유도된다면, 하나의 ATMVP 코딩 유닛 내에서 매 4x4 서브 블록 단위로 움직임 유도 및 움직임 보상을 수행하게 되는 문제점이 생길 수 있다.
이를 해결하기 위해, 인코더는 ATMVP 움직임 유도를 위해 이용되는 하나의 기본 서브 블록 사이즈(default sub-block size)를 시퀀스 레벨에서 디코더로 시그널링할 수 있다.
다른 일 예로, 기본 서브 블록 사이즈(default sub-block size)가 현재 슬라이스에서 이용되는 경우, 픽쳐 또는 슬라이스 레벨에서 플래그가 시그널링될 수 있다. 상기 플래그가 false 이면, ATMVP 서브 블록 사이즈는 슬라이스 헤더에서 추가적으로 시그널링 될 수 있다.
Collocated block 유도를 위한 영역을 제한하는 실시예
본 발명에 있어서, ATMVP 를 위한 Collocated block 의 영역은 현재 CTU 및 collocated picture 내 한 열(one column)의 NxN 블록을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 NxN 블록은 4x4 블록일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
만약, 머지 후보의 움직임 벡터에 의해 식별된 ATMVP Collocated block이 상기 제한된 영역의 밖에 위치하는 경우, 상기 제한된 영역 내에 위치하도록 이동될 수 있다. 예를 들어, 상기 제한된 영역 내의 가장 가까운 경계에 위치하도록 이동될 수 있다.
Subblock-based temporal merging candidate를 유도하는 실시예
본 발명의 일 실시예에서, 인코더/디코더는 공간적으로 이웃하는 블록의 움직임 정보에 기초하여 특정되는 collocated picture 내 collocated block(또는 collocated subblock)의 움직임 정보를 서브 블록 기반 시간 머지 후보(subblock-based temporal merging candidate)로서 서브 블록 머지 후보 리스트(subblock merging candidate list)에 추가할 수 있다.
본 발명에서, 공간적으로 이웃하는 블록의 움직임 정보는 시간 움직임 벡터(temporal motion vector)로 지칭될 수 있다. 실시예로서, 인코더/디코더는 현재 코딩 블록의 너비와 높이가 미리 정해진 특정 크기보다 크거나 같은 경우, 서브 블록 기반 시간 머지 후보를 유도할 수 있다. 예를 들어, 상기 미리 정해진 특정 크기는 8일 수 있다.
실시예로서, 인코더/디코더는 이용 가능한 공간 후보들 중 첫 번째 공간 후보의 움직임 정보를 시간 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 A1, B1, B0, A0의 순서로 이용 가능한 공간 후보를 탐색할 수 있다. 이때, 인코더/디코더는 이용 가능한 공간 후보들 중에서 참조 픽쳐가 collocated picture와 동일한 공간 후보를 시간 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 다른 일 예로, 인코더/디코더는 하나의 고정된 위치의 공간 후보가 이용 가능한지 확인하고, 이용 가능한 경우 해당 공간 후보의 움직임 벡터를 시간 움직임 벡터로 설정할 수 있다. 예를 들어, 상기 하나의 고정된 위치의 공간 후보는 A1 위치의 블록으로 설정될 수 있다.
또한, 인코더/디코더는 상기 시간 움직임 벡터를 이용하여 collocated picture 내 collocated block의 위치를 특정할 수 있다. 일 예로, 다음의 수학식 1이 이용될 수 있다.
여기서, ( xColCtrCb, yColCtrCb ) 는 중앙 위치의 우하측 샘플을 포함하는 collocated coding block의 top-left sample 위치를 나타내고, tempMv는 상기 시간 움직임 벡터를 나타낸다.
또한, 인코더/디코더는 서브 블록 단위로 현재 코딩 블록 내 각 서브 블록의 움직임 정보를 유도할 위치를 결정할 수 있다. 일 실시예에서, 다음의 수학식 2를 이용하여 collocated picture 내 collocated subblock의 위치가 유도될 수 있다.
여기서, ( xSb, ySb )는 현재 서브 블록의 위치를 나타낸다.
일 실시예에서, 인코더/디코더는 현재 collocated subblock이 이용 가능하지 않은 경우, 시간 움직임 벡터를 이용하여 특정되는 collocated block의 움직임 정보를 이용할 수 있다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 일 실시예로서, 종래의 영상 압축 기술에 따른 머지 후보 리스트 구성 방법을 예시하는 도면이다.
종래의 영상 압축 기술(예컨대, HEVC)에서, 머지 모드가 적용되는 경우 인코더/디코더는 후보 리스트를 구성하기 위해 공간 후보(spatial candidates), 시간 후보(temporal candidate), 조합 양-예측 후보(combined bi-prediction candidates), 제로 움직임 후보(zero motion candidate)를 이용하여 전체 후보의 개수가 5개를 만족할 때까지 순차적으로 후보 리스트에 후보를 추가한다(S1901 내지 S1904).
일 실시예에서, 인코더/디코더는 각각의 후보 별로 미리 정의된 개수만큼 후보를 추가할 수 있다. 인코더/디코더는 도 19에 도시된 바와 같이 각각의 후보를 순차적으로 고려하되 최대 개수를 만족하면 머지 후보 생성 과정을 종료할 수 있다. 일 예로, 인코더/디코더는 공간 후보로서 최대 4개의 후보를 고려할 수 있다. 또한, 인코더/디코더는 시간 후보로서 최대 1개의 후보를 고려할 수 있다. 또한, 인코더/디코더는 조합 양방향 후보로서 최대 5개의 후보를 고려할 수 있다. 또한, 인코더/디코더는 제로 움직임 후보로서 최대 5개의 후보를 고려할 수 있다. 이때, 공간 후보는 앞서 설명한 도 12에 도시된 A1, B1, B0, A0, B2 의 순서에 따라 최대 4개의 후보가 고려할 수 있다.
실시예 1
본 발명의 실시예에서, 머지 오프셋(merge offset)을 이용하여 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 생성하는 방법을 제안한다. 실시예로서, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트에 존재하는 머지 후보에 움직임 벡터 오프셋을 가산함으로써 개선된 머지 후보를 생성(도할 수 있다.
본 발명에서, 후보 리스트(머지 후보 리스트) 내 후보(또는 머지 후보)는 시드 후보(seed candidate)로 지칭될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 시드 후보는 후보 리스트(머지 후보 리스트)에 추가된 후보, 추가된 후보, 후보 리스트로 구성된 후보, 구성된 후보 등으로 지칭될 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 개선된 머지 후보 생성을 위해 미리 정의된 개수의 시드 후보가 이용될 수 있다. 본 발명에서, 설명의 편의를 위하여, 개선된 후보 생성을 위해 이용되는 시드 후보의 개수는 n_seed로 표현될 수 있다. 예를 들어, n_seed = 1인 경우, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트의 첫 번째 후보 또는 미리 정의된 위치의 1개의 후보를 개선된 후보 생성을 위한 시드 후보로 선택할 수 있다. 또는, 예를 들어, n_seed = 1이고, 미리 정의된 위치가 도 12의 A0인 경우, 인코더/디코더는 A0 위치의 후보 블록을 시드 후보로 이용할 수 있다.
또한, 예를 들어, n_seed = n인 경우, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트 내 순서(예컨대, 머지 인덱스 순서)대로 n개의 후보를 시드 후보로 이용할 수 있다. 또는, 예를 들어, n_seed = n 인 경우 미리 정의된 n개 위치의 후보를 시드 후보로 이용할 수 있다. 이후, 인코더/디코더는 시드 후보를 결정한 후, 각각의 시드 후보에 대하여 움직임 벡터 오프셋을 가산함으로써 개선된 후보를 생성할 수 있다. 또한, 본 발명에서, 개선된 머지 후보를 생성하기 위해 가산되는 움직임 벡터 오프셋은 그 명칭에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 움직임 벡터 오프셋은 머지 움직임 벡터 오프셋, 움직임 벡터 차분값, 움직임 벡터 차분값 오프셋, 머지 움직임 벡터 차분값 등으로 지칭될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 생성된 후보(또는 머지 후보)는 개선된 후보(또는 개선된 머지 후보)로 지칭될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 개선된 후보는 머지 후보, 일반 머지 후보(general merge candidate), 움직임 벡터 오프셋이 가산된 후보(또는 머지 후보), 움직임 벡터 차분값이 가산된 후보(또는 머지 후보) 등으로 지칭될 수도 있다.
도 20은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나, 본 발명의 개선된 머지 후보 생성 방법은 인코더에서도 동일하게 적용될 수 있다.
디코더는 현재 블록에 이웃하는 공간 후보 블록 및 시간 후보 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트를 구성(또는 생성)한다(S2001). 실시예로서, 인코더/디코더는 앞서 도 12 내지 도 19에서 설명한 방법을 적용하여 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다.
디코더는 상기 S2001 단계에서 구성된 머지 후보 리스트 내에서 개선된 후보 유도(refined candidate derivation)에 이용되는 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보를 선택한다(S2002). 본 발명에서, 설명의 편의를 위해 상기 특정 개수는 2개인 경우를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 1개 또는 3개 이상의 미리 정의된 개수의 후보가 선택될 수 있다. 일 예로, 디코더는 머지 후보 리스트 내 첫 번째 머지 후보 및 두 번째 머지 후보를 선택할 수 있다. 다시 말해, 디코더는 머지 후보 리스트 내에서 머지 인덱스(merge index)가 할당되는 순서상 2개의 머지 후보를 선택할 수 있다. 상기 특정 개수는 인코더와 디코더에 미리 정의될 수도 있고, 인코더로부터 디코더로 시그널링될 수도 있다. 만약, 시그널링 되는 경우, 상기 특정 개수는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set), 슬라이스 헤더(Slice Header)(또는 타일 그룹 헤더(Tile Group Header)) 등을 통해 시그널링될 수 있다.
디코더는 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보들 중에서 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 머지 후보를 결정(또는 선택)한다(S2003). 실시예로서, 디코더는 미리 정의된 특정 개수의 머지 후보들 중에서 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 머지 후보를 지시하는 신택스 요소(syntax element)를 파싱할 수 있다. 즉, 디코더는 상기 신택스 요소를 기반으로 첫 번째 머지 후보 또는 두 번째 머지 후보 중에서 개선된 머지 후보를 유도하기 위한 후보를 결정할 수 있다.
디코더는 상기 S2003 단계에서 결정된 머지 후보의 움직임 벡터에 움직임 벡터 오프셋을 가산함으로써 개선된 머지 후보를 생성(또는 유도)한다(S2004). 이때, 움직임 벡터 오프셋은 인코더로부터 시그널링될 수도 있고, 인코더와 디코더가 동일한 값을 유도할 수도 있다.
일 실시예에서, 움직임 벡터 오프셋은 정수 화소 정밀도(precision)를 가질 수도 있고, 분수 화소 정밀도를 가질 수도 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 오프셋의 정밀도(또는 기본 단위)는 1, 1/2, 1/4, 1/8 또는 1/16 등의 값을 가질 수 있다. 또는, 예를 들어, 움직임 벡터 오프셋의 정밀도는 머지 후보의 움직임 벡터와 동일한 정밀도를 가질 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 움직임 벡터 오프셋의 정밀도(또는 기본 단위)는 상위 레벨 신택스를 통해 정의(또는 시그널링)될 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 오프셋의 정밀도는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set), 슬라이스 헤더(Slice Header)(또는 타일 그룹 헤더(Tile Group Header)) 등을 통해 인코더로부터 디코더로 시그널링될 수 있다.
움직임 벡터 오프셋은 기본 단위의 정수 배의 값을 가질 수 있으며, 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
수학식 3에서, i, j는 0을 제외한 정수(자연수)이다. 그리고, p는 미리 정의된 움직임 벡터 오프셋의 기본 단위를 나타낸다.
디코더는 개선된 머지 후보의 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성한다(S2005).
일 실시예에서, 개선된 후보(또는 개선된 머지 후보)는 시드 후보와 거리상 가까운 순서대로 고려될 수 있다(또는 움직임 벡터 오프셋의 절대값이 작은 순서대로 고려될 수 있다). 전술한 바와 같이, 이용되는 개선된 후보의 개수는 상위 레벨 신택스에서 정의될 수 있으며, 이때, 머지 후보 리스트에서 최대 가능한 머지 후보의 수를 초과하지 않는 범위에서 사용될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 디코더는 움직임 벡터 오프셋을 가산한 움직임 정보를 머지 후보 리스트에 추가할 수도 있다. 개선된 후보를 머지 후보로 고려하는 경우, 디코더는 프루닝 체크(pruning check)(또는 중복 체크)를 수행하여 이미 머지 후보 리스트에 존재하는 후보와 동일하지 않은 경우에만 개선된 후보를 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 또는, 디코딩 복잡도를 고려하여 프루닝 체크 없이 개선된 후보를 머지 후보 리스트에 추가할 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 디코더는 미리 정의된 특정 순서에 개선된 후보를 고려할 수도 있다. 이때, 개선된 후보를 고려하는 위치는 1개 또는 2개 이상의 위치일 수 있다. 예를 들어, 상술한 개선된 후보를 고려하기 위한 특정 순서(또는 위치는)는 1) 공간 후보(또는 공간 이웃 블록)들 중 A1, B1, B0, A0 위치의 블록(도 12 참조)들을 순차적으로 확인한 후, 2) 공간 후보들을 확인한 후, 3) 공간 후보 및 시간 후보를 확인한 후, 4) 공간 후보, 시간 후보 및 조합 후보를 확인한 후, 또는 5) 공간 후보, 시간 후보, 조합 후보 및 제로 움직임 후보를 확인한 후일 수 있다.
또는, 예를 들어, 디코더는 개선된 후보를 고려하는 위치가 2개 이상인 경우, 공간 후보의 A1, B1, B0, A0 블록들을 확인한 후, n개의 개선된 후보를 고려하고, 시간 후보를 확인한 이후 p개의 개선된 후보를 추가적으로 고려할 수도 있다. 이때, 디코더는 시드 후보로서 동일한 후보를 각각의 위치에서 고려할 수도 있고, 각각의 위치에서 서로 다른 시드 후보를 고려할 수도 있다.
또한, 일 실시예에서, 개선된 후보를 생성하기에 앞서, 머지 후보 리스트를 구성할 수 없다면, 디코더는 개선된 후보를 구성하지 않을 수 있다. 또는, 디코더는 제로 움직임 벡터를 시드 후보로 결정하고 개선된 후보를 생성할 수 있다.
도 21은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 개선된 머지 후보를 생성하기 위하여 이용되는 움직임 벡터 오프셋을 예시하는 도면이다.
도 21은 1/2 화소 단위로 움직임 벡터 오프셋이 결정되는 경우를 가정한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 바와 같이, 움직임 벡터 오프셋의 정밀도(또는 기본 단위)는 1, 1/2, 1/4, 1/8 또는 1/16 등의 값을 가질 수 있다. 그리고, 도 21은 최대 가능한 오프셋(또는 개선된 후보)의 개수가 8개인 경우를 가정한다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며, 머지 후보 리스트 내 머지 후보에 의해 특정되는 픽셀에 인접한 여러 화소(정수 화소 또는 부화소)들이 개선된 후보로서 고려될 수 있다.
도 21을 참조하면, 점선은 1/2 화소 단위의 그리드(grid)이며, 중앙 위치의 점은 첫 번째 시드 후보(또는 첫 번째 시드 후보의 움직임 벡터가 가리키는 위치)이다. 실시예로서, X로 표시된 시드 후보에서 가장 가까운 4개의 개선된 후보가 우선적으로 고려될 수 있다. 그 다음으로 가까운 네모로 표시된 4 개의 개선된 후보가 고려될 수 있다. 일 예에서, 총 8 개의 후보 중에서 최대 머지 후보 수를 초과하지 않는 개선된 후보 수가 머지 후보로 고려될 수 있다. 또는, 시드 후보(또는 시드 후보의 움직임 벡터가 가리키는 위치)에 인접한 화소(정수 화소 또는 부화소) 또는 해당 위치를 지시하는 움직임 벡터 오프셋이 인코더에서 디코더로 전송될 수 있다.
실시예 2
본 발명의 실시예에서, 가중 평균(weighted averaging)을 이용하여 개선된 머지 후보를 생성하는 방법을 제안한다. 실시예로서, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트 내 특정 개수의 머지 후보들에 대하여 가중 평균을 수행함으로써 개선된 머지 후보를 생성(또는 유도)할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 개선된 머지 후보 생성을 위해 미리 정의된 개수의 시드 후보가 이용될 수 있다. 본 발명에서, 설명의 편의를 위해 상기 특정 개수는 2개인 경우를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 1개 또는 3개 이상의 미리 정의된 개수의 후보가 선택될 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트 내 순서대로 n개의 후보를 시드 후보로 이용할 수 있다.
본 발명에서, 후보 리스트(머지 후보 리스트) 내 후보(또는 머지 후보)는 시드 후보(seed candidate)로 지칭될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 시드 후보는 후보 리스트(머지 후보 리스트)에 추가된 후보, 추가된 후보, 후보 리스트로 구성된 후보, 구성된 후보 등으로 지칭될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 생성된 후보(또는 머지 후보)는 개선된 후보(또는 개선된 머지 후보)로 지칭될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 개선된 후보는 머지 후보, 일반 머지 후보(general merge candidate), 움직임 벡터 오프셋이 가산된 후보(또는 머지 후보), 움직임 벡터 차분값이 가산된 후보(또는 머지 후보) 등으로 지칭될 수도 있다.
일 예로, 개선된 머지 후보는 다음의 수학식 4를 이용하여 유도될 수 있다.
수학식 4에서, seed_1st 및 seed_2nd 는 각각 첫 번째 시드 후보 및 두 번째 시드 후보를 나타낸다. 그리고, w 값은 다음의 수학식 5로 표현되는 값들 중 하나일 수 있다.
즉, 디코더는 머지 후보 리스트 내에서 미리 정의된 2개의 후보 쌍을 가중 평균하여 개선된 머지 후보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 미리 정의된 쌍은 {(0,1), (0,2), (1,2), (0,3) (1, 3), (2, 3)}일 수 있다. 여기서, 숫자는 머지 후보 리스트 내 머지 인덱스(또는 머지 후보 순서)를 나타낸다. 일 실시예에서, 가중 평균된 움직임 벡터는 각각의 참조 픽쳐 리스트(또는 참조 리스트)에 대하여 개별적으로 계산될 수 있다. 만약, 두 움직임 벡터가 하나의 참조 픽쳐 리스트에서 이용 가능한 경우, 각각의 움직임 벡터가 다른 참조 픽쳐를 가리키는 경우에도 가중 평균될 수 있다.
본 실시예에서 제안하는 방법은 앞서 도 12 내지 19에서 설명한 실시예 및/또는 앞서 설명한 실시예 1에 그대로 적용될 수 있다. 앞서 설명한 실시예 1에 적용되는 경우를 예로 들면, 인코더/디코더는 공간 후보 블록 및 시간 후보 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트를 구성한 이후, 본 실시예에서 제안하는 가중 평균 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트 내 머지 후보에 움직임 벡터 오프셋을 가산함으로써 개선된 머지 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 동일한 참조 픽쳐를 포함하는 머지 후보만 시드 후보로서 고려할 수도 있다. 또는, 인코더/디코더는 특정 참조 프레임(예컨대, collocated picture)으로 스케일링한 후 가중 평균된 움직임 벡터를 개선된 머지 후보로 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 참조 프레임은 후보 각각의 참조 프레임을 사용하거나, 또는, 주변 블록에서 가장 많이 발생하는 참조 프레임을 사용할 수도 있다.
실시예 3
본 발명의 실시예에서, 평균(average)을 이용하여 개선된 머지 후보를 생성하는 방법을 제안한다. 실시예로서, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트 내 특정 개수의 머지 후보들에 대하여 평균을 수행함으로써 개선된 머지 후보를 생성(또는 유도)할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 개선된 머지 후보 생성을 위해 미리 정의된 개수의 시드 후보가 이용될 수 있다. 본 발명에서, 설명의 편의를 위해 상기 특정 개수는 2개인 경우를 위주로 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 1개 또는 3개 이상의 미리 정의된 개수의 후보가 선택될 수 있다. 예를 들어, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트 내 순서대로 n개의 후보를 시드 후보로 이용할 수 있다. 또는, 선택된 시드 후보는 이미 결정된 머지 후보 리스트 내에서 결정 가능한 조합일 수 있다. 예를 들어, 이미 결정된 머지 후보 리스트 내 후보의 수가 3 개인 경우, 2 개의 시드 후보 조합은 3개일 수 있고, 이에 기초하여 3개의 개선된 후보(또는 개선된 머지 후보)가 유도될 수 있다.
또는, 일 실시예에서, 시드 후보의 수는 n개 일 수 있으며, 상기 n 값은 시드 후보로 고려할 수 있는 후보의 개수(즉, 이미 구성된 머지 후보 리스트의 머지 후보의 개수)에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 시드 후보로 이용될 수 있는 후보의 수가 3개인 경우, n=2인 경우와 n=3인 경우가 동시에 고려될 수 있다.
본 발명에서, 후보 리스트(머지 후보 리스트) 내 후보(또는 머지 후보)는 시드 후보(seed candidate)로 지칭될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 시드 후보는 후보 리스트(머지 후보 리스트)에 추가된 후보, 추가된 후보, 후보 리스트로 구성된 후보, 구성된 후보 등으로 지칭될 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따라 생성된 후보(또는 머지 후보)는 개선된 후보(또는 개선된 머지 후보)로 지칭될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 개선된 후보는 머지 후보, 일반 머지 후보(general merge candidate), 움직임 벡터 오프셋이 가산된 후보(또는 머지 후보), 움직임 벡터 차분값이 가산된 후보(또는 머지 후보) 등으로 지칭될 수도 있다.
일 예로, 개선된 머지 후보는 다음의 수학식 6을 이용하여 유도될 수 있다.
수학식 6에서, seed_1st 및 seed_2nd 는 각각 첫 번째 시드 후보 및 두 번째 시드 후보를 나타내며, 상기 seed_1st 및 seed_2nd 는 이미 결정된 머지 후보 리스트에 있는 후보 중에서 특정 조합으로 선택될 수 있다.
즉, 디코더는 머지 후보 리스트 내에서 미리 정의된 2개의 후보 쌍을 평균하여 개선된 머지 후보를 생성할 수 있다. 예를 들어, 미리 정의된 쌍은 {(0,1), (0,2), (1,2), (0,3) (1, 3), (2, 3)}일 수 있다. 여기서, 숫자는 머지 후보 리스트 내 머지 인덱스(또는 머지 후보 순서)를 나타낸다. 일 실시예에서, 평균된 움직임 벡터는 각각의 참조 픽쳐 리스트(또는 참조 리스트)에 대하여 개별적으로 계산될 수 있다. 만약, 두 움직임 벡터가 하나의 참조 픽쳐 리스트에서 이용 가능한 경우, 각각의 움직임 벡터가 다른 참조 픽쳐를 가리키는 경우에도 평균될 수 있다.
본 실시예에서 제안하는 방법은 앞서 도 12 내지 19에서 설명한 실시예 및/또는 앞서 설명한 실시예 1에 그대로 적용될 수 있다. 앞서 설명한 실시예 1에 적용되는 경우를 예로 들면, 인코더/디코더는 공간 후보 블록 및 시간 후보 블록의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트를 구성한 이후, 본 실시예에서 제안하는 평균 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 그리고, 인코더/디코더는 머지 후보 리스트 내 머지 후보에 움직임 벡터 오프셋을 가산함으로써 개선된 머지 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 인코더/디코더는 동일한 참조 픽쳐를 포함하는 머지 후보만 시드 후보로서 고려할 수도 있다. 또는, 인코더/디코더는 특정 참조 프레임(예컨대, collocated picture)으로 스케일링한 후 평균된 움직임 벡터를 개선된 머지 후보로 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 예를 들어, 상기 특정 참조 프레임은 후보 각각의 참조 프레임을 사용하거나, 또는, 주변 블록에서 가장 많이 발생하는 참조 프레임을 사용할 수도 있다.
전술한 바와 가팅, 이상에서 설명한 본 발명의 실시예들은 설명의 편의상 각각의 실시예들을 구분하여 설명하였으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 앞서 설명한 실시예 1 내지 3에서 설명한 실시예들은 각각 독립적으로 수행될 수도 있고, 하나 이상의 여러 실시예가 조합되어 수행될 수도 있다.
도 22은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 블록을 생성하는 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 22를 참조하면, 설명의 편의를 위해 디코더를 위주로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 블록 생성 방법은 인코더와 디코더에서 동일하게 수행될 수 있다.
디코더는 현재 블록에 이웃하는 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성한다(S2201).
앞서 실시예 2에서 설명한 바와 같이, 디코더는 이전에 결정된 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 가중 평균(weighted averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.
또한, 앞서 실시예 3에서 설명한 바와 같이, 디코더는 이전에 결정된 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 평균(averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.
디코더는 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 개수의 후보들 중에서 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱한다(S2202).
앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 디코더는 상기 머지 후보 리스트 내 머지 인덱스(merge index)가 할당되는 순서상 첫 번째 후보 및 두 번째 후보 중에서, 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱할 수 있다.
디코더는 상기 제1 신택스 요소에 의해 지시되는 후보의 움직임 벡터에 움직임 벡터 오프셋(motion vector offset)을 가산함으로써 개선된 후보(refined candidate)를 유도한다(S2203).
앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋이 정수 화소 정밀도(precision)를 가지는지 또는 분수 화소 정밀도를 가지는지를 나타내는 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 기초하여 유도될 수 있다.
또한, 앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 디코더는 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱할 수 있고, 이때, 상기 제2 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(Slice Header)를 통해 전송될 수 있다.
또한, 앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 0이 아닌 정수를 곱한 값에 기초하여 유도될 수 있다.
디코더는 상기 개선된 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성한다(S2204).
도 23은 본 발명이 적용되는 실시예에 따른 인터 예측 장치를 예시하는 도면이다.
도 23에서는 설명의 편의를 위해 인터 예측부를 하나의 블록으로 도시하였으나, 인터 예측부는 인코더 및/또는 디코더에 포함되는 구성으로 구현될 수 있다.
도 23를 참조하면, 인터 예측부는 앞서 도 8내지 도 22에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인터 예측부는 머지 후보 리스트 구성부(2301), 제1 신택스 요소 파싱부(2302), 개선된 후보 유도부(2303) 및 예측 블록 생성부(2304)를 포함하여 구성될 수 있다.
머지 후보 리스트 구성부(2301)는 현재 블록에 이웃하는 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성한다.
앞서 실시예 2에서 설명한 바와 같이, 머지 후보 리스트 구성부(2301)는 이전에 결정된 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 가중 평균(weighted averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.
또한, 앞서 실시예 3에서 설명한 바와 같이, 머지 후보 리스트 구성부(2301)는 이전에 결정된 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 후보의 쌍을 평균(averaging)함으로써 생성된 후보를 상기 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다.
제1 신택스 요소 파싱부(2302)는 상기 머지 후보 리스트 내 미리 정의된 개수의 후보들 중에서 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소(syntax element)를 파싱한다.
앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 제1 신택스 요소 파싱부(2302)는 상기 머지 후보 리스트 내 머지 인덱스(merge index)가 할당되는 순서상 첫 번째 후보 및 두 번째 후보 중에서, 상기 현재 블록의 인터 예측에 적용되는 특정 후보를 지시하는 제1 신택스 요소를 파싱할 수 있다.
개선된 후보 유도부(2303)는 상기 제1 신택스 요소에 의해 지시되는 후보의 움직임 벡터에 움직임 벡터 오프셋(motion vector offset)을 가산함으로써 개선된 후보(refined candidate)를 유도한다.
*앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋이 정수 화소 정밀도(precision)를 가지는지 또는 분수 화소 정밀도를 가지는지를 나타내는 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 기초하여 유도될 수 있다.
또한, 앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 개선된 후보 유도부(2303)는 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도를 지시하는 제2 신택스 요소를 파싱할 수 있고, 이때, 상기 제2 신택스 요소는 시퀀스 파라미터 세트(Sequence Parameter Set), 픽쳐 파라미터 세트(Picture Parameter Set) 또는 슬라이스 헤더(Slice Header)를 통해 전송될 수 있다.
또한, 앞서 실시예 1에서 설명한 바와 같이, 상기 움직임 벡터 오프셋은 상기 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 0이 아닌 정수를 곱한 값에 기초하여 유도될 수 있다.
예측 블록 생성부(2304)는 상기 개선된 후보의 움직임 정보를 이용하여 상기 현재 블록의 예측 블록을 생성한다.
도 24는 본 발명이 적용되는 비디오 코딩 시스템을 나타낸다.
비디오 코딩 시스템은 소스 디바이스(source device) 및 수신 디바이스(receiving device)를 포함할 수 있다. 소스 디바이스는 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스로 전달할 수 있다.
상기 소스 디바이스는 비디오 소스(video source), 인코딩 장치(encoding apparatus), 전송부(transmitter)를 포함할 수 있다. 상기 수신 디바이스는 수신부(receiver), 디코딩 장치(decoding apparatus) 및 렌더러(renderer)를 포함할 수 있다. 상기 인코딩 장치는 비디오/영상 인코딩 장치라고 불릴 수 있고, 상기 디코딩 장치는 비디오/영상 디코딩 장치라고 불릴 수 있다. 송신기는 인코딩 장치에 포함될 수 있다. 수신기는 디코딩 장치에 포함될 수 있다. 렌더러는 디스플레이부를 포함할 수도 있고, 디스플레이부는 별개의 디바이스 또는 외부 컴포넌트로 구성될 수도 있다.
비디오 소스는 비디오/영상의 캡쳐, 합성 또는 생성 과정 등을 통하여 비디오/영상을 획득할 수 있다. 비디오 소스는 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.
인코딩 장치는 입력 비디오/영상을 인코딩할 수 있다. 인코딩 장치는 압축 및 코딩 효율을 위하여 예측, 변환, 양자화 등 일련의 절차를 수행할 수 있다. 인코딩된 데이터(인코딩된 비디오/영상 정보)는 비트스트림(bitstream) 형태로 출력될 수 있다.
전송부는 비트스트림 형태로 출력된 인코딩된 비디오/영상 정보 또는 데이터를 파일 또는 스트리밍 형태로 디지털 저장매체 또는 네트워크를 통하여 수신 디바이스의 수신부로 전달할 수 있다. 디지털 저장 매체는 USB, SD, CD, DVD, 블루레이, HDD, SSD 등 다양한 저장 매체를 포함할 수 있다. 전송부는 미리 정해진 파일 포멧을 통하여 미디어 파일을 생성하기 위한 엘리먼트를 포함할 수 있고, 방송/통신 네트워크를 통한 전송을 위한 엘레멘트를 포함할 수 있다. 수신부는 상기 비트스트림을 추출하여 디코딩 장치로 전달할 수 있다.
디코딩 장치는 인코딩 장치의 동작에 대응하는 역양자화, 역변환, 예측 등 일련의 절차를 수행하여 비디오/영상을 디코딩할 수 있다.
렌더러는 디코딩된 비디오/영상을 렌더링할 수 있다. 렌더링된 비디오/영상은 디스플레이부를 통하여 디스플레이될 수 있다.
도 25는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 컨텐츠 스트리밍 시스템 구조도를 나타낸다.
도 25를 참조하면, 본 발명이 적용되는 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 발명이 적용되는 인코딩 방법 또는 비트스트림 생성 방법에 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 한다. 사용자가 상기 웹 서버에 원하는 서비스를 요청하면, 상기 웹 서버는 이를 스트리밍 서버에 전달하고, 상기 스트리밍 서버는 사용자에게 멀티미디어 데이터를 전송한다. 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 한다.
상기 스트리밍 서버는 미디어 저장소 및/또는 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 인코딩 서버로부터 컨텐츠를 수신하게 되는 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.
상기 기술된 것과 같이, 본 발명에서 설명한 실시예들은 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 각 도면에서 도시한 기능 유닛들은 컴퓨터, 프로세서, 마이크로 프로세서, 컨트롤러 또는 칩 상에서 구현되어 수행될 수 있다.
또한, 본 발명이 적용되는 디코더 및 인코더는 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.
또한, 본 발명이 적용되는 처리 방법은 컴퓨터로 실행되는 프로그램의 형태로 생산될 수 있으며, 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 구조를 가지는 멀티미디어 데이터도 또한 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 저장 장치 및 분산 저장 장치를 포함한다. 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는, 예를 들어, 블루레이 디스크(BD), 범용 직렬 버스(USB), ROM, PROM, EPROM, EEPROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크 및 광학적 데이터 저장 장치를 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체는 반송파(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현된 미디어를 포함한다. 또한, 인코딩 방법으로 생성된 비트스트림이 컴퓨터가 판독할 수 있는 기록 매체에 저장되거나 유무선 통신 네트워크를 통해 전송될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예는 프로그램 코드에 의한 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있고, 상기 프로그램 코드는 본 발명의 실시예에 의해 컴퓨터에서 수행될 수 있다. 상기 프로그램 코드는 컴퓨터에 의해 판독가능한 캐리어 상에 저장될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 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), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.
Claims (4)
- 디코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 디코딩 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 현재 블록의 레지듀얼 정보를 획득하는 단계;
상기 현재 블록의 인터 예측 모드를 MVP(Motion Vector Prediction) 모드 및 머지 모드 중 상기 머지 모드로 결정하는 단계;
상기 현재 블록에 대한 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 기반으로 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성하는 단계;
머지 움직임 벡터 오프셋(merge motion vector offset)이 분수 픽셀 정밀도(precision)를 가지는지 여부에 대한 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보를 획득하되, 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보는 PPS(picture parameter set)로부터 획득되는 단계;
상기 머지 움직임 벡터 오프셋을 기반으로 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 도출하기 위하여 사용되는 머지 후보를 결정하되, 상기 머지 후보 리스트의 0번째 위치의 머지 후보가 상기 머지 움직임 벡터 오프셋을 기반으로 상기 개선된 머지 후보를 도출하기 위하여 사용되는 상기 머지 후보로 결정되는 단계;
상기 결정된 머지 후보의 움직임 벡터와 상기 머지 움직임 벡터 오프셋의 합과 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보를 기반으로 상기 개선된 머지 후보의 움직임 정보를 도출하는 단계;
상기 개선된 머지 후보의 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 블록을 도출하는 단계;
상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 도출하는 단계; 및
상기 예측 블록 및 상기 레지듀얼 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 복원 블록을생성하는 단계를 포함하고,
상기 공간적 후보 및 상기 시간적 후보를 포함하는 상기 머지 후보 리스트를 구성한 이후에 미리 정의된(predefined) 한 쌍(pair)의 후보들의 평균을 기반으로 생성된 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에 추가되고,
상기 한 쌍의 후보들은 상기 머지 후보 리스트의 상기 0번째 위치의 후보 및 1번째 위치의 후보이고,
상기 머지 움직임 벡터 오프셋은 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보가 나타내는 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 0이 아닌 정수를 곱한 값에 기초하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 디코딩 방법. - 인코딩 장치에 의하여 수행되는 영상 인코딩 방법에 있어서,
현재 블록의 인터 예측 모드를 MVP(Motion Vector Prediction) 모드 및 머지 모드 중 상기 머지 모드로 결정하는 단계;
상기 현재 블록에 대한 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 기반으로 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성하는 단계;
머지 움직임 벡터 오프셋(merge motion vector offset)을 기반으로 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 도출하기 위하여 사용되는 머지 후보를 결정하되, 상기 머지 후보 리스트의 0번째 위치의 머지 후보가 상기 머지 움직임 벡터 오프셋을 기반으로 상기 개선된 머지 후보를 도출하기 위하여 사용되는 상기 머지 후보로 결정되는 단계;
상기 결정된 머지 후보의 움직임 벡터와 상기 머지 움직임 벡터 오프셋의 합과 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보를 기반으로 상기 개선된 머지 후보의 움직임 정보를 도출하는 단계;
상기 개선된 머지 후보의 상기 움직임 정보를 기반으로 상기 현재 블록의 예측 블록을 도출하는 단계;
상기 현재 블록의 상기 예측 블록을 기반으로 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록을 도출하는 단계; 및
상기 머지 움직임 벡터 오프셋이 분수 픽셀 정밀도(precision)를 가지는지 여부에 대한 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보 및 상기 레지듀얼 블록에 대한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보를 생성하되, 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보는 상기 영상 정보의 PPS(picture parameter set)에 포함되는 단계를 포함하고,
상기 공간적 후보 및 상기 시간적 후보를 포함하는 상기 머지 후보 리스트를 구성한 이후에 미리 정의된(predefined) 한 쌍(pair)의 후보들의 평균을 기반으로 생성된 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에 추가되고,
상기 한 쌍의 후보들은 상기 머지 후보 리스트의 상기 0번째 위치의 후보 및 1번째 위치의 후보이고,
상기 머지 움직임 벡터 오프셋은 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보가 나타내는 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 0이 아닌 정수를 곱한 값에 기초하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 영상 인코딩 방법. - 디지털 저장 매체로서, 청구항 제2항에 기재된 영상 인코딩 방법에 의해 생성된 상기 영상 정보를 포함하는 비트스트림이 저장된, 디지털 저장 매체.
- 영상 정보에 대한 데이터를 전송하는 방법에 있어서,
머지 움직임 벡터 오프셋이 분수 픽셀 정밀도(precision)를 가지는지 여부에 대한 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보 및 상기 현재 블록의 레지듀얼 블록에 대한 레지듀얼 정보를 포함하는 영상 정보의 비트스트림을 획득하되, 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보는 상기 영상 정보의 PPS(picture parameter set)에 포함되는 단계; 및
상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보 및 상기 레지듀얼 정보를 포함하는 상기 영상 정보의 상기 비트스트림을 포함하는 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하고,
상기 현재 블록의 인터 예측 모드를 MVP(Motion Vector Prediction) 모드 및 머지 모드 중 상기 머지 모드로 결정하고, 상기 현재 블록에 대한 공간 후보(spatial candidate) 및 시간 후보(temporal candidate)의 움직임 정보를 기반으로 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 구성하고, 상기 머지 움직임 벡터 오프셋을 기반으로 개선된 머지 후보(refined merge candidate)를 도출하기 위하여 사용되는 머지 후보를 결정하되, 상기 머지 후보 리스트의 0번째 위치의 머지 후보가 상기 머지 움직임 벡터 오프셋을 기반으로 상기 개선된 머지 후보를 도출하기 위하여 사용되는 상기 머지 후보로 결정되고, 상기 결정된 머지 후보의 움직임 벡터와 상기 머지 움직임 벡터 오프셋의 합과 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보를 기반으로 상기 개선된 머지 후보의 움직임 정보를 도출하여 상기 현재 블록의 예측 블록이 도출되고,
상기 공간적 후보 및 상기 시간적 후보를 포함하는 상기 머지 후보 리스트를 구성한 이후에 미리 정의된(predefined) 한 쌍(pair)의 후보들의 평균을 기반으로 생성된 머지 후보가 상기 머지 후보 리스트에 추가되고,
상기 한 쌍의 후보들은 상기 머지 후보 리스트의 상기 0번째 위치의 후보 및 1번째 위치의 후보이고,
상기 머지 움직임 벡터 오프셋은 상기 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도 정보가 나타내는 머지 움직임 벡터 오프셋 정밀도에 0이 아닌 정수를 곱한 값에 기초하여 유도되는 것을 특징으로 하는, 방법.
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