KR20230108215A - Method for Decoder-side Motion Vector List Modification in Inter Prediction - Google Patents

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KR20230108215A
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허진
박승욱
이정경
강제원
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현대자동차주식회사
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Abstract

Disclosed is a method for modifying a decoder-side motion vector list in inter prediction. The present embodiment provides a video coding method and device. In the merge mode and advanced motion vector prediction (AMVP) mode of inter prediction, based on a template matching method or a two-way matching method, one or more of adding, pruning, and reordering candidates to the motion vector list is performed on a decoder side. The method includes the steps of decoding a candidate index; generating a candidate list; extracting a motion vector pair of a current block; and generating a prediction block of the current block.

Description

인터 예측에서 디코더측 움직임벡터 리스트 수정 방법{Method for Decoder-side Motion Vector List Modification in Inter Prediction}Method for modifying decoder-side motion vector list in inter prediction {Method for Decoder-side Motion Vector List Modification in Inter Prediction}

본 개시는 인터 예측에서 디코더측 움직임벡터 리스트 수정 방법에 관한 것이다. The present disclosure relates to a method for modifying a motion vector list at a decoder side in inter prediction.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다. The contents described below merely provide background information related to the present embodiment and do not constitute prior art.

비디오 데이터는 음성 데이터나 정지 영상 데이터 등에 비하여 많은 데이터량을 가지기 때문에, 압축을 위한 처리 없이 그 자체를 저장하거나 전송하기 위해서는 메모리를 포함하여 많은 하드웨어 자원을 필요로 한다. Since video data has a large amount of data compared to audio data or still image data, it requires a lot of hardware resources including memory to store or transmit itself without processing for compression.

따라서, 통상적으로 비디오 데이터를 저장하거나 전송할 때에는 부호화기를 사용하여 비디오 데이터를 압축하여 저장하거나 전송하며, 복호화기에서는 압축된 비디오 데이터를 수신하여 압축을 해제하고 재생한다. 이러한 비디오 압축 기술로는 H.264/AVC, HEVC(High Efficiency Video Coding) 등을 비롯하여, HEVC에 비해 약 30% 이상의 부호화 효율을 향상시킨 VVC(Versatile Video Coding)가 존재한다. Therefore, when video data is stored or transmitted, an encoder is used to compress and store or transmit the video data, and a decoder receives, decompresses, and reproduces the compressed video data. Examples of such video compression technologies include H.264/AVC, High Efficiency Video Coding (HEVC), and Versatile Video Coding (VVC), which has improved coding efficiency by about 30% or more compared to HEVC.

그러나, 영상의 크기 및 해상도, 프레임률이 점차 증가하고 있고, 이에 따라 부호화해야 하는 데이터량도 증가하고 있으므로 기존의 압축 기술보다 더 부호화 효율이 좋고 화질 개선 효과도 높은 새로운 압축 기술이 요구된다. 특히, 인터 예측에 있어서, 비디오 부호화 효율을 향상시키고 화질을 개선하기 위해, 움직임벡터 리스트의 효율적인 운용이 고려될 필요가 있다. However, since the size, resolution, and frame rate of video are gradually increasing, and the amount of data to be encoded accordingly increases, a new compression technology with higher encoding efficiency and higher picture quality improvement effect than existing compression technologies is required. In particular, in inter prediction, efficient operation of motion vector lists needs to be considered in order to improve video encoding efficiency and quality.

본 개시는, 인터 예측의 머지 모드 및 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드에 있어서, 템플릿 매칭 방법 또는 양방향 매칭 방법에 기초하여 디코더 측에서 움직임벡터 리스트에 대해 후보들을 추가, 프루닝(pruning) 및 재정렬 중 하나 이상을 수행하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.In the present disclosure, in a merge mode and an advanced motion vector prediction (AMVP) mode of inter prediction, candidates are added, pruned, and rearranged to a motion vector list at a decoder side based on a template matching method or a bidirectional matching method. An object of the present invention is to provide a video coding method and apparatus for performing one or more of the above.

본 개시의 실시예에 따르면, 영상 복호화 장치가 수행하는, 현재블록을 인터 예측하는 방법에 있어서, 비트스트림으로부터 후보 인덱스를 복호화하는 단계, 여기서, 상기 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타냄; 상기 현재블록의 주변 정보를 이용하여 상기 후보 리스트를 생성하는 단계; MBM(Multi-pass Bilateral Matching)의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 상기 후보 리스트를 수정하는 단계, 여기서, 상기 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 상기 현재블록, 두 번째 패스는 상기 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 상기 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, 상기 MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색하고, 상기 MBM 비용은, 각 패스에 대해 상기 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존함; 상기 후보 인덱스를 이용하여 상기 수정된 후보 리스트로부터 상기 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법를 제공한다. According to an embodiment of the present disclosure, in a method of inter-predicting a current block performed by a video decoding apparatus, decoding a candidate index from a bitstream, wherein the candidate index selects one of a plurality of candidates in a candidate list. Indicates, and each candidate represents a pair of motion vectors of bi-directional prediction; generating the candidate list using neighboring information of the current block; Modifying the candidate list based on multiple passes of MBM (Multi-pass Bilateral Matching) and an MBM cost, wherein a first pass among the multiple passes is the current block, and a second pass is a subroutine within the current block. block, and the third pass searches motion vector pairs for sub-blocks having a smaller size than the sub-blocks based on the MBM cost, and the MBM cost is indicated by the searched motion vector pair for each pass. depends on the difference between the two blocks; extracting a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index; and generating a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 장치가 수행하는, 현재블록을 인터 예측하는 방법에 있어서, 후보 인덱스를 결정하는 단계, 여기서, 상기 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타냄; 상기 현재블록의 주변 정보를 이용하여 상기 후보 리스트를 생성하는 단계; MBM(Multi-pass Bilateral Matching)의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 상기 후보 리스트를 수정하는 단계, 여기서, 상기 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 상기 현재블록, 두 번째 패스는 상기 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 상기 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, 상기 MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색하고, 상기 MBM 비용은, 각 패스에 대해 상기 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존함; 상기 후보 인덱스를 이용하여 상기 수정된 후보 리스트로부터 상기 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출하는 단계; 상기 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계; 및 상기 후보 인덱스를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법을 제공한다. According to another embodiment of the present disclosure, in a method of inter-predicting a current block performed by an image encoding apparatus, determining a candidate index, wherein the candidate index indicates one of a plurality of candidates in a candidate list, , each candidate represents a motion vector pair of bidirectional prediction; generating the candidate list using neighboring information of the current block; Modifying the candidate list based on multiple passes of MBM (Multi-pass Bilateral Matching) and an MBM cost, wherein a first pass among the multiple passes is the current block, and a second pass is a subroutine within the current block. block, and the third pass searches motion vector pairs for sub-blocks having a smaller size than the sub-blocks based on the MBM cost, and the MBM cost is indicated by the searched motion vector pair for each pass. depends on the difference between the two blocks; extracting a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index; generating a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair; and encoding the candidate index.

본 개시의 다른 실시예에 따르면, 영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은, 후보 인덱스를 결정하는 단계, 여기서, 상기 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타냄; 현재블록의 주변 정보를 이용하여 상기 후보 리스트를 생성하는 단계; MBM(Multi-pass Bilateral Matching)의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 상기 후보 리스트를 수정하는 단계, 여기서, 상기 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 상기 현재블록, 두 번째 패스는 상기 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 상기 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, 상기 MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색하고, 상기 MBM 비용은, 각 패스에 대해 상기 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존함; 상기 후보 인덱스를 이용하여 상기 수정된 후보 리스트로부터 상기 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출하는 단계; 상기 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계; 및 상기 후보 인덱스를 부호화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록매체를 제공한다.According to another embodiment of the present disclosure, a computer-readable recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method, the image encoding method comprising: determining a candidate index, wherein the candidate index is in a candidate list Indicates one of a plurality of candidates, and each candidate represents a motion vector pair of bi-directional prediction; generating the candidate list using neighboring information of the current block; Modifying the candidate list based on multiple passes of MBM (Multi-pass Bilateral Matching) and an MBM cost, wherein a first pass among the multiple passes is the current block, and a second pass is a subroutine within the current block. block, and the third pass searches motion vector pairs for sub-blocks having a smaller size than the sub-blocks based on the MBM cost, and the MBM cost is indicated by the searched motion vector pair for each pass. depends on the difference between the two blocks; extracting a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index; generating a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair; and encoding the candidate index.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 인터 예측의 머지 모드 및 AMVP 모드에 있어서, 템플릿 매칭 방법 또는 양방향 매칭 방법에 기초하여 디코더 측에서 움직임벡터 리스트에 대해 후보들을 추가, 프루닝 및 재정렬 중 하나 이상을 수행하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공함으로써, 비디오 부호화 효율을 향상시키고 비디오 화질을 개선하는 것이 가능해지는 효과가 있다.As described above, according to the present embodiment, in the merge mode and the AMVP mode of inter prediction, one of adding, pruning, and rearranging candidates to the motion vector list at the decoder side based on the template matching method or the bidirectional matching method. By providing a video coding method and apparatus that perform the above, there is an effect of improving video coding efficiency and improving video quality.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다.
도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 광각 인트라 예측모드들을 포함한 복수의 인트라 예측모드들을 나타낸 도면이다.
도 4는 현재블록의 주변블록에 대한 예시도이다.
도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른 아핀 움직임 예측을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 아핀 움직임 예측을 위한 조합 아핀 머지 후보들을 유도하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 아핀 AMVP 모드에서 아핀 AMVP 후보를 탐색하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할 모드에서 지원되는 삼각 분할 유형들을 나타내는 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할 모드에서 이용되는 가중치들을 나타내는 예시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, GPM 후보 리스트를 나타내는 예시도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 인트라 예측에서의 템플릿 매칭을 나타내는 예시도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시예에 따른, 양방향 예측에서의 템플릿 매칭을 나타내는 예시도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른, 양방향 매칭 AMVP-MERGE 모드를 나타내는 예시도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시예에 따른, 움직임 정보 후보 리스트를 유도하기 위한 주변 블록들을 나타내는 예시도이다.
도 16은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공간적 후보들을 유도하기 위한 주변 블록들을 나타내는 예시도이다.
도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른, 상속 아핀 AMVP 후보들의 재정렬을 포함하는, 아핀 AMVP 후보를 탐색하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 20은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 21은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다.
1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus capable of implementing the techniques of this disclosure.
2 is a diagram for explaining a method of dividing a block using a QTBTTT structure.
3A and 3B are diagrams illustrating a plurality of intra prediction modes including wide-angle intra prediction modes.
4 is an exemplary diagram of neighboring blocks of a current block.
5 is an exemplary block diagram of a video decoding apparatus capable of implementing the techniques of this disclosure.
6A and 6B are exemplary diagrams for explaining affine motion prediction according to an embodiment of the present disclosure.
7 is an exemplary diagram for explaining a method of deriving combinatorial affine merge candidates for affine motion prediction.
8 is a flowchart illustrating a process of searching for an affine AMVP candidate in an affine AMVP mode according to an embodiment of the present disclosure.
9 is an exemplary diagram illustrating triangulation types supported in a geometric segmentation mode according to an embodiment of the present disclosure.
10 is an exemplary diagram illustrating weights used in a geometric segmentation mode according to an embodiment of the present disclosure.
11 is an exemplary diagram illustrating a GPM candidate list according to an embodiment of the present disclosure.
12 is an exemplary diagram illustrating template matching in intra prediction according to an embodiment of the present disclosure.
13 is an exemplary diagram illustrating template matching in bi-directional prediction according to an embodiment of the present disclosure.
14 is an exemplary diagram illustrating a bidirectional matching AMVP-MERGE mode according to an embodiment of the present disclosure.
15 is an exemplary diagram illustrating neighboring blocks for deriving a motion information candidate list according to an embodiment of the present disclosure.
16 is an exemplary diagram illustrating neighboring blocks for deriving spatial candidates according to an embodiment of the present disclosure.
17 is a flowchart illustrating a process of searching for an affine AMVP candidate, including rearrangement of inherited affine AMVP candidates, according to an embodiment of the present disclosure.
18 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image encoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
19 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
20 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image encoding apparatus according to another embodiment of the present disclosure.
21 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image decoding apparatus according to another embodiment of the present disclosure.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 실시예들을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION Some embodiments of the present disclosure are described in detail below with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to components of each drawing, it should be noted that the same components have the same numerals as much as possible even if they are displayed on different drawings. In addition, in describing the present embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present embodiments, the detailed description will be omitted.

도 1은 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 부호화 장치에 대한 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 1의 도시를 참조하여 영상 부호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.1 is an exemplary block diagram of an image encoding apparatus capable of implementing the techniques of this disclosure. Hereinafter, with reference to the illustration of FIG. 1, an image encoding device and sub-components of the device will be described.

영상 부호화 장치는 픽처 분할부(110), 예측부(120), 감산기(130), 변환부(140), 양자화부(145), 재정렬부(150), 엔트로피 부호화부(155), 역양자화부(160), 역변환부(165), 가산기(170), 루프 필터부(180) 및 메모리(190)를 포함하여 구성될 수 있다.The image encoding apparatus includes a picture division unit 110, a prediction unit 120, a subtractor 130, a transform unit 140, a quantization unit 145, a rearrangement unit 150, an entropy encoding unit 155, and an inverse quantization unit. 160, an inverse transform unit 165, an adder 170, a loop filter unit 180, and a memory 190.

영상 부호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.Each component of the image encoding device may be implemented as hardware or software, or as a combination of hardware and software. Also, the function of each component may be implemented as software, and the microprocessor may be implemented to execute the software function corresponding to each component.

하나의 영상(비디오)은 복수의 픽처들을 포함하는 하나 이상의 시퀀스로 구성된다. 각 픽처들은 복수의 영역으로 분할되고 각 영역마다 부호화가 수행된다. 예를 들어, 하나의 픽처는 하나 이상의 타일(Tile) 및/또는 슬라이스(Slice)로 분할된다. 여기서, 하나 이상의 타일을 타일 그룹(Tile Group)으로 정의할 수 있다. 각 타일 또는/슬라이스는 하나 이상의 CTU(Coding Tree Unit)로 분할된다. 그리고 각 CTU는 트리 구조에 의해 하나 이상의 CU(Coding Unit)들로 분할된다. 각 CU에 적용되는 정보들은 CU의 신택스로서 부호화되고, 하나의 CTU에 포함된 CU들에 공통적으로 적용되는 정보는 CTU의 신택스로서 부호화된다. 또한, 하나의 슬라이스 내의 모든 블록들에 공통적으로 적용되는 정보는 슬라이스 헤더의 신택스로서 부호화되며, 하나 이상의 픽처들을 구성하는 모든 블록들에 적용되는 정보는 픽처 파라미터 셋(PPS, Picture Parameter Set) 혹은 픽처 헤더에 부호화된다. 나아가, 복수의 픽처가 공통으로 참조하는 정보들은 시퀀스 파라미터 셋(SPS, Sequence Parameter Set)에 부호화된다. 그리고, 하나 이상의 SPS가 공통으로 참조하는 정보들은 비디오 파라미터 셋(VPS, Video Parameter Set)에 부호화된다. 또한, 하나의 타일 또는 타일 그룹에 공통으로 적용되는 정보는 타일 또는 타일 그룹 헤더의 신택스로서 부호화될 수도 있다. SPS, PPS, 슬라이스 헤더, 타일 또는 타일 그룹 헤더에 포함되는 신택스들은 상위수준(high level) 신택스로 칭할 수 있다. One image (video) is composed of one or more sequences including a plurality of pictures. Each picture is divided into a plurality of areas and encoding is performed for each area. For example, one picture is divided into one or more tiles and/or slices. Here, one or more tiles may be defined as a tile group. Each tile or/slice is divided into one or more Coding Tree Units (CTUs). And each CTU is divided into one or more CUs (Coding Units) by a tree structure. Information applied to each CU is coded as a CU syntax, and information commonly applied to CUs included in one CTU is coded as a CTU syntax. In addition, information commonly applied to all blocks in one slice is coded as syntax of a slice header, and information applied to all blocks constituting one or more pictures is a picture parameter set (PPS) or picture coded in the header. Furthermore, information commonly referred to by a plurality of pictures is coded into a Sequence Parameter Set (SPS). Also, information commonly referred to by one or more SPSs is coded into a video parameter set (VPS). Also, information commonly applied to one tile or tile group may be encoded as syntax of a tile or tile group header. Syntax included in the SPS, PPS, slice header, tile or tile group header may be referred to as high level syntax.

픽처 분할부(110)는 CTU(Coding Tree Unit)의 크기를 결정한다. CTU의 크기에 대한 정보(CTU size)는 SPS 또는 PPS의 신택스로서 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. The picture divider 110 determines the size of a coding tree unit (CTU). Information on the size of the CTU (CTU size) is encoded as SPS or PPS syntax and transmitted to the video decoding apparatus.

픽처 분할부(110)는 영상을 구성하는 각 픽처(picture)를 미리 결정된 크기를 가지는 복수의 CTU(Coding Tree Unit)들로 분할한 이후에, 트리 구조(tree structure)를 이용하여 CTU를 반복적으로(recursively) 분할한다. 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. The picture division unit 110 divides each picture constituting an image into a plurality of Coding Tree Units (CTUs) having a predetermined size, and then iteratively divides the CTUs using a tree structure. Divide (recursively). A leaf node in the tree structure becomes a coding unit (CU), which is a basic unit of encoding.

트리 구조로는 상위 노드(혹은 부모 노드)가 동일한 크기의 네 개의 하위 노드(혹은 자식 노드)로 분할되는 쿼드트리(QuadTree, QT), 또는 상위 노드가 두 개의 하위 노드로 분할되는 바이너리트리(BinaryTree, BT), 또는 상위 노드가 1:2:1 비율로 세 개의 하위 노드로 분할되는 터너리트리(TernaryTree, TT), 또는 이러한 QT 구조, BT 구조 및 TT 구조 중 둘 이상을 혼용한 구조일 수 있다. 예컨대, QTBT(QuadTree plus BinaryTree) 구조가 사용될 수 있고, 또는 QTBTTT(QuadTree plus BinaryTree TernaryTree) 구조가 사용될 수 있다. 여기서, BTTT를 합쳐서 MTT(Multiple-Type Tree)라 지칭될 수 있다. As a tree structure, a quad tree (QT) in which a parent node (or parent node) is divided into four subnodes (or child nodes) of the same size, or a binary tree (BinaryTree) in which a parent node is divided into two subnodes , BT), or a TernaryTree (TT) in which a parent node is split into three subnodes at a ratio of 1:2:1, or a structure in which two or more of these QT structures, BT structures, and TT structures are mixed. there is. For example, a QuadTree plus BinaryTree (QTBT) structure may be used, or a QuadTree plus BinaryTree TernaryTree (QTBTTT) structure may be used. Here, BTTT may be combined to be referred to as MTT (Multiple-Type Tree).

도 2는 QTBTTT 구조를 이용하여 블록을 분할하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram for explaining a method of dividing a block using a QTBTTT structure.

도 2에 도시된 바와 같이, CTU는 먼저 QT 구조로 분할될 수 있다. 쿼드트리 분할은 분할 블록(splitting block)의 크기가 QT에서 허용되는 리프 노드의 최소 블록 크기(MinQTSize)에 도달할 때까지 반복될 수 있다. QT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. QT의 리프 노드가 BT에서 허용되는 루트 노드의 최대 블록 크기(MaxBTSize)보다 크지 않은 경우, BT 구조 또는 TT 구조 중 어느 하나 이상으로 더 분할될 수 있다. BT 구조 및/또는 TT 구조에서는 복수의 분할 방향이 존재할 수 있다. 예컨대, 해당 노드의 블록이 가로로 분할되는 방향과 세로로 분할되는 방향 두 가지가 존재할 수 있다. 도 2의 도시와 같이, MTT 분할이 시작되면, 노드들이 분할되었는지 여부를 지시하는 제2 플래그(mtt_split_flag)와, 분할이 되었다면 추가적으로 분할 방향(vertical 혹은 horizontal)을 나타내는 플래그 및/또는 분할 타입(Binary 혹은 Ternary)을 나타내는 플래그가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다.As shown in FIG. 2, the CTU may first be divided into QT structures. Quadtree splitting can be repeated until the size of the splitting block reaches the minimum block size (MinQTSize) of leaf nodes allowed by QT. A first flag (QT_split_flag) indicating whether each node of the QT structure is split into four nodes of a lower layer is encoded by the entropy encoder 155 and signaled to the video decoding device. If the leaf node of QT is not larger than the maximum block size (MaxBTSize) of the root node allowed in BT, it may be further divided into either a BT structure or a TT structure. A plurality of division directions may exist in the BT structure and/or the TT structure. For example, there may be two directions in which blocks of the corresponding node are divided horizontally and vertically. As shown in FIG. 2, when MTT splitting starts, a second flag (mtt_split_flag) indicating whether nodes are split, and if split, a flag indicating additional split direction (vertical or horizontal) and/or split type (Binary or Ternary) is encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding apparatus.

대안적으로, 각 노드가 하위 레이어의 4개의 노드들로 분할되는지 여부를 지시하는 제1 플래그(QT_split_flag)를 부호화하기에 앞서, 그 노드가 분할되는지 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)가 부호화될 수도 있다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할되지 않았음을 지시하는 경우, 해당 노드의 블록이 분할 트리 구조에서의 리프 노드(leaf node)가 되어 부호화의 기본 단위인 CU(coding unit)가 된다. CU 분할 플래그(split_cu_flag) 값이 분할됨을 지시하는 경우, 영상 부호화 장치는 전술한 방식으로 제1 플래그부터 부호화를 시작한다.Alternatively, prior to coding the first flag (QT_split_flag) indicating whether each node is split into four nodes of a lower layer, a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the node is split is coded. It could be. When the value of the CU split flag (split_cu_flag) indicates that it is not split, the block of the corresponding node becomes a leaf node in the split tree structure and becomes a coding unit (CU), which is a basic unit of encoding. When the value of the CU split flag (split_cu_flag) indicates splitting, the video encoding apparatus starts encoding from the first flag in the above-described manner.

트리 구조의 다른 예시로서 QTBT가 사용되는 경우, 해당 노드의 블록을 동일 크기의 두 개 블록으로 가로로 분할하는 타입(즉, symmetric horizontal splitting)과 세로로 분할하는 타입(즉, symmetric vertical splitting) 두 가지가 존재할 수 있다. BT 구조의 각 노드가 하위 레이어의 블록으로 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할되는 타입을 지시하는 분할 타입 정보가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다. 한편, 해당 노드의 블록을 서로 비대칭 형태의 두 개의 블록으로 분할하는 타입이 추가로 더 존재할 수도 있다. 비대칭 형태에는 해당 노드의 블록을 1:3의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록으로 분할하는 형태가 포함될 수 있고, 혹은 해당 노드의 블록을 대각선 방향으로 분할하는 형태가 포함될 수도 있다.As another example of a tree structure, when QTBT is used, the block of the corresponding node is divided into two blocks of the same size horizontally (i.e., symmetric horizontal splitting) and the type that splits vertically (i.e., symmetric vertical splitting). Branches may exist. A split flag (split_flag) indicating whether each node of the BT structure is split into blocks of a lower layer and split type information indicating a split type are encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the video decoding device. Meanwhile, a type in which a block of a corresponding node is divided into two blocks having an asymmetric shape may additionally exist. The asymmetric form may include a form in which the block of the corresponding node is divided into two rectangular blocks having a size ratio of 1:3, or a form in which the block of the corresponding node is divided in a diagonal direction may be included.

CU는 CTU로부터의 QTBT 또는 QTBTTT 분할에 따라 다양한 크기를 가질 수 있다. 이하에서는, 부호화 또는 복호화하고자 하는 CU(즉, QTBTTT의 리프 노드)에 해당하는 블록을 '현재블록'이라 칭한다. QTBTTT 분할의 채용에 따라, 현재블록의 모양은 정사각형뿐만 아니라 직사각형일 수도 있다.A CU can have various sizes depending on the QTBT or QTBTTT split from the CTU. Hereinafter, a block corresponding to a CU to be encoded or decoded (ie, a leaf node of QTBTTT) is referred to as a 'current block'. Depending on the adoption of the QTBTTT division, the shape of the current block may be rectangular as well as square.

예측부(120)는 현재블록을 예측하여 예측블록을 생성한다. 예측부(120)는 인트라 예측부(122)와 인터 예측부(124)를 포함한다. The prediction unit 120 predicts a current block and generates a prediction block. The prediction unit 120 includes an intra prediction unit 122 and an inter prediction unit 124 .

일반적으로, 픽처 내 현재블록들은 각각 예측적으로 코딩될 수 있다. 일반적으로 현재블록의 예측은 (현재블록을 포함하는 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인트라 예측 기술 또는 (현재블록을 포함하는 픽처 이전에 코딩된 픽처로부터의 데이터를 사용하는) 인터 예측 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 인터 예측은 단방향 예측과 양방향 예측 모두를 포함한다.In general, each current block in a picture can be coded predictively. In general, prediction of a current block uses an intra-prediction technique (using data from a picture containing the current block) or an inter-prediction technique (using data from a picture coded before the picture containing the current block). can be performed Inter prediction includes both uni-prediction and bi-prediction.

인트라 예측부(122)는 현재블록이 포함된 현재 픽처 내에서 현재블록의 주변에 위치한 픽셀(참조 픽셀)들을 이용하여 현재블록 내의 픽셀들을 예측한다. 예측 방향에 따라 복수의 인트라 예측모드가 존재한다. 예컨대, 도 3a에서 보는 바와 같이, 복수의 인트라 예측모드는 planar 모드와 DC 모드를 포함하는 2개의 비방향성 모드와 65개의 방향성 모드를 포함할 수 있다. 각 예측모드에 따라 사용할 주변 픽셀과 연산식이 다르게 정의된다.The intra predictor 122 predicts pixels in the current block using pixels (reference pixels) located around the current block in the current picture including the current block. A plurality of intra prediction modes exist according to the prediction direction. For example, as shown in FIG. 3A, the plurality of intra prediction modes may include two non-directional modes including a planar mode and a DC mode and 65 directional modes. Depending on each prediction mode, the neighboring pixels to be used and the arithmetic expression are defined differently.

직사각형 모양의 현재블록에 대한 효율적인 방향성 예측을 위해, 도 3b에 점선 화살표로 도시된 방향성 모드들(67 ~ 80번, -1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)이 추가로 사용될 수 있다. 이들은 "광각 인트라 예측모드들(wide angle intra-prediction modes)"로 지칭될 수 있다. 도 3b에서 화살표들은 예측에 사용되는 대응하는 참조샘플들을 가리키는 것이며, 예측 방향을 나타내는 것이 아니다. 예측 방향은 화살표가 가리키는 방향과 반대이다. 광각 인트라 예측모드들은 현재블록이 직사각형일 때 추가적인 비트 전송 없이 특정 방향성 모드를 반대방향으로 예측을 수행하는 모드이다. 이때 광각 인트라 예측모드들 중에서, 직사각형의 현재블록의 너비와 높이의 비율에 의해, 현재블록에 이용 가능한 일부 광각 인트라 예측모드들이 결정될 수 있다. 예컨대, 45도보다 작은 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(67 ~ 80번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 높이가 너비보다 작은 직사각형 형태일 때 이용 가능하고, -135도보다 큰 각도를 갖는 광각 인트라 예측모드들(-1 ~ -14 번 인트라 예측모드들)은 현재블록이 너비가 높이보다 큰 직사각형 형태일 때 이용 가능하다.For efficient directional prediction of the rectangular current block, directional modes (numbers 67 to 80 and -1 to -14 intra prediction modes) indicated by dotted arrows in FIG. 3B may be additionally used. These may be referred to as “wide angle intra-prediction modes”. In FIG. 3B , arrows indicate corresponding reference samples used for prediction and do not indicate prediction directions. The prediction direction is opposite to the direction the arrow is pointing. Wide-angle intra prediction modes are modes that perform prediction in the opposite direction of a specific directional mode without additional bit transmission when the current block is rectangular. At this time, among the wide-angle intra prediction modes, some wide-angle intra prediction modes usable for the current block may be determined by the ratio of the width and height of the rectangular current block. For example, wide-angle intra prediction modes (67 to 80 intra prediction modes) having an angle smaller than 45 degrees are usable when the current block has a rectangular shape with a height smaller than a width, and a wide angle having an angle greater than -135 degrees. Intra prediction modes (-1 to -14 intra prediction modes) are available when the current block has a rectangular shape where the width is greater than the height.

인트라 예측부(122)는 현재블록을 부호화하는데 사용할 인트라 예측모드를 결정할 수 있다. 일부 예들에서, 인트라 예측부(122)는 여러 인트라 예측모드들을 사용하여 현재블록을 인코딩하고, 테스트된 모드들로부터 사용할 적절한 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 인트라 예측부(122)는 여러 테스트된 인트라 예측모드들에 대한 비트율 왜곡(rate-distortion) 분석을 사용하여 비트율 왜곡 값들을 계산하고, 테스트된 모드들 중 최선의 비트율 왜곡 특징들을 갖는 인트라 예측모드를 선택할 수도 있다.The intra prediction unit 122 may determine an intra prediction mode to be used for encoding the current block. In some examples, the intra prediction unit 122 may encode the current block using several intra prediction modes and select an appropriate intra prediction mode to be used from the tested modes. For example, the intra predictor 122 calculates rate-distortion values using rate-distortion analysis for several tested intra-prediction modes, and has the best rate-distortion characteristics among the tested modes. Intra prediction mode can also be selected.

인트라 예측부(122)는 복수의 인트라 예측모드 중에서 하나의 인트라 예측모드를 선택하고, 선택된 인트라 예측모드에 따라 결정되는 주변 픽셀(참조 픽셀)과 연산식을 사용하여 현재블록을 예측한다. 선택된 인트라 예측모드에 대한 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.The intra prediction unit 122 selects one intra prediction mode from among a plurality of intra prediction modes, and predicts a current block using neighboring pixels (reference pixels) determined according to the selected intra prediction mode and an arithmetic expression. Information on the selected intra prediction mode is encoded by the entropy encoder 155 and transmitted to the video decoding apparatus.

인터 예측부(124)는 움직임 보상 과정을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 인터 예측부(124)는 현재 픽처보다 먼저 부호화 및 복호화된 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하고, 그 탐색된 블록을 이용하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고, 현재 픽처 내의 현재블록과 참조픽처 내의 예측블록 간의 변위(displacement)에 해당하는 움직임벡터(Motion Vector: MV)를 생성한다. 일반적으로, 움직임 추정은 루마(luma) 성분에 대해 수행되고, 루마 성분에 기초하여 계산된 움직임벡터는 루마 성분 및 크로마 성분 모두에 대해 사용된다. 현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처에 대한 정보 및 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.The inter prediction unit 124 generates a prediction block for a current block using a motion compensation process. The inter-prediction unit 124 searches for a block most similar to the current block in the encoded and decoded reference picture prior to the current picture, and generates a prediction block for the current block using the searched block. Then, a motion vector (MV) corresponding to displacement between the current block in the current picture and the prediction block in the reference picture is generated. In general, motion estimation is performed on a luma component, and a motion vector calculated based on the luma component is used for both the luma component and the chroma component. Motion information including reference picture information and motion vector information used to predict the current block is encoded by the entropy encoding unit 155 and transmitted to the video decoding apparatus.

인터 예측부(124)는, 예측의 정확성을 높이기 위해, 참조픽처 또는 참조 블록에 대한 보간을 수행할 수도 있다. 즉, 연속한 두 정수 샘플 사이의 서브 샘플들은 그 두 정수 샘플을 포함한 연속된 복수의 정수 샘플들에 필터 계수들을 적용하여 보간된다. 보간된 참조픽처에 대해서 현재블록과 가장 유사한 블록을 탐색하는 과정을 수행하면, 움직임벡터는 정수 샘플 단위의 정밀도(precision)가 아닌 소수 단위의 정밀도까지 표현될 수 있다. 움직임벡터의 정밀도 또는 해상도(resolution)는 부호화하고자 하는 대상 영역, 예컨대, 슬라이스, 타일, CTU, CU 등의 단위마다 다르게 설정될 수 있다. 이와 같은 적응적 움직임벡터 해상도(Adaptive Motion Vector Resolution: AMVR)가 적용되는 경우 각 대상 영역에 적용할 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 대상 영역마다 시그널링되어야 한다. 예컨대, 대상 영역이 CU인 경우, 각 CU마다 적용된 움직임벡터 해상도에 대한 정보가 시그널링된다. 움직임벡터 해상도에 대한 정보는 후술할 차분 움직임벡터의 정밀도를 나타내는 정보일 수 있다.The inter-prediction unit 124 may perform interpolation on a reference picture or reference block in order to increase prediction accuracy. That is, subsamples between two consecutive integer samples are interpolated by applying filter coefficients to a plurality of consecutive integer samples including the two integer samples. When a process of searching for a block most similar to the current block is performed for the interpolated reference picture, the motion vector can be expressed with precision of decimal units instead of integer sample units. The precision or resolution of the motion vector may be set differently for each unit of a target region to be encoded, for example, a slice, tile, CTU, or CU. When such adaptive motion vector resolution (AMVR) is applied, information on motion vector resolution to be applied to each target region must be signaled for each target region. For example, when the target region is a CU, information on motion vector resolution applied to each CU is signaled. Information on the motion vector resolution may be information indicating the precision of differential motion vectors, which will be described later.

한편, 인터 예측부(124)는 양방향 예측(bi-prediction)을 이용하여 인터 예측을 수행할 수 있다. 양방향 예측의 경우, 두 개의 참조픽처와 각 참조픽처 내에서 현재블록과 가장 유사한 블록 위치를 나타내는 두 개의 움직임벡터가 이용된다. 인터 예측부(124)는 참조픽처 리스트 0(RefPicList0) 및 참조픽처 리스트 1(RefPicList1)로부터 각각 제1 참조픽처 및 제2 참조픽처를 선택하고, 각 참조픽처 내에서 현재블록과 유사한 블록을 탐색하여 제1 참조블록과 제2 참조블록을 생성한다. 그리고, 제1 참조블록과 제2 참조블록을 평균 또는 가중 평균하여 현재블록에 대한 예측블록을 생성한다. 그리고 현재블록을 예측하기 위해 사용한 두 개의 참조픽처에 대한 정보 및 두 개의 움직임벡터에 대한 정보를 포함하는 움직임 정보를 부호화부(150)로 전달한다. 여기서, 참조픽처 리스트 0은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이전의 픽처들로 구성되고, 참조픽처 리스트 1은 기복원된 픽처들 중 디스플레이 순서에서 현재 픽처 이후의 픽처들로 구성될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 디스플레이 순서 상으로 현재 픽처 이후의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 0에 추가로 더 포함될 수 있고, 역으로 현재 픽처 이전의 기복원 픽처들이 참조픽처 리스트 1에 추가로 더 포함될 수도 있다.Meanwhile, the inter prediction unit 124 may perform inter prediction using bi-prediction. In the case of bi-directional prediction, two reference pictures and two motion vectors representing positions of blocks most similar to the current block within each reference picture are used. The inter prediction unit 124 selects a first reference picture and a second reference picture from reference picture list 0 (RefPicList0) and reference picture list 1 (RefPicList1), respectively, and searches for a block similar to the current block within each reference picture. A first reference block and a second reference block are generated. Then, a prediction block for the current block is generated by averaging or weighted averaging the first reference block and the second reference block. Further, motion information including information on two reference pictures used to predict the current block and information on two motion vectors is delivered to the encoder 150. Here, reference picture list 0 may include pictures prior to the current picture in display order among restored pictures, and reference picture list 1 may include pictures after the current picture in display order among restored pictures. there is. However, it is not necessarily limited to this, and in order of display, ups and downs pictures subsequent to the current picture may be additionally included in reference picture list 0, and conversely, ups and downs pictures prior to the current picture may be additionally included in reference picture list 1. may also be included.

움직임 정보를 부호화하는 데에 소요되는 비트량을 최소화하기 위해 다양한 방법이 사용될 수 있다. Various methods may be used to minimize the amount of bits required to encode motion information.

예컨대, 현재블록의 참조픽처와 움직임벡터가 주변블록의 참조픽처 및 움직임벡터와 동일한 경우에는 그 주변블록을 식별할 수 있는 정보를 부호화함으로써, 현재블록의 움직임 정보를 영상 복호화 장치로 전달할 수 있다. 이러한 방법을 '머지 모드(merge mode)'라 한다.For example, when the reference picture and motion vector of the current block are the same as those of the neighboring block, the motion information of the current block can be delivered to the video decoding apparatus by encoding information capable of identifying the neighboring block. This method is called 'merge mode'.

머지 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들로부터 기 결정된 개수의 머지 후보블록(이하, '머지 후보'라 함)들을 선택한다. In the merge mode, the inter prediction unit 124 selects a predetermined number of merge candidate blocks (hereinafter referred to as 'merge candidates') from neighboring blocks of the current block.

머지 후보를 유도하기 위한 주변블록으로는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 머지 후보로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 머지 후보로서 추가로 더 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 선정된 머지 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 머지 후보에 추가한다. Neighboring blocks for deriving merge candidates include a left block (A0), a lower left block (A1), an upper block (B0), and an upper right block (B1) adjacent to the current block in the current picture, as shown in FIG. ), and all or part of the upper left block A2 may be used. Also, a block located in a reference picture (which may be the same as or different from a reference picture used to predict the current block) other than the current picture in which the current block is located may be used as a merge candidate. For example, a block co-located with the current block in the reference picture or blocks adjacent to the co-located block may be additionally used as a merge candidate. If the number of merge candidates selected by the method described above is less than the preset number, a 0 vector is added to the merge candidates.

인터 예측부(124)는 이러한 주변블록들을 이용하여 기 결정된 개수의 머지 후보를 포함하는 머지 리스트를 구성한다. 머지 리스트에 포함된 머지 후보들 중에서 현재블록의 움직임정보로서 사용할 머지 후보를 선택하고 선택된 후보를 식별하기 위한 머지 인덱스 정보를 생성한다. 생성된 머지 인덱스 정보는 부호화부(150)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 전달된다.The inter prediction unit 124 constructs a merge list including a predetermined number of merge candidates using these neighboring blocks. Among the merge candidates included in the merge list, a merge candidate to be used as motion information of the current block is selected, and merge index information for identifying the selected candidate is generated. The generated merge index information is encoded by the encoder 150 and transmitted to the video decoding apparatus.

머지 스킵(merge skip) 모드는 머지 모드의 특별한 경우로서, 양자화를 수행한 후, 엔트로피 부호화를 위한 변환 계수가 모두 영(zero)에 가까울 때, 잔차신호들의 전송 없이 주변블록 선택 정보만을 전송한다. 머지 스킵 모드를 이용함으로써, 움직임이 적은 영상, 정지 영상, 스크린 콘텐츠 영상 등에서 상대적으로 높은 부호화 효율을 달성할 수 있다. Merge skip mode is a special case of merge mode. After performing quantization, when all transform coefficients for entropy encoding are close to zero, only neighboring block selection information is transmitted without transmitting residual signals. By using the merge skip mode, it is possible to achieve a relatively high encoding efficiency in low-motion images, still images, screen content images, and the like.

이하, 머지 모드와 머지 스킵 모드를 통칭하여, 머지/스킵 모드로 나타낸다. Hereinafter, merge mode and merge skip mode are collectively referred to as merge/skip mode.

움직임 정보를 부호화하기 위한 또 다른 방법은 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드이다.Another method for encoding motion information is Advanced Motion Vector Prediction (AMVP) mode.

AMVP 모드에서, 인터 예측부(124)는 현재블록의 주변블록들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터 후보들을 유도한다. 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로는, 도 4에 도시된 현재 픽처 내에서 현재블록에 인접한 좌측블록(A0), 좌하단블록(A1), 상단블록(B0), 우상단블록(B1), 및 좌상단블록(A2) 중에서 전부 또는 일부가 사용될 수 있다. 또한, 현재블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내에 위치한 블록이 예측 움직임벡터 후보들을 유도하기 위해 사용되는 주변블록으로서 사용될 수도 있다. 예컨대, 참조픽처 내에서 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(collocated block) 또는 그 동일 위치의 블록에 인접한 블록들이 사용될 수 있다. 이상에서 기술된 방법에 의해 움직임벡터 후보의 개수가 기설정된 개수보다 작으면, 0 벡터를 움직임벡터 후보에 추가한다. In the AMVP mode, the inter prediction unit 124 derives predictive motion vector candidates for the motion vector of the current block using neighboring blocks of the current block. Neighboring blocks used to derive predictive motion vector candidates include a left block A0, a lower left block A1, an upper block B0, and an upper right block adjacent to the current block in the current picture shown in FIG. B1), and all or part of the upper left block (A2) may be used. In addition, a block located in a reference picture (which may be the same as or different from the reference picture used to predict the current block) other than the current picture where the current block is located will be used as a neighboring block used to derive motion vector candidates. may be For example, a collocated block co-located with the current block within the reference picture or blocks adjacent to the collocated block may be used. If the number of motion vector candidates is smaller than the preset number according to the method described above, a 0 vector is added to the motion vector candidates.

인터 예측부(124)는 이 주변블록들의 움직임벡터를 이용하여 예측 움직임벡터 후보들을 유도하고, 예측 움직임벡터 후보들을 이용하여 현재블록의 움직임벡터에 대한 예측 움직임벡터를 결정한다. 그리고, 현재블록의 움직임벡터로부터 예측 움직임벡터를 감산하여 차분 움직임벡터를 산출한다. The inter-prediction unit 124 derives predicted motion vector candidates using the motion vectors of the neighboring blocks, and determines a predicted motion vector for the motion vector of the current block using the predicted motion vector candidates. Then, a differential motion vector is calculated by subtracting the predicted motion vector from the motion vector of the current block.

예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들에 기 정의된 함수(예컨대, 중앙값, 평균값 연산 등)를 적용하여 구할 수 있다. 이 경우, 영상 복호화 장치도 기 정의된 함수를 알고 있다. 또한, 예측 움직임벡터 후보를 유도하기 위해 사용하는 주변블록은 이미 부호화 및 복호화가 완료된 블록이므로 영상 복호화 장치도 그 주변블록의 움직임벡터도 이미 알고 있다. 그러므로 영상 부호화 장치는 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보를 부호화할 필요가 없다. 따라서, 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보와 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보가 부호화된다.The predicted motion vector may be obtained by applying a predefined function (eg, median value, average value operation, etc.) to predicted motion vector candidates. In this case, the video decoding apparatus also knows the predefined function. In addition, since a neighboring block used to derive a predicted motion vector candidate is a block that has already been encoded and decoded, the video decoding apparatus also knows the motion vector of the neighboring block. Therefore, the video encoding apparatus does not need to encode information for identifying a predictive motion vector candidate. Therefore, in this case, information on differential motion vectors and information on reference pictures used to predict the current block are encoded.

한편, 예측 움직임벡터는 예측 움직임벡터 후보들 중 어느 하나를 선택하는 방식으로 결정될 수도 있다. 이 경우에는 차분 움직임벡터에 대한 정보 및 현재블록을 예측하기 위해 사용한 참조픽처에 대한 정보와 함께, 선택된 예측 움직임벡터 후보를 식별하기 위한 정보가 추가로 부호화된다.Meanwhile, the predicted motion vector may be determined by selecting one of the predicted motion vector candidates. In this case, along with information on differential motion vectors and information on reference pictures used to predict the current block, information for identifying the selected predictive motion vector candidate is additionally encoded.

감산기(130)는 현재블록으로부터 인트라 예측부(122) 또는 인터 예측부(124)에 의해 생성된 예측블록을 감산하여 잔차블록을 생성한다.The subtractor 130 subtracts the prediction block generated by the intra prediction unit 122 or the inter prediction unit 124 from the current block to generate a residual block.

변환부(140)는 공간 영역의 픽셀 값들을 가지는 잔차블록 내의 잔차신호를 주파수 도메인의 변환 계수로 변환한다. 변환부(140)는 잔차블록의 전체 크기를 변환 단위로 사용하여 잔차블록 내의 잔차신호들을 변환할 수 있으며, 또는 잔차블록을 복수 개의 서브블록으로 분할하고 그 서브블록을 변환 단위로 사용하여 변환을 할 수도 있다. 또는, 변환 영역 및 비변환 영역인 두 개의 서브블록으로 구분하여, 변환 영역 서브블록만 변환 단위로 사용하여 잔차신호들을 변환할 수 있다. 여기서, 변환 영역 서브블록은 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:1의 크기 비율을 가지는 두 개의 직사각형 블록 중 하나일 수 있다. 이런 경우, 서브블록 만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)가 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. 또한, 변환 영역 서브블록의 크기는 가로축 (혹은 세로축) 기준 1:3의 크기 비율을 가질 수 있으며, 이런 경우 해당 분할을 구분하는 플래그(cu_sbt_quad_flag)가 추가적으로 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. The transform unit 140 transforms the residual signal in the residual block having pixel values in the spatial domain into transform coefficients in the frequency domain. The transform unit 140 may transform residual signals in the residual block by using the entire size of the residual block as a transform unit, or divide the residual block into a plurality of subblocks and use the subblocks as a transform unit to perform transformation. You may. Alternatively, the residual signals may be divided into two subblocks, a transform region and a non-transform region, and transform the residual signals using only the transform region subblock as a transform unit. Here, the transformation region subblock may be one of two rectangular blocks having a size ratio of 1:1 based on a horizontal axis (or a vertical axis). In this case, a flag (cu_sbt_flag) indicating that only subblocks have been transformed, directional (vertical/horizontal) information (cu_sbt_horizontal_flag), and/or location information (cu_sbt_pos_flag) are encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device. do. In addition, the size of the transform region subblock may have a size ratio of 1:3 based on the horizontal axis (or vertical axis), and in this case, a flag (cu_sbt_quad_flag) for distinguishing the corresponding division is additionally encoded by the entropy encoder 155 to obtain an image It is signaled to the decryption device.

한편, 변환부(140)는 잔차블록에 대해 가로 방향과 세로 방향으로 개별적으로 변환을 수행할 수 있다. 변환을 위해, 다양한 타입의 변환 함수 또는 변환 행렬이 사용될 수 있다. 예컨대, 가로 방향 변환과 세로 방향 변환을 위한 변환 함수의 쌍을 MTS(Multiple Transform Set)로 정의할 수 있다. 변환부(140)는 MTS 중 변환 효율이 가장 좋은 하나의 변환 함수 쌍을 선택하고 가로 및 세로 방향으로 각각 잔차블록을 변환할 수 있다. MTS 중에서 선택된 변환 함수 쌍에 대한 정보(mts_idx)는 엔트로피 부호화부(155)에 의해 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링된다. Meanwhile, the transform unit 140 may individually transform the residual block in the horizontal direction and the vertical direction. For the transformation, various types of transformation functions or transformation matrices may be used. For example, a pair of transformation functions for horizontal transformation and vertical transformation may be defined as a multiple transform set (MTS). The transform unit 140 may select one transform function pair having the highest transform efficiency among the MTS and transform the residual blocks in the horizontal and vertical directions, respectively. Information (mts_idx) on a pair of transform functions selected from the MTS is encoded by the entropy encoding unit 155 and signaled to the video decoding device.

양자화부(145)는 변환부(140)로부터 출력되는 변환 계수들을 양자화 파라미터를 이용하여 양자화하고, 양자화된 변환 계수들을 엔트로피 부호화부(155)로 출력한다. 양자화부(145)는, 어떤 블록 혹은 프레임에 대해, 변환 없이, 관련된 잔차 블록을 곧바로 양자화할 수도 있다. 양자화부(145)는 변환블록 내의 변환 계수들의 위치에 따라 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 2차원으로 배열된 양자화된 변환 계수들에 적용되는 양자화 행렬은 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다. The quantization unit 145 quantizes transform coefficients output from the transform unit 140 using a quantization parameter, and outputs the quantized transform coefficients to the entropy encoding unit 155 . The quantization unit 145 may directly quantize a related residual block without transformation for a certain block or frame. The quantization unit 145 may apply different quantization coefficients (scaling values) according to positions of transform coefficients in the transform block. A quantization matrix applied to the two-dimensionally arranged quantized transform coefficients may be coded and signaled to the video decoding apparatus.

재정렬부(150)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.The rearrangement unit 150 may rearrange the coefficient values of the quantized residual values.

재정렬부(150)는 계수 스캐닝(coefficient scanning)을 이용하여 2차원의 계수 어레이를 1차원의 계수 시퀀스로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(150)에서는 지그-재그 스캔(zig-zag scan) 또는 대각선 스캔(diagonal scan)을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원의 계수 시퀀스를 출력할 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 계수 어레이를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측모드에 따라 지그-재그 스캔, 대각선 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중에서 사용될 스캔 방법이 결정될 수도 있다.The reordering unit 150 may change a 2D coefficient array into a 1D coefficient sequence using coefficient scanning. For example, the reordering unit 150 may output a one-dimensional coefficient sequence by scanning DC coefficients to coefficients in a high frequency region using a zig-zag scan or a diagonal scan. . Depending on the size of the transformation unit and intra prediction mode, instead of zig-zag scan, vertical scan that scans a 2D coefficient array in a column direction and horizontal scan that scans 2D block-shaped coefficients in a row direction may be used. That is, a scan method to be used among zig-zag scan, diagonal scan, vertical scan, and horizontal scan may be determined according to the size of the transform unit and the intra prediction mode.

엔트로피 부호화부(155)는, CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code), 지수 골롬(Exponential Golomb) 등의 다양한 부호화 방식을 사용하여, 재정렬부(150)로부터 출력된 1차원의 양자화된 변환 계수들의 시퀀스를 부호화함으로써 비트스트림을 생성한다. The entropy encoding unit 155 uses various encoding schemes such as CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Code) and Exponential Golomb to convert the one-dimensional quantized transform coefficients output from the reordering unit 150 to each other. A bitstream is created by encoding the sequence.

또한, 엔트로피 부호화부(155)는 블록 분할과 관련된 CTU size, CU 분할 플래그, QT 분할 플래그, MTT 분할 타입, MTT 분할 방향 등의 정보를 부호화하여, 영상 복호화 장치가 영상 부호화 장치와 동일하게 블록을 분할할 수 있도록 한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 현재블록이 인트라 예측에 의해 부호화되었는지 아니면 인터 예측에 의해 부호화되었는지 여부를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 부호화하고, 예측 타입에 따라 인트라 예측정보(즉, 인트라 예측모드에 대한 정보) 또는 인터 예측정보(움직임 정보의 부호화 모드(머지 모드 또는 AMVP 모드), 머지 모드의 경우 머지 인덱스, AMVP 모드의 경우 참조픽처 인덱스 및 차분 움직임벡터에 대한 정보)를 부호화한다. 또한, 엔트로피 부호화부(155)는 양자화와 관련된 정보, 즉, 양자화 파라미터에 대한 정보 및 양자화 행렬에 대한 정보를 부호화한다.In addition, the entropy encoding unit 155 encodes information such as CTU size, CU splitting flag, QT splitting flag, MTT splitting type, and MTT splitting direction related to block splitting so that the video decoding apparatus can divide the block in the same way as the video encoding apparatus. make it possible to divide In addition, the entropy encoding unit 155 encodes information about a prediction type indicating whether the current block is encoded by intra prediction or inter prediction, and encodes intra prediction information (ie, intra prediction) according to the prediction type. mode) or inter prediction information (motion information encoding mode (merge mode or AMVP mode), merge index in case of merge mode, reference picture index and differential motion vector information in case of AMVP mode) are encoded. Also, the entropy encoding unit 155 encodes information related to quantization, that is, information about quantization parameters and information about quantization matrices.

역양자화부(160)는 양자화부(145)로부터 출력되는 양자화된 변환 계수들을 역양자화하여 변환 계수들을 생성한다. 역변환부(165)는 역양자화부(160)로부터 출력되는 변환 계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 변환하여 잔차블록을 복원한다.The inverse quantization unit 160 inversely quantizes the quantized transform coefficients output from the quantization unit 145 to generate transform coefficients. The inverse transform unit 165 transforms transform coefficients output from the inverse quantization unit 160 from a frequency domain to a spatial domain to restore a residual block.

가산부(170)는 복원된 잔차블록과 예측부(120)에 의해 생성된 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 다음 순서의 블록을 인트라 예측할 때 참조 픽셀로서 사용된다.The adder 170 restores the current block by adding the restored residual block and the predicted block generated by the predictor 120. Pixels in the reconstructed current block are used as reference pixels when intra-predicting the next block.

루프(loop) 필터부(180)는 블록 기반의 예측 및 변환/양자화로 인해 발생하는 블록킹 아티팩트(blocking artifacts), 링잉 아티팩트(ringing artifacts), 블러링 아티팩트(blurring artifacts) 등을 줄이기 위해 복원된 픽셀들에 대한 필터링을 수행한다. 필터부(180)는 인루프(in-loop) 필터로서 디블록킹 필터(182), SAO(Sample Adaptive Offset) 필터(184) 및 ALF(Adaptive Loop Filter, 186)의 전부 또는 일부를 포함할 수 있다.The loop filter unit 180 reconstructs pixels in order to reduce blocking artifacts, ringing artifacts, blurring artifacts, etc. caused by block-based prediction and transformation/quantization. perform filtering on The filter unit 180 is an in-loop filter and may include all or part of a deblocking filter 182, a sample adaptive offset (SAO) filter 184, and an adaptive loop filter (ALF) 186. .

디블록킹 필터(182)는 블록 단위의 부호화/복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해 복원된 블록 간의 경계를 필터링하고, SAO 필터(184) 및 alf(186)는 디블록킹 필터링된 영상에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. SAO 필터(184) 및 alf(186)는 손실 부호화(lossy coding)로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해 사용되는 필터이다. SAO 필터(184)는 CTU 단위로 오프셋을 적용함으로써 주관적 화질뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킨다. 이에 비하여 ALF(186)는 블록 단위의 필터링을 수행하는데, 해당 블록의 에지 및 변화량의 정도를 구분하여 상이한 필터를 적용하여 왜곡을 보상한다. ALF에 사용될 필터 계수들에 대한 정보는 부호화되어 영상 복호화 장치로 시그널링될 수 있다.The deblocking filter 182 filters the boundary between reconstructed blocks to remove blocking artifacts caused by block-by-block encoding/decoding, and the SAO filter 184 and alf 186 perform deblocking filtering. Additional filtering is performed on the image. The SAO filter 184 and the alf 186 are filters used to compensate for a difference between a reconstructed pixel and an original pixel caused by lossy coding. The SAO filter 184 improves not only subjective picture quality but also coding efficiency by applying an offset in units of CTUs. In contrast, the ALF 186 performs block-by-block filtering. Distortion is compensated for by applying different filters by distinguishing the edge of the corresponding block and the degree of change. Information on filter coefficients to be used for ALF may be coded and signaled to the video decoding apparatus.

디블록킹 필터(182), SAO 필터(184) 및 ALF(186)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(190)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용될 수 있다.The reconstruction block filtered through the deblocking filter 182, the SAO filter 184, and the ALF 186 is stored in the memory 190. When all blocks in one picture are reconstructed, the reconstructed picture can be used as a reference picture for inter-prediction of blocks in the picture to be encoded later.

도 5는 본 개시의 기술들을 구현할 수 있는 영상 복호화 장치의 예시적인 블록도이다. 이하에서는 도 5를 참조하여 영상 복호화 장치와 이 장치의 하위 구성들에 대하여 설명하도록 한다.5 is an exemplary block diagram of a video decoding apparatus capable of implementing the techniques of this disclosure. Hereinafter, referring to FIG. 5, a video decoding device and sub-elements of the device will be described.

영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510), 재정렬부(515), 역양자화부(520), 역변환부(530), 예측부(540), 가산기(550), 루프 필터부(560) 및 메모리(570)를 포함하여 구성될 수 있다. The image decoding apparatus includes an entropy decoding unit 510, a rearrangement unit 515, an inverse quantization unit 520, an inverse transform unit 530, a prediction unit 540, an adder 550, a loop filter unit 560, and a memory ( 570) may be configured.

도 1의 영상 부호화 장치와 마찬가지로, 영상 복호화 장치의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.Like the image encoding device of FIG. 1 , each component of the image decoding device may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. Also, the function of each component may be implemented as software, and the microprocessor may be implemented to execute the software function corresponding to each component.

엔트로피 복호화부(510)는 영상 부호화 장치에 의해 생성된 비트스트림을 복호화하여 블록 분할과 관련된 정보를 추출함으로써 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하고, 현재블록을 복원하기 위해 필요한 예측정보와 잔차신호에 대한 정보 등을 추출한다.The entropy decoding unit 510 determines a current block to be decoded by extracting information related to block division by decoding the bitstream generated by the video encoding apparatus, and provides prediction information and residual signals necessary for restoring the current block. extract information, etc.

엔트로피 복호화부(510)는 SPS(Sequence Parameter Set) 또는 PPS(Picture Parameter Set)로부터 CTU size에 대한 정보를 추출하여 CTU의 크기를 결정하고, 픽처를 결정된 크기의 CTU로 분할한다. 그리고, CTU를 트리 구조의 최상위 레이어, 즉, 루트 노드로 결정하고, CTU에 대한 분할정보를 추출함으로써 트리 구조를 이용하여 CTU를 분할한다. The entropy decoding unit 510 determines the size of the CTU by extracting information about the CTU size from a sequence parameter set (SPS) or a picture parameter set (PPS), and divides the picture into CTUs of the determined size. Then, the CTU is divided using the tree structure by determining the CTU as the top layer of the tree structure, that is, the root node, and extracting division information for the CTU.

예컨대, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 MTT의 분할과 관련된 제2 플래그(MTT_split_flag) 및 분할 방향(vertical / horizontal) 및/또는 분할 타입(binary / ternary) 정보를 추출하여 해당 리프 노드를 MTT 구조로 분할한다. 이에 따라 QT의 리프 노드 이하의 각 노드들을 BT 또는 TT 구조로 반복적으로(recursively) 분할한다.For example, when a CTU is split using the QTBTTT structure, a first flag (QT_split_flag) related to splitting of QT is first extracted and each node is split into four nodes of a lower layer. In addition, for a node corresponding to a leaf node of QT, a second flag (MTT_split_flag) related to splitting of MTT and split direction (vertical / horizontal) and / or split type (binary / ternary) information are extracted and the corresponding leaf node is MTT split into structures Accordingly, each node below the leaf node of QT is recursively divided into a BT or TT structure.

또 다른 예로서, QTBTTT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, 먼저 CU의 분할 여부를 지시하는 CU 분할 플래그(split_cu_flag)를 추출하고, 해당 블록이 분할된 경우, 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출할 수도 있다. 분할 과정에서 각 노드는 0번 이상의 반복적인 QT 분할 후에 0번 이상의 반복적인 MTT 분할이 발생할 수 있다. 예컨대, CTU는 바로 MTT 분할이 발생하거나, 반대로 다수 번의 QT 분할만 발생할 수도 있다. As another example, when a CTU is split using the QTBTTT structure, a CU split flag (split_cu_flag) indicating whether the CU is split is first extracted, and when the corresponding block is split, a first flag (QT_split_flag) is extracted. may be During the splitting process, each node may have zero or more iterative MTT splits after zero or more repetitive QT splits. For example, the CTU may immediately undergo MTT splitting, or conversely, only QT splitting may occur multiple times.

다른 예로서, QTBT 구조를 사용하여 CTU를 분할하는 경우, QT의 분할과 관련된 제1 플래그(QT_split_flag)를 추출하여 각 노드를 하위 레이어의 네 개의 노드로 분할한다. 그리고, QT의 리프 노드에 해당하는 노드에 대해서는 BT로 더 분할되는지 여부를 지시하는 분할 플래그(split_flag) 및 분할 방향 정보를 추출한다.As another example, when a CTU is split using a QTBT structure, a first flag (QT_split_flag) related to QT splitting is extracted and each node is split into four nodes of a lower layer. And, for a node corresponding to a leaf node of QT, a split flag (split_flag) indicating whether to further split into BTs and split direction information are extracted.

한편, 엔트로피 복호화부(510)는 트리 구조의 분할을 이용하여 복호화하고자 하는 현재블록을 결정하게 되면, 현재블록이 인트라 예측되었는지 아니면 인터 예측되었는지를 지시하는 예측 타입에 대한 정보를 추출한다. 예측 타입 정보가 인트라 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 현재블록의 인트라 예측정보(인트라 예측모드)에 대한 신택스 요소를 추출한다. 예측 타입 정보가 인터 예측을 지시하는 경우, 엔트로피 복호화부(510)는 인터 예측정보에 대한 신택스 요소, 즉, 움직임벡터 및 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 나타내는 정보를 추출한다.Meanwhile, when the entropy decoding unit 510 determines a current block to be decoded by using tree structure partitioning, it extracts information about a prediction type indicating whether the current block is intra-predicted or inter-predicted. When the prediction type information indicates intra prediction, the entropy decoding unit 510 extracts syntax elements for intra prediction information (intra prediction mode) of the current block. When the prediction type information indicates inter prediction, the entropy decoding unit 510 extracts syntax elements for the inter prediction information, that is, information indicating a motion vector and a reference picture to which the motion vector refers.

또한, 엔트로피 복호화부(510)는 양자화 관련된 정보, 및 잔차신호에 대한 정보로서 현재블록의 양자화된 변환계수들에 대한 정보를 추출한다.In addition, the entropy decoding unit 510 extracts quantization-related information and information about quantized transform coefficients of the current block as information about the residual signal.

재정렬부(515)는, 영상 부호화 장치에 의해 수행된 계수 스캐닝 순서의 역순으로, 엔트로피 복호화부(510)에서 엔트로피 복호화된 1차원의 양자화된 변환계수들의 시퀀스를 다시 2차원의 계수 어레이(즉, 블록)로 변경할 수 있다.The reordering unit 515 converts the sequence of 1-dimensional quantized transform coefficients entropy-decoded in the entropy decoding unit 510 into a 2-dimensional coefficient array (ie, in the reverse order of the coefficient scanning performed by the image encoding apparatus). block) can be changed.

역양자화부(520)는 양자화된 변환계수들을 역양자화하고, 양자화 파라미터를 이용하여 양자화된 변환계수들을 역양자화한다. 역양자화부(520)는 2차원으로 배열된 양자화된 변환계수들에 대해 서로 다른 양자화 계수(스케일링 값)을 적용할 수도 있다. 역양자화부(520)는 영상 부호화 장치로부터 양자화 계수(스케일링 값)들의 행렬을 양자화된 변환계수들의 2차원 어레이에 적용하여 역양자화를 수행할 수 있다. The inverse quantization unit 520 inverse quantizes the quantized transform coefficients and inverse quantizes the quantized transform coefficients using a quantization parameter. The inverse quantization unit 520 may apply different quantization coefficients (scaling values) to the two-dimensionally arranged quantized transform coefficients. The inverse quantization unit 520 may perform inverse quantization by applying a matrix of quantization coefficients (scaling values) from the image encoding device to a 2D array of quantized transformation coefficients.

역변환부(530)는 역양자화된 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환하여 잔차신호들을 복원함으로써 현재블록에 대한 잔차블록을 생성한다.The inverse transform unit 530 inversely transforms the inverse quantized transform coefficients from the frequency domain to the spatial domain to restore residual signals, thereby generating a residual block for the current block.

또한, 역변환부(530)는 변환블록의 일부 영역(서브블록)만 역변환하는 경우, 변환블록의 서브블록만을 변환하였음을 지시하는 플래그(cu_sbt_flag), 서브블록의 방향성(vertical/horizontal) 정보(cu_sbt_horizontal_flag) 및/또는 서브블록의 위치 정보(cu_sbt_pos_flag)를 추출하여, 해당 서브블록의 변환계수들을 주파수 도메인으로부터 공간 도메인으로 역변환함으로써 잔차신호들을 복원하고, 역변환되지 않은 영역에 대해서는 잔차신호로 “0”값을 채움으로써 현재블록에 대한 최종 잔차블록을 생성한다.In addition, when the inverse transform unit 530 inverse transforms only a partial region (subblock) of a transform block, a flag (cu_sbt_flag) indicating that only a subblock of the transform block has been transformed, and direction information (vertical/horizontal) information (cu_sbt_horizontal_flag) of the transform block ) and/or the location information (cu_sbt_pos_flag) of the subblock, and inversely transforms the transform coefficients of the corresponding subblock from the frequency domain to the spatial domain to restore the residual signals. By filling , the final residual block for the current block is created.

또한, MTS가 적용된 경우, 역변환부(530)는 영상 부호화 장치로부터 시그널링된 MTS 정보(mts_idx)를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 각각 적용할 변환 함수 또는 변환 행렬을 결정하고, 결정된 변환 함수를 이용하여 가로 및 세로 방향으로 변환블록 내의 변환계수들에 대해 역변환을 수행한다.In addition, when the MTS is applied, the inverse transform unit 530 determines transform functions or transform matrices to be applied in the horizontal and vertical directions, respectively, using MTS information (mts_idx) signaled from the video encoding device, and uses the determined transform functions. Inverse transform is performed on the transform coefficients in the transform block in the horizontal and vertical directions.

예측부(540)는 인트라 예측부(542) 및 인터 예측부(544)를 포함할 수 있다. 인트라 예측부(542)는 현재블록의 예측 타입이 인트라 예측일 때 활성화되고, 인터 예측부(544)는 현재블록의 예측 타입이 인터 예측일 때 활성화된다.The prediction unit 540 may include an intra prediction unit 542 and an inter prediction unit 544 . The intra prediction unit 542 is activated when the prediction type of the current block is intra prediction, and the inter prediction unit 544 is activated when the prediction type of the current block is inter prediction.

인트라 예측부(542)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인트라 예측모드에 대한 신택스 요소로부터 복수의 인트라 예측모드 중 현재블록의 인트라 예측모드를 결정하고, 인트라 예측모드에 따라 현재블록 주변의 참조 픽셀들을 이용하여 현재블록을 예측한다.The intra prediction unit 542 determines the intra prediction mode of the current block among a plurality of intra prediction modes from the syntax element for the intra prediction mode extracted from the entropy decoding unit 510, and references the current block according to the intra prediction mode. The current block is predicted using pixels.

인터 예측부(544)는 엔트로피 복호화부(510)로부터 추출된 인터 예측모드에 대한 신택스 요소를 이용하여 현재블록의 움직임벡터와 그 움직임벡터가 참조하는 참조픽처를 결정하고, 움직임벡터와 참조픽처를 이용하여 현재블록을 예측한다.The inter prediction unit 544 determines the motion vector of the current block and the reference picture referred to by the motion vector by using the syntax element for the inter prediction mode extracted from the entropy decoding unit 510, and converts the motion vector and the reference picture. to predict the current block.

가산기(550)는 역변환부로부터 출력되는 잔차블록과 인터 예측부 또는 인트라 예측부로부터 출력되는 예측블록을 가산하여 현재블록을 복원한다. 복원된 현재블록 내의 픽셀들은 이후에 복호화할 블록을 인트라 예측할 때의 참조픽셀로서 활용된다.The adder 550 restores the current block by adding the residual block output from the inverse transform unit and the prediction block output from the inter prediction unit or intra prediction unit. Pixels in the reconstructed current block are used as reference pixels when intra-predicting a block to be decoded later.

루프 필터부(560)는 인루프 필터로서 디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 포함할 수 있다. 디블록킹 필터(562)는 블록 단위의 복호화로 인해 발생하는 블록킹 현상(blocking artifact)을 제거하기 위해, 복원된 블록 간의 경계를 디블록킹 필터링한다. SAO 필터(564) 및 ALF(566)는 손실 부호화(lossy coding)으로 인해 발생하는 복원된 픽셀과 원본 픽셀 간의 차이를 보상하기 위해, 디블록킹 필터링 이후의 복원된 블록에 대해 추가적인 필터링을 수행한다. ALF의 필터 계수는 비스트림으로부터 복호한 필터 계수에 대한 정보를 이용하여 결정된다. The loop filter unit 560 may include a deblocking filter 562, an SAO filter 564, and an ALF 566 as in-loop filters. The deblocking filter 562 performs deblocking filtering on boundaries between reconstructed blocks in order to remove blocking artifacts generated by block-by-block decoding. The SAO filter 564 and the ALF 566 perform additional filtering on the reconstructed block after deblocking filtering to compensate for the difference between the reconstructed pixel and the original pixel caused by lossy coding. ALF filter coefficients are determined using information on filter coefficients decoded from the non-stream.

디블록킹 필터(562), SAO 필터(564) 및 ALF(566)를 통해 필터링된 복원블록은 메모리(570)에 저장된다. 한 픽처 내의 모든 블록들이 복원되면, 복원된 픽처는 이후에 부호화하고자 하는 픽처 내의 블록을 인터 예측하기 위한 참조픽처로 사용된다.The reconstruction block filtered through the deblocking filter 562, the SAO filter 564, and the ALF 566 is stored in the memory 570. When all blocks in one picture are reconstructed, the reconstructed picture is used as a reference picture for inter-prediction of blocks in the picture to be encoded later.

본 실시예는 이상에서 설명한 바와 같은 영상(비디오)의 부호화 및 복호화에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 인터 예측의 머지 모드 및 AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드에 있어서, 템플릿 매칭 방법 또는 양방향 매칭 방법에 기초하여 디코더 측에서 움직임벡터 리스트에 대해 후보들을 추가, 프루닝(pruning) 및 재정렬 중 하나 이상을 수행하는 비디오 코딩방법 및 장치를 제공한다.This embodiment relates to encoding and decoding of images (video) as described above. More specifically, in the merge mode and advanced motion vector prediction (AMVP) mode of inter prediction, candidates are added, pruned, and rearranged to the motion vector list at the decoder side based on the template matching method or the bidirectional matching method. Provides a video coding method and apparatus for performing one or more of the following.

이하의 실시예들은 영상 부호화 장치(video encoding device) 내 인터 예측부(124)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 영상 복호화 장치(video decoding device) 내 인터 예측부(544)에 의해 수행될 수 있다.The following embodiments may be performed by the inter prediction unit 124 in a video encoding device. In addition, it may be performed by the inter prediction unit 544 in the video decoding device.

영상 부호화 장치는, 현재블록의 부호화에 있어서, 비트율 왜곡 최적화 측면에서 본 실시예와 관련된 시그널링 정보를 생성할 수 있다. 영상 부호화 장치는 엔트로피 부호화부(155)를 이용하여 이를 부호화한 후, 영상 복호화 장치로 전송할 수 있다. 영상 복호화 장치는 엔트로피 복호화부(510)를 이용하여 비트스트림으로부터 현재블록의 복호화와 관련된 시그널링 정보를 복호화할 수 있다. The video encoding apparatus may generate signaling information related to the present embodiment in terms of bit rate distortion optimization in encoding of the current block. The image encoding device may encode the image using the entropy encoding unit 155 and transmit it to the image decoding device. The video decoding apparatus may decode signaling information related to decoding of the current block from the bitstream using the entropy decoding unit 510 .

이하의 설명에서, '대상 블록'이라는 용어는 현재블록 또는 코딩유닛(CU, Coding Unit)과 동일한 의미로 사용될 수 있고, 또는 코딩유닛의 일부 영역을 의미할 수도 있다.In the following description, the term 'target block' may be used in the same meaning as a current block or a coding unit (CU, Coding Unit), or may mean a partial region of a coding unit.

또한, 하나의 플래그의 값이 참이라는 것은 플래그가 1로 설정되는 경우를 나타낸다. 또한, 하나의 플래그의 값이 거짓이라는 것은 플래그가 0으로 설정되는 경우를 나타낸다. Also, a value of one flag being true indicates a case in which the flag is set to 1. In addition, a false value of one flag indicates a case in which the flag is set to 0.

I. 인트라 블록 복사(Intra Block Copy, IBC)I. Intra Block Copy (IBC)

IBC는, 블록벡터를 이용하여 동일 프레임 내의 참조블록을 복사하여 현재블록의 예측블록을 생성함으로써, 현재블록의 인트라 예측을 수행한다.IBC performs intra prediction of a current block by generating a prediction block of the current block by copying a reference block within the same frame using a block vector.

영상 부호화 장치는, 블록 매칭(block matching)을 수행하여 최적의 블록벡터를 도출한다. 여기서, 블록벡터는 현재블록으로부터 참조블록까지의 변위(displacement)를 나타낸다. 영상 부호화 장치는, 부호화 효율을 높이기 위해, 블록벡터를 그대로 전송하지 않고, 블록벡터 예측자(Block Vector Predictor, BVP)과 블록벡터 차분(Block Vector Difference, BVD)으로 분할하고, 이들을 부호화한 후, 영상 복호화 장치로 전송할 수 있다. An image encoding apparatus derives an optimal block vector by performing block matching. Here, the block vector represents displacement from the current block to the reference block. In order to increase encoding efficiency, the video encoding apparatus does not transmit the block vector as it is, but divides it into a block vector predictor (BVP) and a block vector difference (BVD), encodes them, It can be transmitted to the video decoding device.

이하, BVD의 공간해상도와 블록벡터의 공간해상도는 동일한 것으로 간주한다. Hereinafter, the spatial resolution of the BVD and the spatial resolution of the block vector are regarded as the same.

블록벡터를 이용한다는 측면에서, IBC는 인터 예측의 특징을 갖는다. 따라서, IBC는 IBC 머지/스킵 모드 및 IBC AMVP 모드로 구분될 수 있다. In terms of using a block vector, IBC has the characteristics of inter prediction. Accordingly, IBC can be divided into an IBC merge/skip mode and an IBC AMVP mode.

IBC 머지/스킵 모드인 경우, 먼저 영상 부호화 장치는 IBC 머지 리스트(merge list)를 구성한다. 부호화 효율 최적화 측면에서 영상 부호화 장치는 IBC 머지 리스트에 포함된 후보들 중 하나의 블록벡터를 선택한 후, 이를 블록벡터 예측자(BVP)로 사용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 선택된 블록벡터를 지시하는 머지 인덱스를 결정한다. 하지만, 영상 부호화 장치는 BVD를 생성하지 않는다. 영상 부호화 장치는 머지 인덱스를 부호화하여 영상 복호화 장치로 전송한다. IBC 머지 리스트는 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치에 의해 동일한 방법으로 구성될 수 있다. 영상 복호화 장치는 머지 인덱스를 복호화한 후, 머지 인덱스를 이용하여 IBC 머지 리스트로부터 블록벡터를 생성할 수 있다. In the case of the IBC merge/skip mode, the video encoding apparatus first constructs an IBC merge list. In terms of encoding efficiency optimization, the video encoding apparatus may select one block vector from among candidates included in the IBC merge list and use it as a block vector predictor (BVP). The video encoding apparatus determines a merge index indicating the selected block vector. However, the video encoding device does not generate BVD. The video encoding apparatus encodes the merge index and transmits it to the video decoding apparatus. The IBC merge list can be constructed in the same way by the video encoding device and the video decoding device. After decoding the merge index, the video decoding apparatus may generate a block vector from the IBC merge list using the merge index.

영상 부호화 장치는, IBC 스킵 모드인 경우 IBC 머지 모드와 동일한 블록벡터의 전송 방법을 이용하나, 현재블록과 예측블록 간의 차에 해당하는 잔차블록을 전송하지 않는다. In the case of the IBC skip mode, the video encoding apparatus uses the same block vector transmission method as the IBC merge mode, but does not transmit a residual block corresponding to a difference between the current block and the prediction block.

IBC AMVP 모드인 경우, 부호화 효율 최적화 측면에서 영상 부호화 장치는 움직임벡터를 결정하고, IBC AMVP 리스트를 구성한다. 영상 복호화 장치는 IBC AMVP 리스트에 포함된 후보 블록벡터들 중 하나를 BVP로서 지시하는 후보 인덱스를 결정한다. 영상 부호화 장치는 BVP와 움직임벡터 간의 차이인 BVD를 산정한다. 이후, 영상 부호화 장치는 후보 인덱스 및 BVD를 부호화하여 영상 복호화 장치로 전송한다. In the case of the IBC AMVP mode, in terms of encoding efficiency optimization, the video encoding apparatus determines a motion vector and constructs an IBC AMVP list. The video decoding apparatus determines a candidate index indicating one of the candidate block vectors included in the IBC AMVP list as a BVP. The video encoding apparatus calculates BVD, which is a difference between BVP and motion vector. Thereafter, the video encoding apparatus encodes the candidate index and the BVD and transmits them to the video decoding apparatus.

한편, 영상 복호화 장치는 후보 인덱스 및 BVD를 복호화한다. 영상 복호화 장치는 IBC AMVP 리스트로부터 후보 인덱스가 지시하는 BVP를 획득한 후, BVP와 BVD를 가산하여 움직임벡터를 복원할 수 있다. Meanwhile, the video decoding apparatus decodes the candidate index and the BVD. After obtaining the BVP indicated by the candidate index from the IBC AMVP list, the video decoding apparatus may restore the motion vector by adding the BVP and the BVD.

이하의 인터 예측 기술들은 부호화 효율을 향상시키고 인터 예측의 정확도를 향상시키기 위해 사용된다. 이러한 기술들은 영상 부호화 장치 내 인터 예측부(124)에 의해 수행되나, 전술한 바와 같이 영상 복호화 장치 내 인터 예측부(544)에 의해서도 수행될 수 있다.The following inter prediction techniques are used to improve coding efficiency and improve inter prediction accuracy. These techniques are performed by the inter prediction unit 124 in the video encoding apparatus, but may also be performed by the inter prediction unit 544 in the video decoding apparatus as described above.

II-1. 머지/스킵 모드, MMVD, AMVP 모드 및 AMVRII-1. Merge/Skip mode, MMVD, AMVP mode and AMVR

머지/스킵 모드는 일반 머지(regular merge) 모드, MMVD(Merge mode with Motion Vector Difference) 모드, CIIP(Combined Inter and Intra Prediction) 모드, 기하학적 분할 모드(Geometric Partitioning Mode, GPM), 및 서브블록 머지(subblock merge) 모드를 포함한다. 이때, 서브블록 머지 모드는 SbTMVP(Subblock-based Temporal Motion Vector Prediction)와 아핀 머지 모드로 구분된다.The merge/skip mode includes a regular merge mode, a Merge mode with Motion Vector Difference (MMVD) mode, a Combined Inter and Intra Prediction (CIIP) mode, a Geometric Partitioning Mode (GPM), and a subblock merge ( subblock merge) mode. At this time, the subblock merge mode is divided into a subblock-based temporal motion vector prediction (SbTMVP) and an affine merge mode.

한편, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드는 일반 AMVP(regular AMVP) 모드, SMVD(Symmetric MVD) 모드 및 아핀 AMVP 모드를 포함한다. Meanwhile, the advanced motion vector prediction (AMVP) mode includes a regular AMVP (regular AMVP) mode, a symmetric MVD (SMVD) mode, and an affine AMVP mode.

이하, 일반 머지/스킵 모드에서 움직임 정보의 머지 후보 리스트를 구성하는 방법을 설명한다. 머지/스킵 모드를 지원하기 위해, 영상 부호화 장치 내 인터 예측부(124)는 기설정된 개수(예컨대, 6 개)의 머지 후보들을 선정하여 머지 후보 리스트를 구성할 수 있다.Hereinafter, a method of constructing a merge candidate list of motion information in a normal merge/skip mode will be described. In order to support the merge/skip mode, the inter prediction unit 124 in the video encoding apparatus may configure a merge candidate list by selecting a preset number (eg, 6) of merge candidates.

인터 예측부(124)는 공간적(spatial) 머지 후보를 탐색한다. 인터 예측부(124)는, 도 4의 예시된 바와 같은 주변블록들로부터 공간적 머지 후보를 탐색한다. 공간적 머지 후보는 최대 4 개까지 선정될 수 있다. 공간적 머지 후보는 SMVP(Spatial MVP)로도 명칭된다.The inter prediction unit 124 searches for spatial merge candidates. The inter prediction unit 124 searches for spatial merge candidates from neighboring blocks as illustrated in FIG. 4 . Up to four spatial merge candidates can be selected. Spatial merge candidates are also referred to as Spatial MVPs (SMVPs).

인터 예측부(124)는 시간적(temporal) 머지 후보를 탐색한다. 인터 예측부(124)는, 대상블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내의 현재블록과 동일 위치에 있는 블록(co-located block)을 시간적 머지 후보로 추가할 수 있다. 시간적 머지 후보는 1 개가 선정될 수 있다. 시간적 머지 후보는 TMVP(Temporal MVP)로도 명칭된다. The inter prediction unit 124 searches for a temporal merge candidate. The inter-prediction unit 124 includes a block (co-located at the same position as the current block) in a reference picture (which may be the same as or different from the reference picture used to predict the current block) other than the current picture where the target block is located. located block) can be added as a temporal merge candidate. One temporal merge candidate may be selected. The temporal merge candidate is also referred to as Temporal MVP (TMVP).

인터 예측부(124)는 HMVP(History-based Motion Vector Predictor) 후보를 탐색한다. 인터 예측부(124)는 이전 h(여기서, h는 자연수) 개의 CU의 움직임벡터를 테이블에 저장한 후, 머지 후보로 이용할 수 있다. 테이블의 크기는 6이며, FIFO(First-in First Out) 방식에 따라 이전 CU의 움직임벡터를 저장한다. 이는 HMVP 후보가 최대 6 개까지 테이블에 저장됨을 나타낸다. 인터 예측부(124)는 테이블에 저장된 HMVP 후보 중, 최근의 움직임벡터들을 머지 후보로 설정할 수 있다. The inter predictor 124 searches for a history-based motion vector predictor (HMVP) candidate. The inter predictor 124 may store the motion vectors of the previous h (here, h is a natural number) number of CUs in a table and then use them as merge candidates. The size of the table is 6, and the motion vector of the previous CU is stored according to the first-in-first-out (FIFO) method. This indicates that up to 6 HMVP candidates are stored in the table. The inter prediction unit 124 may set recent motion vectors among HMVP candidates stored in the table as merge candidates.

인터 예측부(124)는 PAMVP(Pairwise Average MVP) 후보를 탐색한다. 인터 예측부(124)는 머지 후보 리스트에서 첫 번째 후보와 두 번째 후보의 움직임벡터 평균을 머지 후보로 설정할 수 있다. The inter prediction unit 124 searches for a Pairwise Average MVP (PAMVP) candidate. The inter prediction unit 124 may set an average of motion vectors of a first candidate and a second candidate in the merge candidate list as a merge candidate.

전술한 탐색 과정을 모두 수행해도 머지 후보 리스트를 채울 수 없는 경우(즉, 기설정된 개수를 충원하지 못하는 경우), 인터 예측부(124)는 제로(zero) 움직임벡터를 머지 후보로 추가한다. When the merge candidate list cannot be filled even after performing all of the above search processes (ie, when the preset number cannot be filled), the inter prediction unit 124 adds a zero motion vector as a merge candidate.

부호화 효율 최적화 측면에서 인터 예측부(124)는 머지 후보 리스트 내 하나의 후보를 지시하는 머지 인덱스를 결정할 수 있다. 인터 예측부(124)는 머지 인덱스를 이용하여 머지 후보 리스트로부터 움직임벡터 예측자(MVP, Motion Vector Predictor)를 유도한 후, MVP를 현재블록의 움직임벡터로 결정할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 머지 인덱스를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다. In terms of encoding efficiency optimization, the inter predictor 124 may determine a merge index indicating one candidate in the merge candidate list. The inter predictor 124 may derive a motion vector predictor (MVP) from the merge candidate list using the merge index, and then determine the MVP as the motion vector of the current block. Also, the video encoding apparatus may signal the merge index to the video decoding apparatus.

영상 부호화 장치는, 스킵 모드인 경우 머지 모드와 동일한 움직임벡터의 전송 방법을 이용하나, 현재블록과 예측블록 간의 차에 해당하는 잔차블록을 전송하지 않는다. In the case of the skip mode, the video encoding apparatus uses the same motion vector transmission method as the merge mode, but does not transmit a residual block corresponding to a difference between the current block and the prediction block.

전술한 머지 후보 리스트를 구성하는 방법은 영상 복호화 장치 내 인터 예측부(544)에 의해 동일하게 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치는 머지 인덱스를 복호화할 수 있다. 인터 예측부(544)는 머지 인덱스를 이용하여 머지 후보 리스트로부터 MVP를 유도한 후, MVP를 현재블록의 움직임벡터로 결정할 수 있다. The above-described method of constructing the merge candidate list may be equally performed by the inter prediction unit 544 in the video decoding apparatus. The video decoding apparatus may decode the merge index. The inter prediction unit 544 may derive the MVP from the merge candidate list using the merge index, and then determine the MVP as the motion vector of the current block.

한편, MMVD 기술을 이용하는 경우, 인터 예측부(124)는 머지 인덱스를 이용하여 머지 후보 리스트로부터 MVP를 유도할 수 있다. 예컨대, 머지 후보 리스트의 첫 번째 또는 두 번째 후보가 MVP로 이용될 수 있다. 또한, 부호화 효율 최적화 측면에서 인터 예측부(124)는 크기 인덱스(magnitude index) 및 방향 인덱스(distance index)를 결정한다. 인터 예측부(124)는 크기 인덱스 및 방향 인덱스를 이용하여 움직임벡터 차분(Motion Vector Difference, MVD)을 유도한 후, MVD와 MVP를 합산하여 현재블록의 움직임벡터를 복원할 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 머지 인덱스, 크기 인덱스 및 방향 인덱스를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다.Meanwhile, in the case of using the MMVD technique, the inter predictor 124 may derive the MVP from the merge candidate list using the merge index. For example, the first or second candidate of the merge candidate list may be used as MVP. Also, in terms of encoding efficiency optimization, the inter predictor 124 determines a magnitude index and a distance index. The inter predictor 124 may derive a motion vector difference (MVD) using the magnitude index and the direction index, and then restore the motion vector of the current block by adding the MVD and MVP. Also, the video encoding apparatus may signal the merge index, size index, and direction index to the video decoding apparatus.

전술한 MMVD 기술은 영상 복호화 장치 내 인터 예측부(544)에 의해 동일하게 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치는 머지 인덱스, 크기 인덱스 및 방향 인덱스를 복호화할 수 있다. 인터 예측부(544)는 머지 후보 리스트를 구성한 후, 머지 인덱스를 이용하여 머지 후보 리스트로부터 MVP를 유도할 수 있다. 인터 예측부(544)는 크기 인덱스 및 방향 인덱스를 이용하여 MVD를 유도한 후, MVD와 MVP를 합산하여 현재블록의 움직임벡터를 복원할 수 있다. The aforementioned MMVD technique may be equally performed by the inter prediction unit 544 in the video decoding apparatus. The video decoding apparatus may decode the merge index, size index, and direction index. After constructing the merge candidate list, the inter predictor 544 may derive the MVP from the merge candidate list using the merge index. The inter predictor 544 may derive the MVD using the magnitude index and the direction index, and then restore the motion vector of the current block by summing the MVD and the MVP.

이하, 인터 예측의 AMVP 모드에서 움직임 정보의 후보 리스트를 구성하는 방법을 설명한다. AMVP 모드를 지원하기 위해, 영상 부호화 장치 내 인터 예측부(124)는 기설정된 개수(예컨대, 2 개)의 후보를 선정하여 후보 리스트를 구성할 수 있다.Hereinafter, a method of constructing a candidate list of motion information in the AMVP mode of inter prediction will be described. In order to support the AMVP mode, the inter prediction unit 124 in the video encoding apparatus may configure a candidate list by selecting a predetermined number (eg, two) of candidates.

인터 예측부(124)는 공간적 후보를 탐색한다. 인터 예측부(124)는, 도 4의 예시된 바와 같은 주변블록들로부터 공간적 후보를 탐색한다. 공간적 후보는 최대 2 개까지 선정될 수 있다. The inter prediction unit 124 searches for spatial candidates. The inter prediction unit 124 searches for spatial candidates from neighboring blocks as illustrated in FIG. 4 . Up to two spatial candidates can be selected.

인터 예측부(124)는 시간적 후보를 탐색한다. 영상 부호화 장치는, 대상블록이 위치한 현재 픽처가 아닌 참조픽처(현재블록을 예측하기 위해 사용된 참조픽처와 동일할 수도 있고 다를 수도 있음) 내의 현재블록과 동일 위치에 있는 블록을 시간적 후보로 추가할 수 있다. 시간적 후보는 1 개가 선정될 수 있다. The inter prediction unit 124 searches for temporal candidates. The video encoding apparatus may add a block co-located with the current block in a reference picture (which may be the same as or different from the reference picture used to predict the current block) other than the current picture where the target block is located as a temporal candidate. can One temporal candidate may be selected.

전술한 탐색 과정을 모두 수행해도 후보 리스트를 채울 수 없는 경우(즉, 기설정된 개수를 충원하지 못하는 경우), 인터 예측부(124)는 제로 움직임벡터를 후보로 추가한다. When the candidate list cannot be filled even after performing all of the above search processes (ie, when the preset number cannot be filled), the inter predictor 124 adds a zero motion vector as a candidate.

부호화 효율 최적화 측면에서 인터 예측부(124)는 후보 리스트 내 하나의 후보를 지시하는 후보 인덱스를 결정할 수 있다. 인터 예측부(124)는 후보 인덱스를 이용하여 후보 리스트로부터 MVP를 유도할 수 있다. 또한, 부호화 효율 최적화 측면에서 인터 예측부(124)는 움직임벡터를 결정한 후, 움직임벡터로부터 MVP를 감산하여 MVD를 산정한다. 영상 부호화 장치는 후보 인덱스 및 MVD를 영상 복호화 장치로 시그널링할 수 있다.In terms of encoding efficiency optimization, the inter predictor 124 may determine a candidate index indicating one candidate in the candidate list. The inter predictor 124 may derive an MVP from the candidate list using the candidate index. Also, in terms of encoding efficiency optimization, the inter prediction unit 124 calculates the MVD by subtracting MVP from the motion vector after determining the motion vector. The video encoding apparatus may signal the candidate index and the MVD to the video decoding apparatus.

전술한 AMVP 후보 리스트를 구성하는 방법은 영상 복호화 장치 내 인터 예측부(544)에 의해 동일하게 수행될 수 있다. 영상 복호화 장치는 후보 인덱스 및 MVD를 복호화할 수 있다. 인터 예측부(544)는 후보 인덱스를 이용하여 후보 리스트로부터 MVP를 유도할 수 있다. 인터 예측부(544)는 MVD와 MVP를 합산하여 현재블록의 움직임벡터를 복원할 수 있다. The above-described method of constructing the AMVP candidate list may be equally performed by the inter prediction unit 544 in the video decoding apparatus. The video decoding apparatus may decode the candidate index and the MVD. The inter predictor 544 may derive an MVP from the candidate list using the candidate index. The inter prediction unit 544 may restore the motion vector of the current block by summing the MVD and the MVP.

한편, 영상 부호화 장치는 MVD과 함께 MVD의 공간해상도를 결정하는 정보를 전송한다. AMVR 기술이 사용하는 경우, 영상 부호화 장치는 비트율 왜곡 최적화 측면에서 MVD의 적응적 공간해상도를 결정할 수 있다. 이때, MVD의 공간해상도와 움직임벡터의 공간해상도는 동일할 수 있다. Meanwhile, the video encoding apparatus transmits information for determining the spatial resolution of the MVD together with the MVD. When AMVR technology is used, the video encoding apparatus may determine the adaptive spatial resolution of the MVD in terms of bit rate distortion optimization. In this case, the spatial resolution of the MVD and the spatial resolution of the motion vector may be the same.

영상 부호화 장치는 AMVR 기술을 사용하는 경우, amvr_flag와 amvr_precision_idx를 영상 복호화 장치로 신호함으로써, MVD의 공간해상도를 알려준다. 즉, amvr_flag가 0으로 신호되면, 영상 복호화 장치는 MVD를 1/4-pel 공간해상도로 설정한다. 반면, amvr_flag가 0이 아니라면, 영상 복호화 장치는 amvr_precision_idx에 따라 MVD의 공간해상도를 결정할 수 있다. 이때, AMVR이 적용되는 예측 방법에 따라 선택 가능한 MVD의 공간해상도가 달라질 수 있다. AMVR이 적용 가능한 예측 방법은 일반 AMVP 모드, 아핀(affine) AMVP 모드, IBC AMVP 모드 등이다. When using the AMVR technology, the video encoding apparatus notifies the spatial resolution of the MVD by signaling amvr_flag and amvr_precision_idx to the video decoding apparatus. That is, when amvr_flag is signaled as 0, the video decoding apparatus sets the MVD to 1/4-pel spatial resolution. On the other hand, if amvr_flag is not 0, the video decoding apparatus may determine the spatial resolution of the MVD according to amvr_precision_idx. At this time, the spatial resolution of the selectable MVD may vary according to the prediction method to which AMVR is applied. Prediction methods to which AMVR can be applied include a general AMVP mode, an affine AMVP mode, and an IBC AMVP mode.

II-2. 아핀 머지 모드 및 아핀 AMVP 모드II-2. Affine Merge Mode and Affine AMVP Mode

인터 예측은 병진 운동(translation motion) 모델을 반영하는 움직임 예측이다. 즉, 수평방향(x축 방향) 및 수직방향(y축 방향)으로의 움직임을 예측하는 기법이다. 그러나, 실제로는 병진 운동 이외에 회전(rotation), 줌-인(zoom-in) 또는 줌-아웃(zoom-out)과 같은 다양한 형태의 움직임이 존재할 수 있다. 아핀 움직임 예측(affine motion prediction)은 이러한 다양한 형태의 움직임을 반영할 수 있다.Inter prediction is motion prediction that reflects a translation motion model. That is, it is a technique for predicting movement in the horizontal direction (x-axis direction) and vertical direction (y-axis direction). However, in reality, various types of motions such as rotation, zoom-in, or zoom-out may exist in addition to translational motion. Affine motion prediction may reflect these various types of motion.

도 6a 및 도 6b는 본 개시의 일 실시예에 따른 아핀 움직임 예측을 설명하기 위한 예시도이다.6A and 6B are exemplary diagrams for explaining affine motion prediction according to an embodiment of the present disclosure.

아핀 움직임 예측을 위한 두 가지 타입의 모델이 존재할 수 있다. 하나는, 도 6a의 예시와 같이, 현재 부호화하고자 하는 대상블록의 좌상귀(top-left corner)와 우상귀(top-right corner) 두 개의 제어점 움직임벡터들(Control Point Motion Vectors, CPMVs), 즉, 4 개의 파라미터들을 이용하는 모델이다. 다른 하나는, 도 6b의 예시와 같이, 대상블록의 좌상귀, 우상귀, 좌하귀(bottom-left corner)의 세 개의 제어점 움직임벡터들, 즉, 6 개의 파라미터들을 이용하는 모델이다.Two types of models can exist for affine motion prediction. One is, as in the example of FIG. 6A, two control point motion vectors (Control Point Motion Vectors, CPMVs) of the top-left corner and top-right corner of the target block to be currently encoded, that is, 4 It is a model using two parameters. The other, as in the example of FIG. 6B, is a model using three control point motion vectors of the upper-left corner, upper-right corner, and bottom-left corner of the target block, that is, six parameters.

4 파라미터 아핀 모델은 수학식 1에 나타낸 바와 같이 표현된다. 대상블록 내의 샘플 위치 (x,y)에서의 움직임은 수학식 1에 나타낸 바에 따라 연산될 수 있다. 여기서, 대상블록의 좌상단 샘플의 위치는 (0,0)으로 가정된다.A four-parameter affine model is expressed as shown in Equation 1. The motion at the sample position (x,y) in the target block can be calculated as shown in Equation 1. Here, the location of the top left sample of the target block is assumed to be (0,0).

또한, 6 파라미터 아핀 모델은 수학식 2에 나타낸 바와 같이 표현된다. 대상블록 내의 샘플 위치 (x,y)에서의 움직임은 수학식 2에 나타낸 바에 따라 연산될 수 있다.Also, the six-parameter affine model is expressed as shown in equation (2). The motion at the sample position (x,y) in the target block can be calculated as shown in Equation 2.

여기서, (mv0x,mv0y)는 좌상귀 제어점 움직임벡터이고, (mv1x,mv1y)는 우상귀 제어점 움직임벡터이며, (mv2x,mv2y)는 좌하귀 제어점 움직임벡터이다. W는 대상블록의 가로 길이이고, H는 대상블록의 세로 길이이다. Here, (mv 0x ,mv 0y ) is the upper left ear control point motion vector, (mv 1x ,mv 1y ) is the upper right ear control point motion vector, and (mv 2x ,mv 2y ) is the lower left ear control point motion vector. W is the horizontal length of the target block, and H is the vertical length of the target block.

아핀 움직임 예측은, 대상블록 내의 각 샘플마다 수학식 1 또는 수학식 2에 따라 연산된 움직임벡터를 이용하여 수행될 수 있다. 대안적으로, 연산의 복잡도를 줄이기 위해, 예컨대 대상블록을 4×4 크기의 서브블록들로 분할한 후, 서브블록 단위로 수행될 수도 있다. Affine motion prediction may be performed using a motion vector calculated according to Equation 1 or Equation 2 for each sample in the target block. Alternatively, in order to reduce computational complexity, for example, the target block may be divided into subblocks having a size of 4×4, and then performed in units of subblocks.

움직임벡터 (mvx,mvy)는 1/16 샘플 정확도(precision)을 갖도록 설정될 수 있다. 이 경우, 수학식 1 또는 2에 따라 산출된 움직임벡터 (mvx,mvy)는 1/16 샘플 단위로 반올림될 수 있다.The motion vectors (mv x , mv y ) may be set to have 1/16 sample precision. In this case, the motion vectors (mv x , mv y ) calculated according to Equation 1 or 2 may be rounded to 1/16 sample units.

영상 부호화 장치는 인트라 예측, 인터 예측(병진 움직임 예측), 아핀 움직임 예측 등을 수행하고, RD(rate-distortion) 코스트(cost)를 연산하여 최적의 예측 방법을 선택한다. 아핀 움직임 예측을 수행하기 위해, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)는 두 가지 타입의 모델 중 어느 타입을 사용할지 여부를 결정하고, 결정된 타입에 따라 두 개 또는 세 개의 제어점들을 결정한다. 인터 예측부(124)는 제어점 움직임벡터들을 이용하여 대상블록 내의 서브블록들 각각에 대한 움직임벡터 (mvx,mvy)를 연산한다. 그리고, 각 서브블록의 움직임벡터 (mvx,mvy)를 이용하여 서브블록 단위로 참조픽처 내에서 움직임 보상을 수행함으로써, 대상블록 내의 각 서브블록에 대한 예측블록을 생성한다.The video encoding apparatus selects an optimal prediction method by performing intra prediction, inter prediction (translational motion prediction), affine motion prediction, and the like, and calculating a rate-distortion (RD) cost. To perform affine motion prediction, the inter prediction unit 124 of the video encoding apparatus determines which of the two types of models to use, and determines two or three control points according to the determined type. The inter prediction unit 124 calculates a motion vector (mv x , mv y ) for each of the subblocks in the target block using the control point motion vectors. In addition, a prediction block for each subblock in the target block is generated by performing motion compensation within the reference picture in units of subblocks using motion vectors (mv x , mv y ) of each subblock.

영상 부호화 장치는 대상블록에 아핀 움직임 예측이 적용되었는지 여부를 나타내는 플래그, 아핀 모델의 타입을 나타내는 타입 정보, 및 각 제어점의 움직임벡터를 나타내는 움직임 정보 등을 포함하는 아핀 관련 신택스 요소들을 부호화하여 영상 복호화 장치로 전달한다. 타입 정보와 제어점들의 움직임 정보는 아핀 움직임 예측이 수행되는 경우에 시그널링될 수 있고, 제어점들의 움직임벡터들은 타입 정보에 따라 결정된 개수만큼 시그널링될 수 있다. The video encoding apparatus encodes affine-related syntax elements including a flag indicating whether affine motion prediction is applied to the target block, type information indicating the type of the affine model, and motion information indicating the motion vector of each control point, and the like, and decodes the video. delivered to the device. Type information and motion information of control points may be signaled when affine motion prediction is performed, and the number of motion vectors of control points determined according to type information may be signaled.

영상 복호화 장치는 시그널링된 신택스들을 이용하여 아핀 모델의 타입과 제어점 움직임벡터들(control point motion vectors)을 결정하고, 수학식 1 또는 2를 이용하여 대상블록 내의 각 4×4 서브블록에 대해 움직임벡터 (mvx,mvy)를 연산한다. 만약, 대상블록의 아핀 움직임벡터에 대한 움직임벡터 해상도 정보가 시그널링된 경우, 움직임벡터 (mvx,mvy)는 반올림 등의 연산을 이용하여 움직임벡터 해상도 정보에 의해 식별되는 정밀도로 수정된다.The video decoding apparatus determines the type of the affine model and control point motion vectors using the signaled syntaxes, and uses Equation 1 or 2 to determine the motion vectors for each 4×4 subblock within the target block. Computes (mv x , mv y ). If the motion vector resolution information for the affine motion vector of the target block is signaled, the motion vector (mv x , mv y ) is corrected to a precision identified by the motion vector resolution information using an operation such as rounding.

영상 복호화 장치는 각 서브블록에 대한 움직임벡터 (mvx,mvy)를 이용하여 참조픽처 내에서 움직임 보상을 수행함으로써, 각 서브블록에 대한 예측블록을 생성한다.The video decoding apparatus generates a prediction block for each subblock by performing motion compensation within a reference picture using a motion vector (mv x , mv y ) for each subblock.

제어점 움직임벡터들을 부호화하기 위해 소요되는 비트량을 줄이기 위해, 전술한 바와 같은 일반적인 인터 예측(병진 움직임 예측)의 방식이 적용될 수 있다. In order to reduce the amount of bits required to encode the control point motion vectors, the above-described general inter prediction (translational motion prediction) method may be applied.

일 예로서, 아핀 머지 모드의 경우, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)는 기정의된 개수(예컨대, 5 개)의 아핀 머지 후보 리스트를 구성한다. 먼저, 영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)는 대상블록의 주변블록들로부터 상속(inherited) 아핀 머지 후보를 유도한다. 예컨대, 도 4에 도시된 대상블록의 주변샘플들(A0, A1, B0, B1, B2)로부터 기정의된 개수의 상속 아핀 머지 후보들을 유도함으로써, 머지 후보 리스트를 생성한다. 후보 리스트에 포함되는 상속 아핀 머지 후보들 각각은 두 개 또는 세 개의 CPMVs의 조합에 대응한다. As an example, in the case of the affine merge mode, the inter predictor 124 of the video encoding apparatus configures a predefined number (eg, 5) of affine merge candidate lists. First, the inter prediction unit 124 of the image encoding apparatus derives an inherited affine merge candidate from neighboring blocks of a target block. For example, a merge candidate list is generated by deriving a predefined number of inheritance affine merge candidates from neighboring samples A0, A1, B0, B1, and B2 of the target block shown in FIG. 4 . Each of the inheritance affine merge candidates included in the candidate list corresponds to a combination of two or three CPMVs.

인터 예측부(124)는 대상블록의 주변블록들 중 아핀 모드로 예측된 주변블록의 제어점 움직임벡터들로부터 상속 아핀 머지 후보를 유도한다. 일부 실시예에서, 아핀 모드로 예측된 주변블록들로부터 유도되는 머지 후보의 개수는 제한될 수 있다. 예컨대, 인터 예측부(124)는 A0와 A1 중에서 하나, 그리고 B0, B1, 및 B2 중에서 하나, 총 두 개의 상속 아핀 머지 후보를 아핀 모드로 예측된 주변블록으로부터 유도할 수 있다. 우선순위는 A0, A1의 순서, 그리고 B0, B1, B2의 순서일 수 있다.The inter prediction unit 124 derives an inherited affine merge candidate from control point motion vectors of neighboring blocks predicted in an affine mode among neighboring blocks of the target block. In some embodiments, the number of merge candidates derived from neighboring blocks predicted in an affine mode may be limited. For example, the inter predictor 124 may derive a total of two inherited affine merge candidates, one from A0 and A1 and one from B0, B1 and B2, from neighboring blocks predicted in the affine mode. The priorities may be the order of A0, A1, and the order of B0, B1, and B2.

한편, 머지 후보의 총 개수가 3 개 이상인 경우, 인터 예측부(124)는 주변블록의 병진 움직임벡터(translational motion vector)로부터 부족한 개수만큼의 조합(constructed) 아핀 머지 후보들을 유도할 수 있다. Meanwhile, when the total number of merge candidates is three or more, the inter predictor 124 may derive as many constructed affine merge candidates as the insufficient number from translational motion vectors of neighboring blocks.

도 7은 아핀 움직임 예측을 위한 조합 아핀 머지 후보들을 유도하는 방법을 설명하기 위한 예시도이다. 7 is an exemplary diagram for explaining a method of deriving combinatorial affine merge candidates for affine motion prediction.

인터 예측부(124)는 주변블록 그룹 {B2, B3, A2}, 주변블록 그룹 {B1, B0}, 주변블록 그룹{A1, A0}로부터 각각 하나씩의 제어점 움직임벡터 CPMV1, CPMV2, CPMV3을 유도한다. 하나의 예시로서, 각 주변블록 그룹 내에서의 우선 순위는, B2, B3, A2의 순서, B1, B0의 순서, 그리고 A1, A0의 순서일 수 있다. 또한, 참조픽처 내의 동일 위치 블록(collocated block) T로부터 또 하나의 제어점 움직임벡터 CPMV4를 유도한다. 인터 예측부(124)는 네 개의 제어점 움직임벡터 중에서 두 개 또는 세 개의 제어점 움직임벡터들을 조합하여 부족한 개수만큼의 조합 아핀 머지 후보를 생성한다. 조합의 우선순위는 아래와 같다. 각 그룹 내의 요소들은 좌상귀, 우상귀, 좌하귀 제어점 움직임벡터의 순서로 나열되어 있다.The inter prediction unit 124 derives control point motion vectors CPMV1, CPMV2, and CPMV3 from the neighboring block group {B2, B3, A2}, the neighboring block group {B1, B0}, and the neighboring block group {A1, A0}, respectively. . As an example, the priority order within each neighboring block group may be the order of B2, B3, and A2, the order of B1, B0, and the order of A1 and A0. In addition, another control point motion vector CPMV4 is derived from a collocated block T in the reference picture. The inter predictor 124 combines two or three control point motion vectors among the four control point motion vectors to generate as many combined affine merge candidates as the insufficient number. The priority order of combinations is as follows. The elements in each group are arranged in the order of upper left, upper right, lower left control point motion vectors.

{CPMV1, CPMV2, CPMV3}, {CPMV1, CPMV2, CPMV4}, {CPMV1, CPMV3, CPMV4},{CPMV1, CPMV2, CPMV3}, {CPMV1, CPMV2, CPMV4}, {CPMV1, CPMV3, CPMV4},

{CPMV2, CPMV3, CPMV4}, {CPMV1, CPMV2}, {CPMV1, CPMV3}{CPMV2, CPMV3, CPMV4}, {CPMV1, CPMV2}, {CPMV1, CPMV3}

상속 아핀 머지 후보 및 조합 아핀 머지 후보를 이용하여 머지 후보 리스트를 채울 수 없는 경우, 인터 예측부(124)는 제로 움직임벡터를 후보로 추가할 수 있다.When the merge candidate list cannot be filled using the inherited affine merge candidate and the combined affine merge candidate, the inter predictor 124 may add a zero motion vector as a candidate.

인터 예측부(124)는, 부호화 효율 최적화 측면에서 머지 후보 리스트로부터 머지 후보를 선택하고, 이를 지시하는 머지 인덱스를 결정한다. 인터 예측부(124)는 선택된 머지 후보를 이용하여 대상블록에 대한 아핀 움직임 예측을 수행한다. 머지 후보가 두 개의 제어점 움직임벡터들로 이루어진 경우 4 파라미터 모델을 이용하여 아핀 움직임 예측을 수행한다. 반면, 머지 후보가 세 개의 제어점 움직임벡터들로 구성된 경우 6 파라미터 모델을 이용하여 아핀 움직임 예측을 수행한다. 영상 부호화 장치는 머지 인덱스를 부호화하여 영상 복호화 장치로 시그널링한다. The inter prediction unit 124 selects a merge candidate from the merge candidate list in terms of encoding efficiency optimization and determines a merge index indicating the merge candidate. The inter prediction unit 124 performs affine motion prediction on the target block using the selected merge candidate. If the merge candidate consists of two control point motion vectors, affine motion prediction is performed using a 4-parameter model. On the other hand, when the merge candidate is composed of three control point motion vectors, affine motion prediction is performed using a 6-parameter model. The video encoding apparatus encodes the merge index and signals it to the video decoding apparatus.

영상 복호화 장치는 머지 인덱스를 복호화한다. 영상 복호화 장치의 인터 예측부(544)는 영상 부호화 장치와 동일한 방식으로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스에 의해 지시되는 머지 후보에 대응하는 제어점 움직임벡터들을 이용하여 아핀 움직임 예측을 수행한다.The video decoding apparatus decodes the merge index. The inter prediction unit 544 of the video decoding apparatus constructs a merge candidate list in the same way as the video encoding apparatus, and performs affine motion prediction using control point motion vectors corresponding to the merge candidate indicated by the merge index.

다른 예로서, 아핀 AMVP 모드의 경우, 부호화 효율 최적화 측면에서 영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)는 대상블록에 대해 아핀 모델의 타입과 그에 따른 실제 제어점 움직임벡터들을 결정한다. 영상 부호화 장치의 인터 예측부(124)는 각 제어점에 대해 실제 제어점 움직임벡터와 각 제어점의 MVP 간의 차이인 MVD를 산정한 후, 각 제어점의 MVD를 부호화한다. 각 제어점의 MVP를 유도하기 위해, 인터 예측부(124)는 기정의된 개수(예컨대, 2 개)의 아핀 AMVP 후보 리스트를 구성한다. 대상블록이 4 파라미터 타입인 경우, 리스트에 포함된 후보들은 각각 두 개의 제어점 움직임벡터의 쌍으로 이루어진다. 반면, 대상블록이 6 파라미터 타입인 경우, 리스트에 포함된 후보들은 각각 세 개의 제어점 움직임벡터들의 쌍으로 이루어진다. As another example, in the case of the affine AMVP mode, in terms of encoding efficiency optimization, the inter prediction unit 124 of the video encoding apparatus determines the type of affine model for the target block and the corresponding actual control point motion vectors. The inter prediction unit 124 of the video encoding apparatus calculates the MVD, which is the difference between the actual control point motion vector and the MVP of each control point, for each control point, and then encodes the MVD of each control point. In order to derive the MVP of each control point, the inter predictor 124 constructs a predefined number (eg, two) of affine AMVP candidate lists. When the target block is a 4-parameter type, the candidates included in the list each consist of a pair of two control point motion vectors. On the other hand, when the target block is a 6-parameter type, the candidates included in the list each consist of a pair of three control point motion vectors.

이하, 도 8의 예시를 이용하여, 아핀 AMVP 모드에서 후보 리스트를 구성하는 방법을 설명한다. 아핀 AMVP 후보 리스트는 전술한 아핀 머지 후보 리스트를 구성하는 방법과 유사하게 유도될 수 있다. Hereinafter, a method of constructing a candidate list in the affine AMVP mode will be described using the example of FIG. 8 . The affine AMVP candidate list can be derived similarly to the method of constructing the affine merge candidate list described above.

도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른, 아핀 AMVP 모드에서 아핀 AMVP 후보를 탐색하는 과정을 나타내는 순서도이다. 8 is a flowchart illustrating a process of searching for an affine AMVP candidate in an affine AMVP mode according to an embodiment of the present disclosure.

인터 예측부(124)는 상속 아핀 AMVP 후보의 참조픽처와 현재블록의 참조픽처가 동일한지를 확인한다(S800). 여기서, 상속 아핀 AMVP 후보는, 전술한 아핀 머지 모드에서와 같이, 도 4에 도시된 대상블록의 주변블록들(A0, A1, B0, B1, B2) 중 아핀 모드로 예측된 블록일 수 있다. The inter prediction unit 124 checks whether the reference picture of the inheritance affine AMVP candidate and the reference picture of the current block are the same (S800). Here, the inherited affine AMVP candidate may be a block predicted in the affine mode among neighboring blocks A0, A1, B0, B1, and B2 of the target block shown in FIG. 4, as in the aforementioned affine merge mode.

상속 아핀 AMVP 후보의 참조픽처와 현재블록의 참조픽처가 동일한 경우, 인터 예측부(124)는 해당되는 상속 아핀 AMVP 후보를 추가한다(S802). When the reference picture of the inherited affine AMVP candidate and the reference picture of the current block are the same, the inter prediction unit 124 adds the corresponding inherited affine AMVP candidate (S802).

상속 아핀 AMVP 후보의 참조픽처와 현재블록의 참조픽처가 동일하지 않은 경우, 인터 예측부(124)는 조합 아핀 AMVP 후보의 모든 CPMVs의 참조픽처와 현재블록의 참조픽처가 동일한지를 확인한다(S804). 여기서, 조합 아핀 AMVP 후보의 모든 CPMVs은, 전술한 아핀 머지 모드에서와 같이, 도 7에 도시된 주변샘플들의 움직임벡터들로부터 유도될 수 있다. If the reference picture of the inherited affine AMVP candidate and the reference picture of the current block are not identical, the inter prediction unit 124 checks whether the reference pictures of all CPMVs of the combined affine AMVP candidate and the reference picture of the current block are identical (S804). . Here, all CPMVs of the combined affine AMVP candidate can be derived from motion vectors of neighboring samples shown in FIG. 7, as in the aforementioned affine merge mode.

조합 아핀 AMVP 후보의 모든 CPMV의 참조픽처와 현재블록의 참조픽처가 동일한 경우, 인터 예측부(124)는 해당되는 조합 아핀 AMVP 후보를 추가한다(S806).When the reference pictures of all CPMVs of the combined affine AMVP candidates are identical to the reference pictures of the current block, the inter prediction unit 124 adds the corresponding combined affine AMVP candidate (S806).

이때, 대상블록의 아핀 모델 타입이 고려되어야 한다. 영상 부호화 장치는 대상블록의 아핀 모델 타입이 4 파라미터 타입인 경우, 주변블록의 아핀 모델을 이용하여 두 개의 제어점 움직임벡터들(대상블록의 좌상귀 및 우상귀 제어점 움직임벡터들)을 유도한다. 대상블록의 아핀 모델 타입이 6 파라미터 타입인 경우, 주변블록의 아핀 모델을 이용하여 세 개의 제어점 움직임벡터들(대상블록의 좌상귀, 우상귀 및 좌하귀 제어점 움직임벡터들)을 유도한다.At this time, the affine model type of the target block should be considered. When the affine model type of the target block is a 4-parameter type, the video encoding apparatus derives two control point motion vectors (upper left and upper right control point motion vectors of the target block) using the affine model of the neighboring block. If the affine model type of the target block is a 6-parameter type, three control point motion vectors (upper left, upper right, and lower left control point motion vectors of the target block) are derived using the affine model of the neighboring block.

모든 CPMVs의 참조픽처와 현재블록의 참조픽처가 동일하지 않은 경우, 인터 예측부(124)는 아핀 AMVP 후보로서 병진 움직임벡터를 추가한다(S808). 병진 움직임벡터는, mv0, mv1, mv2의 순서대로, 현재블록의 CPMV를 예측하기 위해 이용될 수 있다.If the reference pictures of all CPMVs and the reference picture of the current block are not the same, the inter prediction unit 124 adds a translational motion vector as an affine AMVP candidate (S808). The translational motion vectors may be used to predict the CPMV of the current block in the order of mv 0 , mv 1 , and mv 2 .

위의 과정(S800 내지 S808)을 모두 수행해도 후보 리스트를 채울 수 없는 경우(즉, 기설정된 개수를 충원하지 못하는 경우), 인터 예측부(124)는 제로 움직임벡터를 아핀 AMVP 후보로 추가한다(S810). If the candidate list cannot be filled even after all of the above steps (S800 to S808) are performed (ie, the preset number cannot be filled), the inter predictor 124 adds a zero motion vector as an affine AMVP candidate ( S810).

인터 예측부(124)는 아핀 AMVP 리스트로부터 하나의 후보를 선택하고, 선택된 후보를 지시하는 후보 인덱스를 결정한다. 이때, 선택된 후보의 각 제어점 움직임벡터가 각 제어점의 MVP에 해당한다. 부호화 효율 인터 예측부(124)는 대상블록의 각 제어점에 대해 실제 제어점 움직임벡터를 결정한 후, 실제 제어점 움직임벡터와 제어점의 MVP 간의 MVD를 산정한다. 영상 부호화 장치는 대상블록의 아핀 모델 타입, 후보 인덱스, 및 각 제어점의 MVD를 부호화하여 영상 복호화 장치로 시그널링한다.The inter prediction unit 124 selects one candidate from the affine AMVP list and determines a candidate index indicating the selected candidate. At this time, each control point motion vector of the selected candidate corresponds to the MVP of each control point. The coding efficiency inter predictor 124 determines the actual control point motion vector for each control point of the target block, and then calculates the MVD between the actual control point motion vector and the MVP of the control point. The video encoding apparatus encodes the affine model type of the target block, the candidate index, and the MVD of each control point, and signals it to the video decoding apparatus.

영상 복호화 장치는 아핀 모델 타입, 후보 인덱스 및 각 제어점의 MVD를 복호화한다. 영상 복호화 장치의 인터 예측부(544)는, 영상 부호화 장치와 동일한 방식으로 아핀 AMVP 리스트를 생성하고, 아핀 AMVP 리스트 내에서 후보 인덱스에 의해 지시되는 후보를 선택한다. 영상 복호화 장치의 인터 예측부(544)는 선택된 후보의 각 제어점의 MVP와 대응하는 MVD를 가산하여 각 제어점의 움직임벡터를 복원한다. 인터 예측부(544)는 복원된 제어점 움직임벡터들을 이용하여 아핀 움직임 예측을 수행한다.The video decoding apparatus decodes the MVD of the affine model type, candidate index, and each control point. The inter prediction unit 544 of the video decoding apparatus generates an affine AMVP list in the same manner as the video encoding apparatus, and selects a candidate indicated by a candidate index in the affine AMVP list. The inter prediction unit 544 of the video decoding apparatus restores the motion vector of each control point by adding the MVP of each control point of the selected candidate and the corresponding MVD. The inter prediction unit 544 performs affine motion prediction using the restored control point motion vectors.

II-3. 기하학적 분할 모드(Geometric Partitioning Mode, GPM)II-3. Geometric Partitioning Mode (GPM)

도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른, 기하학적 분할 모드에서 지원되는 삼각 분할 유형들을 나타내는 예시도이다.9 is an exemplary diagram illustrating triangulation types supported in a geometric segmentation mode according to an embodiment of the present disclosure.

GPM에서, 인터 예측부(124)는 현재블록이 분할된 삼각 블록들에 기초하여 인터 예측을 수행한다. GPM는, 도 9의 예시와 같이, 두 가지 삼각 분할 유형들을 지원한다. 각 삼각 분할 유형에서 2 개의 삼각 영역들에 대해, 인터 예측부(124)는 상이한 움직임 정보(즉, 움직임벡터들)을 사용하여 인터 예측을 수행한다. In GPM, the inter prediction unit 124 performs inter prediction based on triangular blocks from which the current block is divided. GPM supports two triangulation types, as illustrated in FIG. 9 . For the two triangular regions in each triangulation type, the inter prediction unit 124 performs inter prediction using different motion information (ie, motion vectors).

인터 예측부(124)는 분할 영역들 간 경계에서의 불연속성을 최소화하기 위해 각 영역의 예측신호들을 가중합하여 최종 예측신호들을 생성한다. 최종 예측신호들의 생성에 이용되는 가중치들은 도 10과 같이 예시될 수 있다. 도 10의 예시에서, P1은 우상단 삼각 블록의 움직임 정보에 기초하는 현재블록의 예측자이고, P2은 좌하단 삼각 블록의 움직임 정보에 기초하는 현재블록의 예측자를 나타낸다. The inter prediction unit 124 generates final prediction signals by weighting the prediction signals of each region in order to minimize discontinuity at the boundary between the divided regions. Weights used for generating final prediction signals may be exemplified as shown in FIG. 10 . In the example of FIG. 10 , P 1 is a predictor of a current block based on motion information of an upper right triangular block, and P 2 represents a predictor of a current block based on motion information of a lower left triangular block.

도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른, GPM 후보 리스트를 나타내는 예시도이다. 11 is an exemplary diagram illustrating a GPM candidate list according to an embodiment of the present disclosure.

GPM 후보 리스트를 구성 시 각 분할 영역의 움직임 정보는, 도 11에 예시된 바와 같이, 일반 머지 후보 리스트로부터 유도된다. 머지 후보 리스트 중 인덱스가 짝수인 경우, L0(첫 번째 참조 리스트)에 존재하는 움직임 정보가 선택되고, 홀수인 경우에는 L1(두 번째 참조 리스트)에 존재하는 움직임 정보가 선택된다. When constructing the GPM candidate list, motion information of each divided region is derived from the general merge candidate list, as illustrated in FIG. 11 . If the index of the merge candidate list is an even number, motion information existing in L0 (first reference list) is selected, and if it is an odd number, motion information existing in L1 (second reference list) is selected.

II-4. 템플릿 매칭II-4. template matching

도 12는 본 개시의 일 실시예에 따른, 인트라 예측에서의 템플릿 매칭을 나타내는 예시도이다. 12 is an exemplary diagram illustrating template matching in intra prediction according to an embodiment of the present disclosure.

템플릿 매칭(Template Matching, TM) 모드에서, 영상 부호화 장치 내 인트라 예측부(122)는 도 12의 예시와 같이, 현재 프레임의 복원된 영역에서 템플릿을 사용하여 최적의 참조블록을 탐색하고, 최적의 참조블록을 예측블록으로 적용한다. L자형 템플릿이 현재 템플릿과 얼마나 일치하는지 계산하여 현재 템플릿과 가장 유사한 유사 템플릿을 검색하고, 유사 템플릿에 대응하는 블록을 예측블록으로 사용할 수 있다. 템플릿의 검색 범위는 사전에 설정될 수 있으며, 기설정된 검색 범위에 기초하여 현재블록의 예측이 수행될 수 있다.In the template matching (TM) mode, the intra prediction unit 122 in the video encoding apparatus searches for an optimal reference block using a template in the reconstructed region of the current frame, as shown in the example of FIG. 12, and A reference block is applied as a prediction block. A similar template most similar to the current template may be searched by calculating how much the L-shaped template matches the current template, and a block corresponding to the similar template may be used as a prediction block. A search range of the template may be set in advance, and prediction of the current block may be performed based on the preset search range.

한편, 템플릿 매칭 기반 머지 후보들의 재정렬(adaptive reordering of merge candidates with template matching, ARMC) 기법은, 전술한 템플릿 매칭에 기초하여 인터 예측의 머지 후보들을 적응적으로 재정렬한다. 머지 후보들의 재정렬 방식은 일반 머지 모드, 템플릿 매칭 머지 모드, 또는 아핀 머지 모드(SbTMVP 후보 제외)에 적용될 수 있다. Meanwhile, an adaptive reordering of merge candidates with template matching (ARRMC) technique adaptively rearranges merge candidates of inter prediction based on the above-described template matching. The reordering method of merge candidates can be applied to normal merge mode, template matching merge mode, or affine merge mode (excluding SbTMVP candidates).

예컨대, 템플릿 매칭 머지 모드인 경우, 영상 부호화 장치 내 인터 예측부(124)는 머지 후보 리스트를 구성하여 머지 후보들을 크기가 5인 하위 그룹들로 분할한 후, 각 하위 그룹에 대해 머지 후보들을 템플릿 매칭 비용(이하, TM 비용)에 따라 오름차순으로(즉, 비용이 증가하는 순으로) 재정렬할 수 있다. TM 비용은 현재 블록의 템플릿 샘플들과 대응하는 참조샘플들 간의 절대 차이값들의 합(sum of absolute differences, SAD), 또는 차이값들의 제곱의 합(Sum of Squared Error, SSE)으로 정의될 수 있다. For example, in the case of the template matching merge mode, the inter prediction unit 124 in the video encoding apparatus constructs a merge candidate list, divides the merge candidates into subgroups having a size of 5, and then converts the merge candidates into templates for each subgroup. It can be rearranged in ascending order (ie, in order of increasing cost) according to the matching cost (hereinafter referred to as TM cost). TM cost can be defined as the sum of absolute differences (SAD) or the sum of squared errors (SSE) between the template samples of the current block and the corresponding reference samples. .

한편, 머지 후보가 양방향 예측을 사용하는 경우, 인터 예측부(124)는 도 13에 예시된 바와 같이, 머지 후보 템플릿의 참조 샘플들을 양방향 예측에 따라 유도할 수 있다. Meanwhile, when a merge candidate uses bi-prediction, the inter predictor 124 may derive reference samples of a merge candidate template according to bi-prediction, as illustrated in FIG. 13 .

II-5. DMVR 및 다중패스 디코더측 움직임벡터 개선II-5. DMVR and multipass decoder side motion vector improvement

디코더측 움직임벡터 개선(Decoder-side Motion Vector Refinement, DMVR)은, 양방향 매칭(Bilateral Matching, BM) 기술을 이용하여 양방향 예측의 움직임벡터들(MV0 및 MV1)을 미세하게 조절함으로써, 디코더 측에서 움직임벡터들을 개선하는 방법이다. 이하, 양방향 예측의 움직임벡터들은 움직임벡터 페어(pair)와 호환적으로 이용된다. Decoder-side motion vector refinement (DMVR) finely adjusts the motion vectors (MV0 and MV1) of bi-directional prediction using Bilateral Matching (BM) technology, resulting in motion on the decoder side. How to improve vectors. Hereinafter, motion vectors of bidirectional prediction are used interchangeably with motion vector pairs.

영상 부호화 장치는, 양방향 예측에 있어서, 참조 리스트 L0 및 L1의 참조픽처들로부터 생성한 초기 움직임벡터들 주위에서 정제된(refined) 움직임벡터를 검색한다. 여기서, 초기 움직임벡터들은 양방향 예측의 두 개의 움직임벡터들 MV0 및 MV1을 의미한다. BM 기술에서는, L0 및 L1의 참조픽처들 내 2 개의 후보 블록들 간의 왜곡인 BM 비용이 산정된다. 이때, BM 비용으로서 2 개의 후보 블록들 간 SAD, 또는 SSE가 산정될 수 있다. 영상 부호화 장치는, 수학식 3에 나타낸 바와 같이 최소 BM 비용을 갖는 움직임벡터 후보들을 정제된 움직임벡터들로 생성한다. In bi-directional prediction, the video encoding apparatus searches for a refined motion vector around initial motion vectors generated from reference pictures of reference lists L0 and L1. Here, the initial motion vectors mean two motion vectors MV0 and MV1 of bidirectional prediction. In the BM technique, a BM cost, which is a distortion between two candidate blocks in reference pictures of L0 and L1, is calculated. In this case, SAD or SSE between two candidate blocks may be calculated as the BM cost. As shown in Equation 3, the video encoding apparatus generates motion vector candidates having a minimum BM cost as refined motion vectors.

여기서, MV_offset은 움직임벡터 정제 진행에 따른 초기 움직임벡터들에 적용되는 오프셋(offset)으로서, 후보 움직임벡터들과 초기 움직임벡터들 간의 차이이다. 이러한 오프셋은 정수 샘플 단위의 정수 오프셋(integer offset), 및 부화소(sub-pixel 또는 sub-pel) 샘플 단위의 부화소 오프셋의 합으로 형성될 수 있다. 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 두 움직임벡터의 후보들 오프셋에 대하여 미러링 규칙(mirroring rule)을 따른다.Here, MV_offset is an offset applied to initial motion vectors according to motion vector refinement, and is a difference between candidate motion vectors and initial motion vectors. This offset may be formed as a sum of an integer offset in units of integer samples and a sub-pixel offset in units of sub-pixel or sub-pel samples. As shown in Equation 3, a mirroring rule is followed for offsets of candidates of two motion vectors.

한편, 다중패스 디코더측 움직임벡터 개선(Multi-pass decoder-side motion vector refinement)은 BM 기술을 이용하여 디코더 측에서 다중패스로 움직임벡터들을 개선하는 방법이다. 이하, BM 기술을 이용하는 다중패스 디코더측 움직임벡터 개선을 다중패스 양방향 매칭(Multi-pass Bilateral Matching, MBM)으로 명칭한다. Meanwhile, multi-pass decoder-side motion vector refinement is a method of improving motion vectors by multi-pass at the decoder side using a BM technique. Hereinafter, multi-pass decoder-side motion vector improvement using BM technology is referred to as multi-pass bilateral matching (MBM).

영상 부호화 장치는 MBM의 다중 패스들 중 첫 번째 패스에서 CU 단위로 움직임벡터들을 탐색하고, 두 번째 패스에서 CU 내의 각 16×16 서브블록에 대해 움직임벡터들을 탐색한다. 영상 부호화 장치는 세 번째 패스에서 BDOF(Bi-directional Optical Flow)를 적용하여 각 8×8 하위 블록에 대해 움직임벡터들을 탐색한다. 이러한 탐색에 따라 개선된 움직임벡터들은 공간 및 시간 움직임벡터들의 예측을 위해 저장된다. 여기서, BDOF는, 영상을 구성하는 샘플 또는 객체가 일정한 속도로 이동하고 샘플값의 변화가 거의 없다는 가정을 기반으로, 양방향 움직임 예측을 이용하여 예측된 샘플들의 움직임을 추가로 보상하는 기술이다. The video encoding apparatus searches for motion vectors in units of CUs in a first pass among multiple passes of MBM, and searches for motion vectors for each 16×16 subblock in a CU in a second pass. The image encoding apparatus searches for motion vectors for each 8×8 sub-block by applying Bi-directional Optical Flow (BDOF) in the third pass. Motion vectors improved according to this search are stored for prediction of spatial and temporal motion vectors. Here, BDOF is a technique for additionally compensating for motions of predicted samples using bi-directional motion prediction based on the assumption that samples or objects constituting an image move at a constant speed and there is little change in sample values.

다중패스 디코더측 움직임벡터 개선은 구체적으로 다음과 같은 과정을 수행한다.Motion vector improvement on the multi-pass decoder side performs the following process in detail.

첫 번째 패스에서, 영상 부호화 장치는 참조 리스트 L0 및 L1의 참조픽처들로부터 생성한 양방향 예측의 움직임벡터들(MV0 및 MV1)을 초기값으로 이용하여, 그 주위에서 개선된 움직임벡터들(MV0_pass1 및 MV1_pass1)을 생성한다. 이때, 개선된 움직임벡터들은 L0 및 L1의 두 참조블록들에 대해 최소 BM 비용에 기초하여, 수학식 4와 같이 생성될 수 있다. In the first pass, the video encoding apparatus uses motion vectors (MV0 and MV1) of bi-directional prediction generated from reference pictures of reference lists L0 and L1 as initial values, and improves motion vectors (MV0_pass1 and MV0_pass1 and MV1) around them. MV1_pass1) is created. In this case, the improved motion vectors may be generated as in Equation 4 based on the minimum BM cost for the two reference blocks L0 and L1.

여기서, deltaMV는 초기값 주위에서 정수 샘플의 정밀도를 갖고, 초기 MV 주위에서 3×3의 정사각형 검색 패턴에 따라 탐색될 수 있다. Here, deltaMV has integer sample precision around the initial value, and can be searched according to a 3×3 square search pattern around the initial MV.

두 번째 패스에서, 영상 부호화 장치는 16×16 서브블록에 대해 BM을 적용한다. 영상 부호화 장치는 각 서브블록에 대해, 첫 번째 패스에서 참조 리스트 L0와 L1로부터 획득한 MV0_pass1과 MV1_pass1 주위에서 움직임벡터들을 개선하여 MV0_pass2 및 MV1_pass2를 생성한다. 이때, 정수 샘플 정밀도에서 움직임벡터들이 탐색된다. 이후, 영상 부호화 장치는 DMVR 기술에 따른 서브샘플 단위 개선 과정을 이용하여, 수학식 5와 같이 deltaMV(sbIdx2)를 생성한다. In the second pass, the video encoding apparatus applies BM to a 16×16 subblock. For each subblock, the video encoding apparatus generates MV0_pass2 and MV1_pass2 by improving motion vectors around MV0_pass1 and MV1_pass1 obtained from the reference lists L0 and L1 in the first pass. At this time, motion vectors are searched with integer sample precision. Thereafter, the video encoding apparatus generates deltaMV(sbIdx2) as shown in Equation 5 using a subsample unit improvement process according to DMVR technology.

여기서, sbIdx2는 16×16 서브블록의 인덱스를 나타낸다.Here, sbIdx2 represents an index of a 16×16 subblock.

세 번째 패스에서, 영상 부호화 장치는 8×8 서브블록에 BDOF를 적용하여 최종 움직임벡터들을 도출한다. 영상 부호화 장치는 각 8×8 서브블록에 대해, 두 번째 패스에서 획득한 움직임벡터들에 BDOF를 적용한다. 세 번째 패스에서 생성된 최종 움직임벡터들인 MV0_pass3 및 MV1_pass3는 수학식 6과 같이 표현된다. In the third pass, the video encoding apparatus derives final motion vectors by applying BDOF to an 8×8 subblock. The video encoding apparatus applies BDOF to motion vectors obtained in the second pass for each 8x8 subblock. MV0_pass3 and MV1_pass3, which are final motion vectors generated in the third pass, are expressed as in Equation (6).

여기서, sbIdx3는 8×8 서브블록의 인덱스를 나타내고, bioMV는 BDOF 적용에 따른 보정값을 나타낸다.Here, sbIdx3 represents an index of an 8x8 subblock, and bioMV represents a correction value according to application of BDOF.

이하, 각 패스에 대해, MBM 비용은 탐색된 움직임벡터들이 지시하는 두 블록들 간의 블록 매칭 비용을 나타낸다. 또한, deltaMV, deltaMV(sbIdx2) 및 bioMV를 통칭하여 개선 움직임벡터들의 개선값, 또는 '개선값'으로 나타낸다. 또한, 첫 번째 패스의 초기 움직임벡터들에 대해, 개선값은 deltaMV, deltaMV(sbIdx2) 및 bioMV의 전체 또는 일부의 합을 나타낼 수 있다.Hereinafter, for each pass, the MBM cost represents a block matching cost between two blocks indicated by the searched motion vectors. In addition, deltaMV, deltaMV(sbIdx2), and bioMV are collectively referred to as improved values of improved motion vectors or 'improved values'. Also, for the initial motion vectors of the first pass, the improvement value may represent the sum of all or part of deltaMV, deltaMV(sbIdx2), and bioMV.

II-6. 양방향 매칭 AMVP-MERGE 모드II-6. Bi-directional matching AMVP-MERGE mode

도 14는 본 개시의 일 실시예에 따른 양방향 매칭 AMVP-MERGE 모드를 나타내는 예시도이다.14 is an exemplary diagram illustrating a bidirectional matching AMVP-MERGE mode according to an embodiment of the present disclosure.

양방향 매칭 AMVP-MERGE 모드(BM AMVP-MERGE mode)에서, 영상 부호화 장치는 LX(X=0 or 1) 방향의 참조픽처에 대해 단 방향의 AMVP 모드가 선택되는 경우, 시간상으로 등거리에 위치하는 반대 방향의 참조픽처에 대해 머지 후보의 움직임벡터를 개선한다. 개선 시, 양방향 매칭 기술이 이용된다. In the bidirectional matching AMVP-MERGE mode (BM AMVP-MERGE mode), when the unidirectional AMVP mode is selected for the reference picture in the LX (X = 0 or 1) direction, the video encoding device is located equidistantly in time. The motion vector of the merge candidate for the reference picture in the direction is improved. When improving, bi-directional matching techniques are used.

영상 부호화 장치는 양방향 매칭 기반 움직임벡터 개선을 위해, LX 방향의 AMVP 벡터와 L1-X 방향의 머지 후보 움직임벡터를 초기치로 하여 다중패스 디코더측 움직임벡터 개선을 적용하여 개선된 움직임벡터들을 생성한다. 이때, AMVP 움직임벡터는 머지 후보 움직임벡터가 개선되는 만큼 변경될 수 있다. 예를 들어, AMVP 움직임벡터 개선값이 MVD0인 경우, 머지 후보 움직임벡터의 개선값 MVD1은 -MVD0가 될 수 있다. For bidirectional matching-based motion vector improvement, the video encoding apparatus generates improved motion vectors by applying multi-pass decoder-side motion vector improvement using the LX-direction AMVP vector and the L1-X direction merge candidate motion vector as initial values. In this case, the AMVP motion vector may be changed as much as the merge candidate motion vector is improved. For example, when the AMVP motion vector enhancement value is MVD0, the enhancement value MVD1 of the merge candidate motion vector may be -MVD0.

III. 움직임벡터 리스트 내 후보들의 추가, 프루닝 및 재정렬III. Addition, pruning and reordering of candidates in the motion vector list

이하, 본 개시에 따른 실현예들은 영상 부호화 장치를 중심으로 기술되나, 영상 복호화 장치에도 적용될 수 있다.Hereinafter, realization examples according to the present disclosure are described centering on an image encoding device, but may also be applied to an image decoding device.

이하, 움직임벡터 리스트는 후보들을 포함한다. 실현예 1 및 실현예 3에서, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터들(MV0 및 MV1)들, 즉 움직임벡터 페어일 수 있다. 실현예 2에서, 각 후보는 움직임 정보로서 움직임벡터 페어 또는 단방향 예측의 움직임벡터를 포함할 수 있다. Hereinafter, the motion vector list includes candidates. In realization example 1 and realization example 3, each candidate may be motion vectors MV0 and MV1 of bidirectional prediction, that is, a motion vector pair. In realization example 2, each candidate may include a motion vector pair or a motion vector of unidirectional prediction as motion information.

<실현예 1> MBM을 이용하는 머지 및 AMVP 후보 리스트 수정 방법<Example 1> Merge and AMVP candidate list modification method using MBM

영상 부호화 장치는 MBM을 이용하여 다음과 같이 머지 후보 리스트 및 AMVP 후보 리스트를 수정(modify)할 수 있다. The video encoding apparatus may use MBM to modify the merge candidate list and the AMVP candidate list as follows.

먼저, 영상 부호화 장치는 MBM의 3단계 다중 패스들을 이용하여 각 후보 움직임벡터 페어를 개선할 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는 세 번째 패스에서 생성된 최종 움직임벡터들을 이용할 수 있지만, 각 단계별 움직임벡터들을 선택적으로 AMVP 후보 리스트 또는 머지 후보 리스트에 추가할 수 있다. 예를 들어, 일반 머지 모드인 경우, CU 단위에서 생성된 첫 번째 패스의 개선 움직임벡터들 또는 16×16 단위의 서브블록에서 생성된 두 번째 패스의 개선된 움직임벡터들이 후보 리스트에 추가될 수 있다.First, the video encoding apparatus may improve each candidate motion vector pair using 3-step multiple passes of MBM. In this case, the video encoding apparatus may use final motion vectors generated in the third pass, but may selectively add motion vectors for each stage to the AMVP candidate list or the merge candidate list. For example, in the case of a normal merge mode, improved motion vectors of a first pass generated in units of CUs or improved motion vectors of a second path generated in subblocks of 16×16 units may be added to the candidate list. .

DMVR 모드가 적용되는 경우, 첫 번째 패스의 개선 움직임벡터들이 이용될 수 있다. When the DMVR mode is applied, the first-pass enhancement motion vectors may be used.

또한, DMVR 모드 및 아핀 머지 모드가 적용되는 경우, 첫 번째 패스에서 생성된 개선 움직임벡터들의 개선값(deltaMV)이 아핀 머지 후보 리스트 내 각 조합 아핀 후보의 모든 CPMVs에 가산될 수 있다.In addition, when the DMVR mode and the affine merge mode are applied, the deltaMVs of the improved motion vectors generated in the first pass may be added to all CPMVs of each combined affine candidate in the affine merge candidate list.

또한, 서브블록 기반 머지 모드나 아핀 기반의 움직임벡터 후보와 같이 서브블록 단위에서 후보를 결정하는 경우, 첫 번째 패스 및 두 번째 패스 외에도 세 번째 패스의 개선된 움직임벡터들이 후보 리스트에 추가될 수 있다. In addition, when a candidate is determined in units of subblocks, such as a subblock-based merge mode or an affine-based motion vector candidate, improved motion vectors of a third pass may be added to the candidate list in addition to the first and second passes. .

한편, AMVR이 적용되는 경우, 영상 부호화 장치는 amvr_precision_idx에 따른 최소 루마 샘플 단위보다 크거나 같은 움직임벡터들만 추가한다. 이를 위해, 해당 CU에 대해 MBM의 다중 패스들이 적응적으로 선택될 수 있다. Meanwhile, when AMVR is applied, the video encoding apparatus adds only motion vectors greater than or equal to the minimum luma sample unit according to amvr_precision_idx. To this end, multiple passes of MBM may be adaptively selected for the corresponding CU.

일 예로서, 영상 부호화 장치는 MBM을 이용하여 AMVP 후보 리스트에 대해 다음과 같이 후보 추가, 리스트 재정렬, 리스트 프루닝(pruning) 등을 수행할 수 있다. As an example, the video encoding apparatus may perform candidate addition, list rearrangement, list pruning, etc. on the AMVP candidate list using MBM as follows.

전술한 바와 같이, 영상 부호화 장치는 MBM의 3단계 다중 패스들을 이용하여 기존의 움직임벡터 페어(MV0, MV1)를 개선함으로써 개선된 움직임벡터들(MV0_passN, MV1_passN)을 생성한다. 여기서, 기존의 움직임벡터 페어는 AMVP 후보 리스트에 포함된 후보로서 양방향 예측의 움직임벡터들을 나타낸다. 기존의 움직임벡터 페어(MV0, MV1)에 대해, 영상 부호화 장치는 하나의 개선된 움직임벡터 페어(MV0_passN, MV1_passN)를 생성하나 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 즉, 다중 패스들의 적용에 따라 기존의 움직임벡터 페어에 대해, 하나의 이상의 개선된 움직임벡터 페어들이 생성될 수 있다. As described above, the video encoding apparatus generates improved motion vectors MV0_passN and MV1_passN by improving an existing pair of motion vectors MV0 and MV1 using 3-step multiple passes of MBM. Here, the existing motion vector pairs are candidates included in the AMVP candidate list and represent motion vectors of bi-directional prediction. For the existing motion vector pair (MV0, MV1), the video encoding apparatus generates one improved motion vector pair (MV0_passN, MV1_passN), but is not necessarily limited thereto. That is, one or more improved motion vector pairs may be generated for an existing motion vector pair according to the application of multiple passes.

후보 추가를 위해, 영상 부호화 장치는 개선된 움직임벡터들(MV0_passN, MV1_passN)을 기존의 AMVP 후보 리스트에 추가한다. 리스트에 추가 시, 개선된 움직임벡터들은 고정된 위치에 추가될 수 있다. 예를 들어, 개선된 움직임벡터들은 리스트의 마지막에 위치할 수 있다. 또는, 개선된 움직임벡터들은 리스트의 최우선순위에 위치할 수 있다.For candidate addition, the video encoding apparatus adds improved motion vectors (MV0_passN, MV1_passN) to the existing AMVP candidate list. When adding to the list, the enhanced motion vectors can be added at a fixed location. For example, improved motion vectors may be located at the end of the list. Alternatively, the improved motion vectors may be located at the highest priority in the list.

또한, AMVP 후보 리스트의 프루닝을 위해, 영상 부호화 장치는 리스트에서 기존의 움직임벡터들을 개선된 움직임벡터들로 대체하거나 삭제할 수 있다. 이때, 개선된 움직임벡터들과 기존 움직임벡터들 간의 비용 차이를 계산하여 대체 또는 삭제 여부가 선택될 수 있다. 여기서, 비용은 MBM 비용을 나타낸다. Also, for pruning of the AMVP candidate list, the video encoding apparatus may replace or delete existing motion vectors from the list with improved motion vectors. In this case, replacement or deletion may be selected by calculating a cost difference between the improved motion vectors and the existing motion vectors. Here, the cost represents the MBM cost.

대체는, 개선된 움직임벡터들이 기존 움직임벡터들보다 비용 측면에서 좋은 경우, 리스트에서 기존의 움직임벡터들을 개선된 움직임벡터들로 교체하는 것이다. 삭제는, 개선된 움직임벡터들이 기존 움직임벡터들보다 비용 측면에서 좋지 않은 경우, 개선된 움직임벡터들을 리스트에 추가하지 않는 것이다. 또는, 삭제는, 후보들의 개선된 움직임벡터 페어들이 추가된 후보 리스트에 대해, MBM 비용 측면에서 가장 좋은 후보들을 리스트의 크기만큼 남기고 나머지 후보들을 제거하는 것을 의미한다. 이때, 기존 움직임벡터 페어들에 대해 deltaMV를 0으로 가정한 후, MBM 비용이 산정될 수 있다. An alternative is to replace the existing motion vectors in the list with improved motion vectors if the improved motion vectors are better than the existing motion vectors in terms of cost. Deletion is to not add the improved motion vectors to the list if the improved motion vectors are not better than the existing motion vectors in terms of cost. Alternatively, deletion means leaving the best candidates as large as the size of the list in terms of MBM cost with respect to the candidate list to which the improved motion vector pairs of candidates are added, and removing the remaining candidates. In this case, MBM cost may be calculated after assuming that deltaMV is 0 for existing motion vector pairs.

또한, 리스트 재정렬을 위해, 영상 부호화 장치는 MBM 비용에 기초하여 AMVP 후보 리스트의 움직임벡터 후보들을 재정렬할 수 있다. 예컨대, MBM 비용에 기초하여 후보들이 오름차순으로 정렬됨으로써 후보들의 우선순위가 결정될 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 후보들이 추가되거나 프루닝된 AMVP 후보 리스트에 대해, MBM 비용에 기초하여 후보들을 재정렬할 수 있다. Also, for rearrangement of the list, the video encoding apparatus may rearrange motion vector candidates of the AMVP candidate list based on the MBM cost. For example, the priority of the candidates may be determined by sorting the candidates in ascending order based on the MBM cost. In addition, the video encoding apparatus may rearrange the candidates based on the MBM cost for the AMVP candidate list to which candidates are added or pruned.

다른 예로서, 영상 부호화 장치는 MBM을 이용하여 일반 머지 후보 리스트에 대해 다음과 같이 후보 추가, 리스트 재정렬, 리스트 프루닝 등을 수행할 수 있다. As another example, the video encoding apparatus may perform candidate addition, list rearrangement, list pruning, etc. on a general merge candidate list using MBM as follows.

전술한 바와 같이, 영상 부호화 장치는 MBM의 3단계 다중 패스들을 이용하여 기존의 움직임벡터 페어(MV0, MV1)를 개선함으로써 개선된 움직임벡터들(MV0_passN, MV1_passN)을 생성한다. 여기서, 기존의 움직임벡터 페어는 머지 후보 리스트에 포함된 후보로서 양방향 예측의 움직임벡터들을 나타낸다. As described above, the video encoding apparatus generates improved motion vectors MV0_passN and MV1_passN by improving an existing pair of motion vectors MV0 and MV1 using 3-step multiple passes of MBM. Here, the existing motion vector pairs represent motion vectors of bi-directional prediction as candidates included in the merge candidate list.

후보 추가를 위해, 영상 부호화 장치는 개선된 움직임벡터들(MV0_passN, MV1_passN)을 기존의 머지 후보 리스트에 추가한다. 리스트에 추가 시, 개선된 움직임벡터들은 고정된 위치에 추가될 수 있다. 예를 들어, 개선된 움직임벡터들은 리스트의 마지막에 위치하거나 최우선순위에 위치할 수 있다.For candidate addition, the video encoding apparatus adds improved motion vectors (MV0_passN, MV1_passN) to the existing merge candidate list. When adding to the list, the enhanced motion vectors can be added at a fixed location. For example, the improved motion vectors may be located at the end of the list or at the highest priority.

또는, 영상 부호화 장치는 기설정된 조건을 고려하여, 개선된 움직임벡터들을 머지 후보 리스트의 특정 순위에 추가할 수 있다. 영상 부호화 장치는 리스트 내 후보들에 대해 MBM 비용을 계산하고 그 다양성(diversity)을 고려할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 특정 순위의 이전 후보와 개선된 움직임벡터들 간 비용 차이를 계산한 후, 이를 기설정된 임계치와 비교한다. 특정 순위가 최우선순위인 경우, 최우선순위의 후보와 개선된 움직임벡터들 간 비용 차이가 계산될 수 있다. 영상 부호화 장치는 계산된 비용 차이가 임계치 이상인 경우, 개선된 움직임벡터들을 특정 순위에 위치시킨다. 반면, 계산된 비용 차이가 임계치보다 작은 경우, 영상 부호화 장치는, 개선된 움직임벡터들이 앞서는 후보와 중복성이 있다고 판단하여, 특정 순위의 다음 순위에 대해 전술한 과정을 반복한다. Alternatively, the video encoding apparatus may add the improved motion vectors to a specific rank of the merge candidate list in consideration of a preset condition. The video encoding apparatus may calculate MBM costs for candidates in the list and consider their diversity. For example, the video encoding apparatus calculates a cost difference between a previous candidate of a specific rank and improved motion vectors, and then compares it with a preset threshold. When a specific order is the highest priority, a cost difference between a candidate with the highest priority and the improved motion vectors may be calculated. When the calculated cost difference is greater than or equal to the threshold value, the video encoding apparatus places the improved motion vectors in a specific rank. On the other hand, if the calculated cost difference is less than the threshold value, the video encoding apparatus determines that the improved motion vectors have overlap with the preceding candidate, and repeats the above-described process for the next rank in the specific rank.

여기서, 임계치는 양자화 파라미터에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 임계치는 비트율-왜곡 최적화에 사용하는 라그랑주 파라미터(Lagrangian parameter)로 설정될 수 있다. Here, the threshold may be set based on the quantization parameter. For example, the threshold may be set as a Lagrangian parameter used for bit rate-distortion optimization.

또한, 머지 후보 리스트의 프루닝을 위해, 영상 부호화 장치는 리스트에서 기존의 움직임벡터들을 개선된 움직임벡터들로 대체하거나 삭제할 수 있다. 이때, 개선된 움직임벡터들과 기존 움직임벡터들 간의 비용 차이를 계산하여 대체 또는 삭제 여부가 선택될 수 있다. 여기서, 비용은 MBM 비용을 나타낸다.Also, for pruning of the merge candidate list, the video encoding apparatus may replace or delete existing motion vectors from the list with improved motion vectors. In this case, replacement or deletion may be selected by calculating a cost difference between the improved motion vectors and the existing motion vectors. Here, the cost represents the MBM cost.

대체는, 개선된 움직임벡터들이 기존 움직임벡터들보다 비용 측면에서 좋은 경우, 리스트에서 기존의 움직임벡터들을 개선된 움직임벡터들로 교체하는 것이다. 삭제는, 개선된 움직임벡터들이 기존 움직임벡터들보다 비용 측면에서 좋지 않은 경우, 개선된 움직임벡터들을 리스트에 추가하지 않는 것이다. 또는, 삭제는, 후보들의 개선된 움직임벡터 페어들이 추가된 후보 리스트에 대해, MBM 비용 측면에서 가장 좋은 후보들을 리스트의 크기만큼 남기고 나머지 후보들을 제거하는 것을 의미한다. 이때, 기존 움직임벡터에 대해 deltaMV를 0으로 가정한 후, MBM 비용이 산정될 수 있다.An alternative is to replace the existing motion vectors in the list with improved motion vectors if the improved motion vectors are better than the existing motion vectors in terms of cost. Deletion is to not add the improved motion vectors to the list if the improved motion vectors are not better than the existing motion vectors in terms of cost. Alternatively, deletion means leaving the best candidates as large as the size of the list in terms of MBM cost with respect to the candidate list to which the improved motion vector pairs of candidates are added, and removing the remaining candidates. At this time, after assuming that deltaMV is 0 for the existing motion vector, the MBM cost can be calculated.

또는, 리스트 재정렬을 위해, 영상 부호화 장치는 MBM 비용에 기초하여 머지 후보 리스트의 움직임벡터 후보들을 재정렬할 수 있다. 예컨대, MBM 비용에 기초하여 후보들이 오름차순으로 정렬됨으로써 후보들의 우선순위가 결정될 수 있다. 또한, 영상 부호화 장치는 후보들이 추가되거나 프루닝된 머지 후보 리스트에 대해, MBM 비용에 기초하여 후보들을 재정렬할 수 있다.Alternatively, for rearrangement of the list, the video encoding apparatus may rearrange motion vector candidates of the merge candidate list based on the MBM cost. For example, the priority of the candidates may be determined by sorting the candidates in ascending order based on the MBM cost. Also, the video encoding apparatus may rearrange candidates based on the MBM cost for the merge candidate list to which candidates are added or pruned.

한편, 영상 부호화 장치는 부호화된 움직임벡터들을 HMVP 테이블에 저장 시, TM, BM 또는 MBM에 따라 개선된 움직임벡터들을 추가한다. 또한, 기존의 HMVP 테이블은 FIFO 형식으로 업데이트되나, 본 실현예에서는 TM 비용 또는 MBM 비용에 기초하여 HMVP 테이블 내 움직임벡터들이 재정렬될 수 있다. Meanwhile, when the video encoding apparatus stores the encoded motion vectors in the HMVP table, it adds improved motion vectors according to TM, BM or MBM. In addition, the existing HMVP table is updated in a FIFO format, but in this embodiment, motion vectors in the HMVP table may be rearranged based on TM cost or MBM cost.

또한, 영상 부호화 장치는 다음과 같이 GPM 후보 리스트를 재정렬할 수 있다. In addition, the video encoding device may rearrange the GPM candidate list as follows.

기존 방법에서는 GPM 후보 리스트를 구성 시, 현재블록이 사선으로 분할된 두 영역들에 대해 각 영역의 움직임 정보는 일반 머지 모드 후보 리스트에서 유도된다. 즉, 인덱스가 짝수/홀수인지에 따라 L0/L1에 있는 움직임 정보를 이용하여 후보 리스트가 구성될 수 있다. 본 실시예에서, 영상 부호화 장치는 이러한 구성 방법을 대신하여, 머지 모드 후보 리스트 내 움직임 정보에 대해 MBM 비용에 기초하여 우선순위를 부여함으로써 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이때, MBM 비용은 두 영역들의 움직임 정보(즉, 움직임벡터들)에 기초하여 산정될 수 있다. In the conventional method, when constructing the GPM candidate list, motion information of each region is derived from the general merge mode candidate list for two regions in which the current block is divided by an oblique line. That is, a candidate list may be constructed using motion information in L0/L1 depending on whether the index is an even number or an odd number. In this embodiment, the video encoding apparatus may configure the candidate list by prioritizing motion information in the merge mode candidate list based on the MBM cost, instead of such a configuration method. In this case, the MBM cost may be calculated based on motion information (ie, motion vectors) of the two regions.

또는, 두 영역들에 대해 각각 움직임 정보를 선택하기 위해, 영상 부호화 장치는 TM 비용이 가장 작은 참조블록을 선택할 수 있다. 각 참조블록의 단방향 움직임 정보는, 도 15의 예시와 같이 현재블록의 주변 블록들로부터 유도된 움직임 정보 후보 리스트에서 선택될 수 있다. 부호화 효율을 향상시키기 위해, 영상 부호화 장치는 TM 비용에 기반하여 움직임 정보에 우선순위를 부여함으로써 후보 리스트를 구성할 수 있다. Alternatively, in order to select motion information for each of the two regions, the image encoding apparatus may select a reference block having the smallest TM cost. Unidirectional motion information of each reference block may be selected from a motion information candidate list derived from neighboring blocks of the current block, as in the example of FIG. 15 . In order to improve encoding efficiency, the video encoding apparatus may configure a candidate list by prioritizing motion information based on TM cost.

기존 GPM에서는, 도 9의 예시와 같이 좌상측에서 우하측의 사선 또는 우상측에서 좌하측의 사선을 이용하는 두 가지 분할 방법에 따라 블록이 분할될 수 있다. 본 실시예에 따른 템플릿 매칭에서는, 현재블록에 인접한 픽셀들이 존재하는 좌상측에서 우하측의 사선을 이용하는 분할 방법만이 고된다.In the existing GPM, as shown in the example of FIG. 9 , a block may be divided according to two division methods using an oblique line from an upper left to a lower right or an oblique line from an upper right to a lower left. In the template matching according to the present embodiment, only the division method using the oblique line from the upper left side to the lower right side where pixels adjacent to the current block exist is considered.

영상 부호화 장치는 GPM에 대해, 재정렬 방법 사용 여부를 지시하는 플래그를 시그널링할 수 있다. The video encoding apparatus may signal a flag indicating whether to use the reordering method for GPM.

또는, 영상 부호화 장치는 GPM의 움직임 정보 후보 리스트를 구성 시 TM/BM 기반 방법을 사용할 수 있다. 이때, 현재블록의 템플릿은, 일반적인 TM/BM 방법에 따라 상단과 좌측 참조샘플들을 이용하나, 참조블록의 템플릿은, 현재블록의 경계에 인접한 서브블록들로부터 파생된 움직임벡터들 각각이 지시하는 위치의 샘플들을 이용할 수 있다. GPM의 템플릿 매칭 탐색 과정에서, 영상 부호화 장치는 두 개의 삼각분할 영역들 중 하나의 삼각분할 영역의 움직임 정보를 유지한 채로 다른 삼각분할 영역에 대해 매칭 검색을 수행한다. 영상 부호화 장치는 모든 일반 머지 모드 후보들에 대해 전술한 템플릿 매칭 탐색 과정을 반복할 수 있다. Alternatively, the video encoding apparatus may use a TM/BM-based method when constructing the GPM motion information candidate list. In this case, the template of the current block uses the top and left reference samples according to a general TM/BM method, but the template of the reference block is a position indicated by motion vectors derived from subblocks adjacent to the boundary of the current block. samples are available. In the GPM template matching search process, the video encoding apparatus performs a matching search on the other triangulated area while maintaining motion information of one triangulated area among the two triangulated areas. The video encoding apparatus may repeat the above-described template matching search process for all general merge mode candidates.

또다른 예로서, 영상 부호화 장치는 MBM을 이용하여 아핀 머지/AMVP 후보 리스트를 재정렬할 수 있다. As another example, the video encoding apparatus generates an affine merge/AMVP candidate list using MBM. can be rearranged.

아핀 모드 과정에서, 영상 부호화 장치는 상속 아핀 후보와 조합 아핀 후보 등으로 후보 리스트를 구성한다. 이때, MBM 방법에 기초하여 리스트 내 후보들 간 우선순위가 결정될 수 있다. In the affine mode process, the video encoding device configures a candidate list with inherited affine candidates and combined affine candidates. In this case, priorities among candidates in the list may be determined based on the MBM method.

영상 부호화 장치는 조합 아핀 후보 결정 시, 도 7의 예시와 같이 주변블록 B2→B3→A2 순서로 움직임벡터 존재 여부를 확인하여 첫 번째 가용 움직임벡터를 CPMV1로 설정한다. 이때, 영상 부호화 장치는 MBM 비용에 기초하여 가용한 움직임벡터들을 재정렬을 한 후, 우선순위에 따라 CPMV1을 결정한다. 유사하게, 영상 부호화 장치는 B1→B0 순서로 움직임벡터를 확인하여 CPMV2를 설정하고, A1→A0 순서로 움직임벡터를 확인하여 CPMV3로 설정하되, MBM 비용에 기초하여 CPMVs(CPMV2 및 CPMV3)을 결정할 수 있다.When determining a combined affine candidate, the video encoding apparatus checks whether a motion vector exists in the order of neighboring blocks B2→B3→A2 as in the example of FIG. 7 and sets the first available motion vector as CPMV1. At this time, the video encoding apparatus rearranges the available motion vectors based on the MBM cost, and then determines the CPMV1 according to the priority order. Similarly, the video encoding apparatus checks the motion vectors in the order of B1→B0 to set CPMV2, checks the motion vectors in the order of A1→A0 and sets them to CPMV3, and determines CPMVs (CPMV2 and CPMV3) based on the MBM cost. can

아핀 머지 모드인 경우, 영상 부호화 장치는 현재블록에 대해 MBM의 첫 번째 패스를 이용하여 개선 움직임벡터들을 생성한 후, 리스트 내 각 조합 아핀 후보의 모든 CPMVs에 개선 움직임벡터들의 개선값(deltaMV)을 가산할 수 있다. 이때, 첫 번째 패스를 적용하기 위한 초기치로는 현재블록의 움직임벡터 페어가 이용될 수 있다. In the case of the affine merge mode, the video encoding apparatus generates improved motion vectors using the first pass of MBM for the current block, and then assigns deltaMVs of the improved motion vectors to all CPMVs of each combination affine candidate in the list. can be counted At this time, a motion vector pair of the current block may be used as an initial value for applying the first pass.

또는, 아핀 머지 모드인 경우, 영상 부호화 장치는 현재블록에 대해 MBM의 첫 번째 패스를 이용하여 개선 움직임벡터들을 생성한 후, 주변블록들로부터 선택된 CPMVs에 개선 움직임벡터들의 개선값(deltaMV)을 가산할 수 있다. Alternatively, in the case of the affine merge mode, the video encoding apparatus generates improved motion vectors for the current block using the first pass of MBM, and then adds the deltaMVs of the improved motion vectors to CPMVs selected from neighboring blocks. can do.

영상 부호화 장치는 조합 아핀 후보 결정 시, 도 7의 예시와 같이 후보블록 B2→B3→A2 순서로 움직임벡터 존재 여부를 확인하여 첫 번째 가용 움직임벡터를 CPMV1로 설정한다. 유사하게, 영상 부호화 장치는 B1→B0 순서로 움직임벡터를 확인하여 CPMV2를 설정하고, A1→A0 순서로 움직임벡터를 확인하여 CPMV3로 설정한다. 이때, 영상 부호화 장치는 고정된 CPMVs를 사용하는 것이 아니라, 현재블록의 주변 블록의 움직임벡터를 이용하여 아핀 파라미터를 추정하는 회귀 모델을 계산하고, 해당 모델로부터 현재블록의 수정된 CPMVs를 다시 계산한다. 영상 부호화 장치는 현재블록에 대해 MBM의 첫 번째 패스를 이용하여 개선 움직임벡터들을 생성한 후, 수정된 CPMVs에 개선 움직임벡터들의 개선값(deltaMV)을 가산할 수 있다. When determining a combined affine candidate, the video encoding apparatus checks whether a motion vector exists in the order of candidate block B2→B3→A2 as in the example of FIG. 7 and sets the first available motion vector as CPMV1. Similarly, the video encoding apparatus sets CPMV2 by checking the motion vectors in the order of B1 → B0, and sets them to CPMV3 by checking the motion vectors in the order of A1 → A0. At this time, the video encoding apparatus does not use fixed CPMVs, but calculates a regression model for estimating affine parameters using motion vectors of neighboring blocks of the current block, and recalculates modified CPMVs of the current block from the model. . After generating the improved motion vectors for the current block using the first pass of the MBM, the video encoding apparatus may add the deltaMV of the improved motion vectors to the corrected CPMVs.

<실현예 2> TM을 이용하는 머지 및 AMVP 후보 리스트 수정 방법<Example 2> Merge and AMVP candidate list modification method using TM

영상 부호화 장치는 AMVP/머지 리스트 내 각 후보에 대해 템플릿 매칭을 수행하고 템플릿 비용을 계산한다. 이후, 영상 부호화 장치는 TM 비용이 작은 순서로 리스트를 재정렬할 수 있다. The video encoding apparatus performs template matching on each candidate in the AMVP/merge list and calculates a template cost. After that, the video encoding apparatus may rearrange the list in order of decreasing TM cost.

일 예로서, 영상 부호화 장치는 템플릿 매칭에 기반하여 일반 AMVP 후보 리스트 내 후보들을 재정렬할 수 있다. As an example, the video encoding device may rearrange candidates in the general AMVP candidate list based on template matching.

영상 부호화 장치는 공간적 후보와 시간적 후보에 HMVP 후보를 추가하여 최대 2 개의 예측 후보들을 포함하도록 AMVP 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이후, 영상 부호화 장치는 TM 비용을 사용하여 후보들의 순서를 재정렬한다. 또는, 영상 부호화 장치는 리스트 내 후보 선택 시, TM 비용을 기준으로 후보를 선택할 수 있다. The video encoding apparatus may configure the AMVP candidate list to include up to two prediction candidates by adding the HMVP candidate to the spatial and temporal candidates. Then, the video encoding apparatus rearranges the order of the candidates using the TM cost. Alternatively, when selecting a candidate in the list, the video encoding apparatus may select a candidate based on the TM cost.

영상 부호화 장치는 좌측과 상단 블록들을 참조하여 각각 하나씩 최대 2 개의 후보를 공간적 후보들로서 사용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 도 16의 예시와 같이 좌측에 위치하는 Am 및 Am+1 중 하나를 후보로 선택하고, 상단에 위치하는 B-1, Bn 및 Bn+1 중 하나를 후보로 선택할 수 있다. 이후, 영상 부호화 장치는 비트율 왜곡 최적화를 통해 부호화를 진행한다. 본 실현예에서, 영상 부호화 장치는 좌측 및 상단에서 후보들을 결정 시, TM 비용에 기초하여 후보들을 결정할 수 있다. The image encoding apparatus may use up to two candidates, one each, as spatial candidates by referring to the left and upper blocks. As shown in the example of FIG. 16, the video encoding apparatus selects one of A m and A m+1 located on the left side as a candidate, and selects one of B -1 , B n and B n+1 located on the upper side as a candidate. can Thereafter, the video encoding apparatus proceeds with encoding through bit rate distortion optimization. In this embodiment, the video encoding apparatus may determine the candidates based on the TM cost when determining the left and top candidates.

다른 예로서, 영상 부호화 장치는 템플릿 매칭에 기반하여 아핀 AMVP/머지 후보들을 재정렬할 수 있다. As another example, the video encoding apparatus may rearrange affine AMVP/merge candidates based on template matching.

아핀 모드 과정에서, 영상 부호화 장치는 상속 아핀 후보, 조합 아핀후보 등을 포함하도록 아핀 AMVP 후보 리스트를 구성할 수 있다. 이때, 영상 부호화 장치는 TM을 사용하여 후보들 간의 우선 순위를 결정할 수 있다.In the affine mode process, the video encoding device may configure an affine AMVP candidate list to include an inherited affine candidate, a combined affine candidate, and the like. In this case, the video encoding apparatus may determine the priority between candidates using the TM.

영상 부호화 장치는 조합 아핀 후보 결정 시, 도 7의 예시와 같이 후보블록 B2→B3→A2 순서로 움직임벡터 존재 여부를 확인하여 첫 번째 가용 움직임벡터를 CPMV1로 설정한다. 이때, 영상 부호화 장치는 TM 비용에 기초하여 움직임벡터들을 재정렬을 한 후, 우선순위에 따라 CPMV1을 결정한다. 유사하게, 영상 부호화 장치는 B1→B0 순서로 움직임벡터를 확인하여 CPMV2를 설정하고, A1→A0 순서로 움직임벡터를 확인하여 CPMV3로 설정하되, TM 비용에 기초하여 CPMVs을 결정할 수 있다. When determining a combined affine candidate, the video encoding apparatus checks whether a motion vector exists in the order of candidate block B2→B3→A2 as in the example of FIG. 7 and sets the first available motion vector as CPMV1. At this time, the video encoding apparatus rearranges the motion vectors based on the TM cost and then determines the CPMV1 according to the priority order. Similarly, the video encoding apparatus may set CPMV2 by checking motion vectors in the order of B1 → B0, and set CPMV3 by checking motion vectors in the order of A1 → A0, and determine CPMVs based on the TM cost.

상속 아핀 후보나 조합 아핀 후보가 1 개 이상이라면, 각각은 서브그룹으로 분할될 수 있다. 이후, 영상 부호화 장치는 서브그룹 내에서 템플릿 매칭 기반으로 우선순위를 결정함으로써, 리스트를 재정렬한다. If there is more than one inheritance affine candidate or combinatorial affine candidate, each can be divided into subgroups. Thereafter, the video encoding apparatus rearranges the list by determining the priority within the subgroup based on template matching.

도 17은 본 개시의 일 실시예에 따른, 상속 아핀 AMVP 후보들의 재정렬을 포함하는, 아핀 AMVP 후보를 탐색하는 과정을 나타내는 순서도이다.17 is a flowchart illustrating a process of searching for an affine AMVP candidate, including rearrangement of inherited affine AMVP candidates, according to an embodiment of the present disclosure.

도 17의 예시에서, 영상 부호화 장치는 상속 아핀 AMVP 후보들을 포함하는 서브그룹에 대해 템플릿 매칭 기반으로 우선순위를 결정함으로써, 서브그룹 내 상속 아핀 AMVP 후보들을 재정렬한다(S1703). 도 17의 예시에서 나머지 단계들은 도 8의 예시와 동일하므로, 자세한 기술을 생략한다. In the example of FIG. 17 , the video encoding apparatus rearranges the inherited affine AMVP candidates in the subgroup by prioritizing the subgroup including the inherited affine AMVP candidates based on template matching (S1703). Since the remaining steps in the example of FIG. 17 are the same as those in the example of FIG. 8, detailed descriptions are omitted.

또다른 예로서, 영상 부호화 장치는 TM AMVP/TM 머지 후보 리스트 내 후보들을 재정렬할 수 있다. As another example, the video encoding apparatus may rearrange candidates in the TM AMVP/TM merge candidate list.

영상 부호화 장치는 TM AMVP/TM 머지 리스트 내 각 후보에 대해 템플릿 매칭을 수행하여, TM 비용을 계산한다. 이후, 영상 부호화 장치는 TM 비용이 작은 순서로 리스트 내 후보들을 재정렬할 수 있다. The video encoding apparatus calculates a TM cost by performing template matching on each candidate in the TM AMVP/TM merge list. Thereafter, the video encoding apparatus may rearrange the candidates in the list in an order of decreasing TM cost.

영상 부호화 장치는 TM을 이용하여 기존의 움직임 정보를 개선함으로써 개선 움직임 정보를 생성할 수 있다. 여기서, 기존의 움직임 정보는 후보 리스트에 포함된 단방향 예측의 움직임벡터 또는 양방향 예측의 움직임벡터 페어(MV0, MV1)를 나타낸다.The video encoding apparatus may generate improved motion information by improving existing motion information using TM. Here, the existing motion information indicates a motion vector pair of unidirectional prediction or motion vector (MV0, MV1) of bidirectional prediction included in the candidate list.

TM을 이용하여 후보 움직임 정보를 개선하는 경우, 영상 부호화 장치는 현재블록의 모양을 반영하여 TM 비용을 계산할 수 있다. 예를 들어, 블록이 가로 방향으로 긴 경우, 템플릿의 상단 샘플들이 이용되고, 세로 방향으로 긴 경우, 좌측 샘플들이 이용될 수 있다. When the candidate motion information is improved using TM, the video encoding apparatus may calculate the TM cost by reflecting the shape of the current block. For example, if the block is long in the horizontal direction, top samples of the template may be used, and if the block is long in the vertical direction, left samples may be used.

TM을 이용하여 개선 움직임 정보를 생성 시, 영상 부호화 장치는 TM 비용이 기설정된 임계치보다 큰 경우, 개선 움직임 정보를 리스트에 추가하지 않는다. 이때, 임계치는 첫 번째 후보의 TM 비용을 고려하여 산정한다. 예를 들어, 첫 번째 후보의 TM 비용에 N(예를 들어, N=5)를 곱하여 임계치가 설정될 수 있다. When generating the enhancement motion information using the TM, the video encoding apparatus does not add the enhancement motion information to the list if the TM cost is greater than a preset threshold. At this time, the threshold is calculated in consideration of the TM cost of the first candidate. For example, the threshold may be set by multiplying the TM cost of the first candidate by N (eg, N=5).

또다른 예로서, 영상 부호화 장치는 TM에 기반하여 일반 머지 후보 리스트에 대해 다음과 같이 후보 추가, 리스트 재정렬, 리스트 프루닝 등을 수행할 수 있다. 이하, 움직임 정보는 단방향 예측의 움직임벡터 또는 양방향 예측의 움직임벡터 페어(MV0, MV1)를 나타낸다. As another example, the video encoding apparatus may perform candidate addition, list rearrangement, list pruning, etc. on a normal merge candidate list based on the TM as follows. Hereinafter, motion information indicates a unidirectional predictive motion vector or a bidirectional predictive motion vector pair (MV0, MV1).

먼저, 영상 부호화 장치는 TM을 이용하여 기존의 움직임 정보를 개선함으로써, 개선 움직임 정보를 생성한다. First, the video encoding apparatus generates improved motion information by improving existing motion information using the TM.

후보 추가를 위해, 영상 부호화 장치는 개선된 움직임 정보를 기존의 머지 후보 리스트에 추가한다. 리스트에 추가 시, 개선된 움직임 정보는 고정된 위치에 추가될 수 있다. 예를 들어, 개선된 움직임 정보는 리스트의 마지막에 위치하거나 리스트의 최우선순위에 위치할 수 있다.For candidate addition, the video encoding apparatus adds the improved motion information to the existing merge candidate list. When adding to the list, the enhanced motion information can be added at a fixed location. For example, the improved motion information may be located at the end of the list or at the top of the list.

또는, 영상 부호화 장치는 기설정된 조건을 고려하여, 개선된 움직임 정보를 머지 후보 리스트의 특정 순위에 추가할 수 있다. 영상 부호화 장치는 리스트 내 후보들에 대해 TM 비용을 계산하고 그 다양성을 고려할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 특정 순위의 이전 후보와 개선된 움직임 정보 간 비용 차이를 계산한 후, 이를 기설정된 임계치와 비교한다. 특정 순위가 최우선순위인 경우, 최우선순위의 후보와 개선된 움직임 정보 간 비용 차이가 계산될 수 있다. 영상 부호화 장치는 계산된 비용 차이가 임계치 이상인 경우, 개선된 움직임 정보를 특정 순위에 위치시킨다. 반면, 계산된 비용 차이가 임계치보다 작은 경우, 영상 부호화 장치는, 개선된 움직임 정보가 앞서는 후보와 중복성이 있다고 판단하여, 특정 순위의 다음 순위에 대해 전술한 과정을 반복한다. Alternatively, the video encoding apparatus may add the improved motion information to a specific rank of the merge candidate list in consideration of a preset condition. The video encoding apparatus may calculate TM costs for candidates in the list and consider their diversity. For example, the video encoding apparatus calculates a cost difference between a previous candidate of a specific rank and improved motion information, and then compares the cost difference with a preset threshold. When a specific priority is the highest priority, a cost difference between a candidate with the highest priority and the improved motion information may be calculated. When the calculated cost difference is greater than or equal to a threshold value, the video encoding apparatus positions the improved motion information in a specific rank. On the other hand, if the calculated cost difference is smaller than the threshold value, the video encoding apparatus determines that the improved motion information has overlap with the preceding candidate, and repeats the above-described process for the next rank in the specific rank.

여기서, 임계치는 양자화 파라미터에 기초하여 설정될 수 있다. 예를 들어, 임계치는 비트율-왜곡 최적화에 사용하는 라그랑주 파라미터로 설정될 수 있다. Here, the threshold may be set based on the quantization parameter. For example, the threshold can be set as a Lagrange parameter used for bitrate-distortion optimization.

또한, 머지 후보 리스트의 프루닝을 위해, 영상 부호화 장치는 리스트에서 기존의 움직임 정보를 개선된 움직임 정보로 대체하거나 삭제할 수 있다. 이때, 개선된 움직임 정보와 기존 움직임 정보 간의 비용 차이를 계산하여 대체 또는 삭제 여부가 선택될 수 있다. 여기서, 비용은 TM 비용을 나타낸다.Also, for pruning of the merge candidate list, the video encoding apparatus may replace or delete existing motion information from the list with improved motion information. In this case, replacement or deletion may be selected by calculating a cost difference between the improved motion information and the existing motion information. Here, the cost represents the TM cost.

대체는, 개선된 움직임 정보가 기존 움직임 정보보다 비용 측면에서 좋은 경우, 리스트에서 기존의 움직임 정보를 개선된 움직임 정보로 교체하는 것이다. 삭제는, 개선된 움직임 정보가 기존 움직임 정보보다 비용 측면에서 좋지 않은 경우, 개선된 움직임 정보를 리스트에 추가하지 않는 것이다. 또는, 삭제는, 개선된 움직임 정보까지 포함하는 리스트 후보들에 대해, TM 비용 측면에서 가장 좋은 후보들을 리스트의 크기만큼 남기고 나머지 후보들을 제거하는 것을 의미한다. 이때, 기존 움직임 정보에 대해 deltaMV를 0으로 가정한 후, TM 비용이 산정될 수 있다.The replacement is to replace the existing motion information in the list with the improved motion information when the improved motion information is better than the existing motion information in terms of cost. Deletion means not adding the improved motion information to the list if the improved motion information is inferior to the existing motion information in terms of cost. Alternatively, deletion means leaving the best candidates as large as the size of the list in terms of TM cost and removing the remaining candidates for list candidates including improved motion information. At this time, after assuming that deltaMV is 0 for the existing motion information, the TM cost may be calculated.

또는, 리스트 재정렬을 위해, 영상 부호화 장치는 TM 비용에 기초하여 머지 후보 리스트의 움직임벡터 후보들을 재정렬할 수 있다. 예컨대, TM 비용에 기초하여 후보들이 오름차순으로 정렬됨으로써 후보들의 우선순위가 결정될 수 있다.Alternatively, for rearrangement of the list, the video encoding apparatus may rearrange motion vector candidates of the merge candidate list based on the TM cost. For example, the priority of the candidates may be determined by sorting the candidates in ascending order based on TM cost.

<실현예 3> BM AMVP-MERGE 모드에서 후보 리스트를 수정하는 방법<Example 3> Method for modifying candidate list in BM AMVP-MERGE mode

이하, BM AMVP-MERGE 모드에서 움직임벡터 후보를 추가하고, 후보 리스트를 재정렬하는 방법을 기술한다. Hereinafter, a method of adding motion vector candidates and rearranging the candidate list in the BM AMVP-MERGE mode will be described.

BM AMVPㅡMERGE 모드에 따른 L0 방향과 L1 방향의 움직임벡터들을 각각 MV0_passN과 MV1_passN으로 명칭한다. MV0_passN과 MV1_passN은 MBM의 다중 패스들 중 어느 하나의 과정에 따라 생성된 개선된 움직임벡터들이다. Motion vectors in the L0 direction and the L1 direction according to the BM AMVP-MERGE mode are referred to as MV0_passN and MV1_passN, respectively. MV0_passN and MV1_passN are improved motion vectors generated according to one of MBM's multiple passes.

영상 부호화 장치는 기존 AMVP/머지 후보 중 MV0와 MV1을 대체하여 MV0_passN과 MV1_passN을 사용한다. 예컨대, HMVP 후보들인 경우, 대체된 움직임벡터들은 현재블록 이외에도 이후 블록의 움직임벡터 예측을 위해 사용될 수 있다.The video encoding apparatus replaces MV0 and MV1 among existing AMVP/merge candidates and uses MV0_passN and MV1_passN. For example, in the case of HMVP candidates, the replaced motion vectors may be used for motion vector prediction of a subsequent block in addition to the current block.

영상 부호화 장치는 기존 AMVP/머지 후보 중 MV0와 MV1에 MV0_passN과 MV1_passN을 추가하여 사용한다. 예컨대, HMVP 후보들인 경우, 추가된 움직임벡터들은 현재블록 이외에도 이후 블록의 움직임벡터 예측을 위해 사용될 수 있다. The video encoding apparatus adds and uses MV0_passN and MV1_passN to MV0 and MV1 among existing AMVP/merge candidates. For example, in the case of HMVP candidates, the added motion vectors may be used for motion vector prediction of a next block in addition to the current block.

대체 또는 추가 후, 영상 부호화 장치는 리스트 내 후보들의 순위를 재정렬할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화 장치는 MV0_passN과 MV1_passN을 가장 높은 순위에 둘 수 있다. 또는 BM, MBM 또는 TM에 기초하여 후보들의 순위가 적응적으로 배치될 수 있다. After replacement or addition, the video encoding apparatus may rearrange the ranks of the candidates in the list. For example, the video encoding apparatus may give MV0_passN and MV1_passN the highest priority. Alternatively, the ranking of candidates may be adaptively arranged based on BM, MBM, or TM.

영상 부호화 장치는 MV0_passN과 MV1_passN을 HMVP에 저장하여 사용할 수 있다. 영상 부호화 장치는 MV0_passN과 MV1_passN을 기존 HMVP에 저장하는 방식 이외에 별도로 저장하여, 다음 블록의 움직임벡터 예측에 사용할 수 있다. The video encoding device may store and use MV0_passN and MV1_passN in HMVP. The video encoding apparatus may separately store MV0_passN and MV1_passN in addition to storing them in the existing HMVP and use them for motion vector prediction of the next block.

영상 부호화 장치는 MV0_passN과 MV1_passN을 각각 L0와 L1 방향의 예측에 후보 움직임벡터들로 사용하나, 반대로 L1과 L0 방향의 예측에 후보 움직임벡터들로 사용할 수 있다. 이때, 후보 움직임벡터들의 부호가 반대로 변경될 수 있다. 예를 들어, L1 방향으로는 -MV0_passN을 사용하고, L0 방향으로는 -MV1_passN이 사용될 수 있다. 이러한 방식은 전술한 모든 경우에 대응하여 적용될 수 있다.The video encoding apparatus uses MV0_passN and MV1_passN as candidate motion vectors for prediction in the L0 and L1 directions, respectively, but may conversely use them as candidate motion vectors for prediction in the L1 and L0 directions. At this time, the signs of the candidate motion vectors may be reversed. For example, -MV0_passN may be used in the L1 direction and -MV1_passN may be used in the L0 direction. This method can be applied in response to all the cases described above.

MV0_passN과 MV1_passN은 원래의 L0와 L1 방향의 후보 움직임벡터들인 MV0와 MV1에서 개선된 움직임벡터들이나, MV0_passN은 MV0와 동일한 값이거나, MV1_passN은 MV1과 동일한 값일 수 있다. 이러한 값들은 전술한 모든 경우에 대응하여 적용될 수 있다. MV0_passN and MV1_passN are motion vectors improved from MV0 and MV1, which are candidate motion vectors in the original L0 and L1 directions, but MV0_passN may have the same value as MV0 or MV1_passN may have the same value as MV1. These values may be applied correspondingly to all of the above cases.

영상 부호화 장치는 예측 유닛(Prediction Unit, PU) 단위의 추가 플래그를 이용하여 전술한 실시예의 사용 여부를 결정할 수 있다. The video encoding apparatus may determine whether to use the above-described embodiment by using an additional flag in units of prediction units (PUs).

이하, 도 18 및 도 19의 도시에 따라, MBM의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 영상 부호화 장치 또는 영상 복호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 기술한다. Hereinafter, a method of inter-predicting a current block by an image encoding apparatus or an image decoding apparatus based on MBM multi-passes and MBM cost will be described as illustrated in FIGS. 18 and 19 .

도 18은 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다. 18 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image encoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

영상 부호화 장치는 후보 인덱스를 결정한다(S1800). 여기서, 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타낸다. The video encoding apparatus determines a candidate index (S1800). Here, the candidate index indicates one of a plurality of candidates in the candidate list, and each candidate represents a motion vector pair of bidirectional prediction.

머지 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 머지 후보 리스트, GPM 후보 리스트, 또는 아핀 머지 후보 리스트일 수 있다. AMVP 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 AMVP 후보 리스트 또는 아핀 AMVP 후보 리스트일 수 있다. In case of merge mode, the candidate list may be a general merge candidate list, a GPM candidate list, or an affine merge candidate list. In case of AMVP mode, the candidate list may be a general AMVP candidate list or an affine AMVP candidate list.

영상 부호화 장치는 현재블록의 주변 정보를 이용하여 후보 리스트를 생성한다(S1802). The video encoding apparatus generates a candidate list using information surrounding the current block (S1802).

영상 부호화 장치는 MBM의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 후보 리스트를 수정한다(S1804). 여기서, 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 현재블록, 두 번째 패스는 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색한다. MBM 비용은, 각 패스에 대해 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존한다. The video encoding apparatus modifies the candidate list based on the multiple passes of MBM and the MBM cost (S1804). Here, among multiple passes, the first pass searches for a current block, the second pass searches for subblocks within the current block, and the third pass searches for motion vector pairs based on the MBM cost for subblocks having a smaller size than the subblocks. . The MBM cost depends on the difference between two blocks indicated by a pair of motion vectors found for each pass.

영상 부호화 장치는 다중 패스들을 이용하여, 각 후보에 대해 MBM 비용을 최소로 하는 개선 움직임벡터 페어를 생성한다. 영상 부호화 장치는 생성된 개선 움직임벡터 페어를 후보 리스트에 추가할 수 있다. 영상 부호화 장치는 개선 움직임벡터 페어와 대응 후보 간의 MBM 비용 차이를 계산하여, 전술한 바와 같은 대체 또는 삭제를 수행할 수 있다. 또는, 영상 부호화 장치는 MBM 비용에 기초하여 후보 리스트 내 후보들을 오름차순으로 재정렬할 수 있다. The video encoding apparatus generates an improved motion vector pair that minimizes MBM cost for each candidate by using multiple passes. The image encoding apparatus may add the generated improved motion vector pair to the candidate list. The video encoding apparatus may perform substitution or deletion as described above by calculating a difference in MBM cost between an improved motion vector pair and a corresponding candidate. Alternatively, the video encoding apparatus may rearrange candidates in the candidate list in ascending order based on the MBM cost.

영상 부호화 장치는 후보 인덱스를 이용하여 수정된 후보 리스트로부터 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출한다(S1806).The video encoding apparatus extracts a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index (S1806).

영상 부호화 장치는 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1808). The video encoding apparatus generates a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair (S1808).

영상 부호화 장치는 후보 인덱스를 부호화한다(S1810). The video encoding apparatus encodes the candidate index (S1810).

도 19는 본 개시의 일 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다. 19 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image decoding apparatus according to an embodiment of the present disclosure.

영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 후보 인덱스를 복호화한다(S1900). 여기서, 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타낸다.The video decoding apparatus decodes the candidate index from the bitstream (S1900). Here, the candidate index indicates one of a plurality of candidates in the candidate list, and each candidate represents a motion vector pair of bidirectional prediction.

머지 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 머지 후보 리스트, GPM 후보 리스트, 또는 아핀 머지 후보 리스트일 수 있다. AMVP 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 AMVP 후보 리스트 또는 아핀 AMVP 후보 리스트일 수 있다. In case of merge mode, the candidate list may be a general merge candidate list, a GPM candidate list, or an affine merge candidate list. In case of AMVP mode, the candidate list may be a general AMVP candidate list or an affine AMVP candidate list.

영상 복호화 장치는 현재블록의 주변 정보를 이용하여 후보 리스트를 생성한다(S1902). The video decoding apparatus generates a candidate list using neighboring information of the current block (S1902).

영상 복호화 장치는 MBM의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 후보 리스트를 수정한다(S1904). 여기서, 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 현재블록, 두 번째 패스는 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색한다. MBM 비용은, 각 패스에 대해 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존한다. The video decoding apparatus modifies the candidate list based on the multiple passes of MBM and the MBM cost (S1904). Here, among multiple passes, the first pass searches for a current block, the second pass searches for subblocks within the current block, and the third pass searches for motion vector pairs based on the MBM cost for subblocks having a smaller size than the subblocks. . The MBM cost depends on the difference between two blocks indicated by a pair of motion vectors found for each pass.

영상 복호화 장치는 다중 패스들을 이용하여, 각 후보에 대해 MBM 비용을 최소로 하는 개선 움직임벡터 페어를 생성한다. 영상 복호화 장치는 생성된 개선 움직임벡터 페어를 후보 리스트에 추가할 수 있다. 영상 복호화 장치는 개선 움직임벡터 페어와 대응 후보 간의 MBM 비용 차이를 계산하여, 전술한 바와 같은 대체 또는 삭제를 수행할 수 있다. 또는, 영상 복호화 장치는 MBM 비용에 기초하여 후보 리스트 내 후보들을 오름차순으로 재정렬할 수 있다.The video decoding apparatus generates an improved motion vector pair that minimizes MBM cost for each candidate by using multiple passes. The video decoding apparatus may add the generated improved motion vector pair to the candidate list. The video decoding apparatus may perform replacement or deletion as described above by calculating a difference in MBM cost between an improved motion vector pair and a corresponding candidate. Alternatively, the video decoding apparatus may rearrange candidates in the candidate list in ascending order based on the MBM cost.

영상 복호화 장치는 후보 인덱스를 이용하여 수정된 후보 리스트로부터 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출한다(S1906). The video decoding apparatus extracts a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index (S1906).

영상 복호화 장치는 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S1908). The video decoding apparatus generates a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair (S1908).

이하, 도 20 및 도 21의 도시에 따라, TM 및 TM 비용에 기초하여 영상 부호화 장치와 영상 복호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 기술한다. Hereinafter, a method of inter-predicting the current block by the video encoding apparatus and the video decoding apparatus based on TM and TM cost will be described as illustrated in FIGS. 20 and 21 .

도 20은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 영상 부호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다. 20 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image encoding apparatus according to another embodiment of the present disclosure.

영상 부호화 장치는 후보 인덱스를 결정한다(S2000). 여기서, 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는, 움직임 정보로서 양방향 예측의 움직임벡터 페어 또는 단방향 예측의 움직임벡터를 포함한다. The video encoding apparatus determines a candidate index (S2000). Here, the candidate index indicates one of a plurality of candidates in the candidate list, and each candidate includes, as motion information, a motion vector pair of bidirectional prediction or a motion vector of unidirectional prediction.

머지 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 머지 후보 리스트, GPM 후보 리스트, TM 머지 후보 리스트, 또는 아핀 머지 후보 리스트일 수 있다. AMVP 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 AMVP 후보 리스트, TM AMVP 후보 리스트, 또는 아핀 AMVP 후보 리스트일 수 있다.In case of merge mode, the candidate list may be a general merge candidate list, a GPM candidate list, a TM merge candidate list, or an affine merge candidate list. In case of AMVP mode, the candidate list may be a general AMVP candidate list, a TM AMVP candidate list, or an affine AMVP candidate list.

영상 부호화 장치는 현재블록의 주변 정보를 이용하여 후보 리스트를 생성한다(S2002).The video encoding apparatus generates a candidate list using information surrounding the current block (S2002).

영상 부호화 장치는 TM 및 TM 비용에 기초하여 후보 리스트를 수정한다(S2004). 여기서, TM은 기복원 영역에서 현재블록의 템플릿에 대응하는 유사 템플릿을 탐색한다. TM 비용은, 현재블록의 템플릿 내 샘플들과 유사 템플릿 내 샘플들 간의 차이에 의존하다. The video encoding apparatus modifies the candidate list based on the TM and the TM cost (S2004). Here, the TM searches for a similar template corresponding to the template of the current block in the relief restoration area. The TM cost depends on the difference between samples in the current block's template and samples in similar templates.

영상 부호화 장치는 TM 비용에 기초하여 후보 리스트 내 후보들을 오름차순으로 재정렬할 수 있다. The video encoding apparatus may rearrange candidates in the candidate list in ascending order based on the TM cost.

일반 머지 후보 리스트인 경우, 영상 부호화 장치는 TM을 이용하여, 각 후보에 대해 TM 비용을 최소로 하는 개선 움직임 정보를 생성한다. 영상 부호화 장치는 생성된 개선 움직임 정보를 후보 리스트에 추가할 수 있다. 영상 부호화 장치는 개선 움직임 정보와 대응 후보 간의 TM 비용 차이를 계산하여, 전술한 바와 같은 대체 또는 삭제를 수행할 수 있다. In the case of a normal merge candidate list, the video encoding apparatus generates improved motion information for each candidate that minimizes the TM cost by using the TM. The video encoding device may add the generated enhancement motion information to the candidate list. The video encoding apparatus may perform replacement or deletion as described above by calculating a TM cost difference between the enhancement motion information and the corresponding candidate.

영상 부호화 장치는 후보 인덱스를 이용하여 수정된 후보 리스트로부터 현재블록의 움직임 정보를 추출한다(S2006).The video encoding apparatus extracts motion information of the current block from the modified candidate list using the candidate index (S2006).

영상 부호화 장치는 추출된 움직임 정보를 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S2008).The video encoding apparatus generates a prediction block of the current block using the extracted motion information (S2008).

영상 부호화 장치는 후보 인덱스를 부호화한다(S2010).The video encoding apparatus encodes the candidate index (S2010).

도 21은 본 개시의 다른 실시예에 따른, 영상 복호화 장치가 현재블록을 인터 예측하는 방법을 나타내는 순서도이다. 21 is a flowchart illustrating a method of inter-predicting a current block by an image decoding apparatus according to another embodiment of the present disclosure.

영상 복호화 장치는 비트스트림으로부터 후보 인덱스를 복호화한다(S2100). 여기서, 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 움직임 정보로서 양방향 예측의 움직임벡터 페어 또는 단방향 예측의 움직임벡터를 포함한다.The video decoding apparatus decodes the candidate index from the bitstream (S2100). Here, the candidate index indicates one of a plurality of candidates in the candidate list, and each candidate includes, as motion information, a motion vector pair of bidirectional prediction or a motion vector of unidirectional prediction.

머지 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 머지 후보 리스트, GPM 후보 리스트, TM 머지 후보 리스트, 또는 아핀 머지 후보 리스트일 수 있다. AMVP 모드인 경우, 후보 리스트는 일반 AMVP 후보 리스트, TM AMVP 후보 리스트, 또는 아핀 AMVP 후보 리스트일 수 있다.In case of merge mode, the candidate list may be a general merge candidate list, a GPM candidate list, a TM merge candidate list, or an affine merge candidate list. In case of AMVP mode, the candidate list may be a general AMVP candidate list, a TM AMVP candidate list, or an affine AMVP candidate list.

영상 복호화 장치는 현재블록의 주변 정보를 이용하여 후보 리스트를 생성한다(S2102).The video decoding apparatus generates a candidate list using neighboring information of the current block (S2102).

영상 복호화 장치는 TM 및 TM 비용에 기초하여 후보 리스트를 수정한다(S2104). 여기서, TM은 기복원 영역에서 현재블록의 템플릿에 대응하는 유사 템플릿을 탐색한다. TM 비용은, 현재블록의 템플릿 내 샘플들과 유사 템플릿 내 샘플들 간의 차이에 의존하다. The video decoding apparatus modifies the candidate list based on the TM and the TM cost (S2104). Here, the TM searches for a similar template corresponding to the template of the current block in the relief restoration area. The TM cost depends on the difference between samples in the current block's template and samples in similar templates.

영상 복호화 장치는 TM 비용에 기초하여 후보 리스트 내 후보들을 오름차순으로 재정렬할 수 있다. The video decoding apparatus may rearrange candidates in the candidate list in ascending order based on the TM cost.

일반 머지 후보 리스트인 경우, 영상 복호화 장치는 TM을 이용하여, 각 후보에 대해 TM 비용을 최소로 하는 개선 움직임 정보를 생성한다. 영상 복호화 장치는 생성된 개선 움직임 정보를 후보 리스트에 추가할 수 있다. 영상 복호화 장치는 개선 움직임 정보와 대응 후보 간의 TM 비용 차이를 계산하여, 전술한 바와 같은 대체 또는 삭제를 수행할 수 있다.In the case of a normal merge candidate list, the video decoding apparatus uses TM to generate improved motion information that minimizes TM cost for each candidate. The video decoding apparatus may add the generated enhancement motion information to the candidate list. The video decoding apparatus may perform replacement or deletion as described above by calculating a TM cost difference between the enhancement motion information and the corresponding candidate.

영상 복호화 장치는 후보 인덱스를 이용하여 수정된 후보 리스트로부터 현재블록의 움직임 정보를 추출한다(S2106).The video decoding apparatus extracts motion information of the current block from the modified candidate list using the candidate index (S2106).

영상 복호화 장치는 추출된 움직임 정보를 이용하여 현재블록의 예측블록을 생성한다(S2108).The video decoding apparatus generates a prediction block of the current block using the extracted motion information (S2108).

본 명세서의 흐름도/타이밍도에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 흐름도/타이밍도에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 흐름도/타이밍도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In the flow chart/timing diagram of the present specification, it is described that each process is sequentially executed, but this is merely an example of the technical idea of one embodiment of the present disclosure. In other words, those skilled in the art to which an embodiment of the present disclosure belongs may change and execute the order described in the flowchart/timing diagram within the range that does not deviate from the essential characteristics of the embodiment of the present disclosure, or one of each process Since the above process can be applied by performing various modifications and variations in parallel, the flow chart/timing chart is not limited to a time-series sequence.

이상의 설명에서 예시적인 실시예들은 많은 다른 방식으로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 하나 이상의 예시들에서 설명된 기능들 혹은 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능적 컴포넌트들은 그들의 구현 독립성을 특히 더 강조하기 위해 "...부(unit)" 로 라벨링되었음을 이해해야 한다. In the above description, it should be understood that the exemplary embodiments may be implemented in many different ways. Functions or methods described in one or more examples may be implemented in hardware, software, firmware, or any combination thereof. It should be understood that the functional components described in this specification have been labeled "...unit" to particularly emphasize their implementation independence.

한편, 본 실시예에서 설명된 다양한 기능들 혹은 방법들은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 비일시적 기록매체에 저장된 명령어들로 구현될 수도 있다. 비일시적 기록매체는, 예를 들어, 컴퓨터 시스템에 의하여 판독가능한 형태로 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 예를 들어, 비일시적 기록매체는 EPROM(erasable programmable read only memory), 플래시 드라이브, 광학 드라이브, 자기 하드 드라이브, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD)와 같은 저장매체를 포함한다.Meanwhile, various functions or methods described in this embodiment may be implemented as instructions stored in a non-transitory recording medium that can be read and executed by one or more processors. Non-transitory recording media include, for example, all types of recording devices in which data is stored in a form readable by a computer system. For example, the non-transitory recording medium includes storage media such as an erasable programmable read only memory (EPROM), a flash drive, an optical drive, a magnetic hard drive, and a solid state drive (SSD).

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present embodiment, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these embodiments. The scope of protection of this embodiment should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of rights of this embodiment.

124: 인터 예측부
155: 엔트로피 부호화부
510: 엔트로피 복호화부
544: 인터 예측부
124: inter predictor
155: entropy encoding unit
510: entropy decoding unit
544 Inter prediction unit

Claims (17)

영상 복호화 장치가 수행하는, 현재블록을 인터 예측하는 방법에 있어서,
비트스트림으로부터 후보 인덱스를 복호화하는 단계, 여기서, 상기 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타냄;
상기 현재블록의 주변 정보를 이용하여 상기 후보 리스트를 생성하는 단계;
MBM(Multi-pass Bilateral Matching)의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 상기 후보 리스트를 수정하는 단계, 여기서, 상기 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 상기 현재블록, 두 번째 패스는 상기 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 상기 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, 상기 MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색하고, 상기 MBM 비용은, 각 패스에 대해 상기 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존함;
상기 후보 인덱스를 이용하여 상기 수정된 후보 리스트로부터 상기 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
In the method of inter-predicting a current block, performed by a video decoding apparatus,
decoding a candidate index from a bitstream, wherein the candidate index indicates one of a plurality of candidates in a candidate list, and each candidate represents a motion vector pair of bi-directional prediction;
generating the candidate list using neighboring information of the current block;
Modifying the candidate list based on multiple passes of MBM (Multi-pass Bilateral Matching) and an MBM cost, wherein a first pass among the multiple passes is the current block, and a second pass is a subroutine within the current block. block, and the third pass searches motion vector pairs for sub-blocks having a smaller size than the sub-blocks based on the MBM cost, and the MBM cost is indicated by the searched motion vector pair for each pass. depends on the difference between the two blocks;
extracting a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index; and
Generating a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair
Characterized in that, the method comprising a.
제1항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 다중 패스들을 이용하여, 상기 각 후보에 대해 상기 MBM 비용을 최소로 하는 개선 움직임벡터 페어를 생성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 1,
The editing step is
and generating an improved motion vector pair that minimizes the MBM cost for each candidate using the multiple passes.
제2항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 후보 리스트가 일반 머지 후보 리스트인 경우, 상기 첫 번째 패스 또는 두 번째 패스를 이용하여 상기 개선 움직임벡터 페어를 생성하고, 상기 후보 리스트가 서브블록 기반 후보 리스트인 경우, 상기 첫 번째 패스 또는 두 번째 패스 외에, 상기 세 번째 패스를 이용하여 상기 개선 움직임벡터 페어를 생성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 2,
The editing step is
When the candidate list is a general merge candidate list, the improved motion vector pair is generated using the first pass or the second pass, and when the candidate list is a subblock-based candidate list, the first or second pass In addition to the pass, the method characterized in that the improved motion vector pair is generated using the third pass.
제2항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 개선 움직임벡터 페어를 상기 후보 리스트 내 고정된 위치에 추가하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 2,
The editing step is
and adding the improved motion vector pair to a fixed position in the candidate list.
제2항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 개선 움직임벡터 페어와 대응 후보 간의 MBM 비용 차이를 계산하여 대체 또는 삭제를 수행하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 2,
The editing step is
characterized in that replacement or deletion is performed by calculating a MBM cost difference between the improved motion vector pair and the corresponding candidate.
제5항에 있어서,
상기 대체는,
상기 개선 움직임벡터 페어가 상기 대응 후보보다 상기 MBM 비용 측면에서 좋은 경우, 상기 후보 리스트에서 상기 대응 후보를 상기 개선 움직임벡터 페어로 교체하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 5,
The replacement is
and replacing the corresponding candidate with the improved motion vector pair in the candidate list when the improved motion vector pair is better than the corresponding candidate in terms of the MBM cost.
제5항에 있어서,
상기 삭제는,
상기 후보들의 개선 움직임벡터 페어들이 추가된 후보 리스트에 대해, 상기 MBM 비용 측면에서 가장 좋은 후보들을 상기 후보 리스트의 크기만큼 남기고 나머지 후보들을 제거하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 5,
The deletion is
With respect to the candidate list to which the improved motion vector pairs of the candidates are added, the best candidates in terms of the MBM cost are left as much as the size of the candidate list and the remaining candidates are removed.
제1항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 MBM 비용에 기초하여 상기 후보 리스트 내 후보들을 오름차순으로 재정렬하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 1,
The editing step is
and rearranging the candidates in the candidate list in ascending order based on the MBM cost.
제2항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 후보 리스트가 일반 머지 후보 리스트인 경우, 기설정된 조건을 고려하여, 상기 개선 움직임벡터 페어를 상기 후보 리스트의 특정 순위에 추가하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 2,
The editing step is
If the candidate list is a general merge candidate list, the improved motion vector pair is added to a specific rank of the candidate list in consideration of a preset condition.
제9항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 특정 순위의 이전 후보와 상기 개선 움직임벡터 페어 간 MBM 비용 차이를 계산한 후, 상기 MBM 비용 차이가 기설정된 임계치 이상인 경우, 상기 개선 움직임벡터 페어를 상기 특정 순위에 위치시키고, 상기 MBM 비용 차이가 상기 기설정된 임계치보다 작은 경우, 상기 특정 순위의 다음 순위에 대해 상기 기설정된 조건을 다시 고려하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 9,
The editing step is
After calculating the MBM cost difference between the previous candidate of the specific rank and the improved motion vector pair, if the MBM cost difference is greater than or equal to a preset threshold, the improved motion vector pair is placed in the specific rank, and the MBM cost difference is If it is smaller than the preset threshold, the preset condition is considered again for a rank next to the specific rank.
제2항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 후보 리스트가 일반 머지 후보 리스트인 경우, 상기 개선 움직임벡터 페어를 HMVP(History-based Motion Vector Predictor) 테이블에 추가하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 2,
The editing step is
When the candidate list is a normal merge candidate list, the improved motion vector pair is added to a history-based motion vector predictor (HMVP) table.
제1항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 후보 리스트가 일반 머지 후보 리스트인 경우, 상기 MBM 비용에 기초하여 HMVP 테이블 내 움직임벡터 페어들을 재정렬하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 1,
The editing step is
When the candidate list is a general merge candidate list, motion vector pairs in an HMVP table are rearranged based on the MBM cost.
제1항에 있어서
상기 수정하는 단계는,
상기 후보 리스트가 기하학적 분할 모드(geometric partitioning mode) 후보 리스트인 경우, 일반 머지 후보 리스트 내 움직임 정보에 대해 상기 MBM 비용에 기초하여 우선순위를 부여함으로써 상기 후보 리스트를 구성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 1
The editing step is
When the candidate list is a geometric partitioning mode candidate list, the method characterized in that the candidate list is constructed by giving priority to motion information in a general merge candidate list based on the MBM cost.
제1항에 있어서,
상기 수정하는 단계는
상기 후보 리스트가 아핀 머지 후보 리스트인 경우, 조합 아핀 후보 결정 시, 상기 현재블록의 주변블록들의 가용한 움직임벡터들을 상기 MBM 비용에 기초하여 재정렬한 후, 우선순위에 따라 상기 조합 아핀 후보를 구성하는 제어점 움직임벡터들(control point motion vectors)을 결정하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 1,
The correction step is
When the candidate list is an affine merge candidate list, when determining a combined affine candidate, available motion vectors of neighboring blocks of the current block are rearranged based on the MBM cost, and then the combined affine candidate is configured according to priority order A method characterized by determining control point motion vectors.
제1항에 있어서,
상기 수정하는 단계는,
상기 후보 리스트가 아핀 머지 후보 리스트인 경우,
상기 후보 인덱스를 이용하여 상기 후보 리스트로부터 상기 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출하는 단계;
상기 현재블록의 움직임벡터 페어에 대해 상기 첫 번째 패스를 이용하여 상기 MBM 비용을 최소로 하는 개선 움직임벡터 페어를 생성하는 단계, 여기서, 상기 개선 움직임벡터 페어는 상기 현재블록의 움직임벡터 페어 및 개선값으로 구성됨;
상기 현재블록의 주변블록들로부터 제어점 움직임벡터들을 선택하는 단계; 및
상기 제어점 움직임벡터들에 상기 개선값을 가산하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
According to claim 1,
The editing step is
If the candidate list is an affine merge candidate list,
extracting a motion vector pair of the current block from the candidate list using the candidate index;
Generating an improved motion vector pair that minimizes the MBM cost by using the first pass for the motion vector pair of the current block, wherein the improved motion vector pair is the motion vector pair of the current block and an improvement value made up of;
selecting control point motion vectors from neighboring blocks of the current block; and
adding the improvement value to the control point motion vectors;
Characterized in that, the method comprising a.
영상 부호화 장치가 수행하는, 현재블록을 인터 예측하는 방법에 있어서,
후보 인덱스를 결정하는 단계, 여기서, 상기 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타냄;
상기 현재블록의 주변 정보를 이용하여 상기 후보 리스트를 생성하는 단계;
MBM(Multi-pass Bilateral Matching)의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 상기 후보 리스트를 수정하는 단계, 여기서, 상기 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 상기 현재블록, 두 번째 패스는 상기 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 상기 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, 상기 MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색하고, 상기 MBM 비용은, 각 패스에 대해 상기 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존함;
상기 후보 인덱스를 이용하여 상기 수정된 후보 리스트로부터 상기 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출하는 단계;
상기 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계; 및
상기 후보 인덱스를 부호화하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
In the method of inter-predicting a current block, performed by an image encoding apparatus,
determining a candidate index, wherein the candidate index indicates one of a plurality of candidates in a candidate list, and each candidate represents a motion vector pair of bi-directional prediction;
generating the candidate list using neighboring information of the current block;
Modifying the candidate list based on multiple passes of MBM (Multi-pass Bilateral Matching) and an MBM cost, wherein a first pass among the multiple passes is the current block, and a second pass is a subroutine within the current block. block, and the third pass searches motion vector pairs for sub-blocks having a smaller size than the sub-blocks based on the MBM cost, and the MBM cost is indicated by the searched motion vector pair for each pass. depends on the difference between the two blocks;
extracting a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index;
generating a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair; and
Encoding the candidate index
Characterized in that, the method comprising a.
영상 부호화 방법에 의해 생성된 비트스트림을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체로서, 상기 영상 부호화 방법은,
후보 인덱스를 결정하는 단계, 여기서, 상기 후보 인덱스는 후보 리스트 내 복수의 후보들 중 하나를 지시하고, 각 후보는 양방향 예측의 움직임벡터 페어를 나타냄;
현재블록의 주변 정보를 이용하여 상기 후보 리스트를 생성하는 단계;
MBM(Multi-pass Bilateral Matching)의 다중 패스들 및 MBM 비용에 기초하여 상기 후보 리스트를 수정하는 단계, 여기서, 상기 다중 패스들 중 첫 번째 패스는 상기 현재블록, 두 번째 패스는 상기 현재블록 내의 서브블록, 및 세 번째 패스는 상기 서브블록보다 작은 크기의 하위 블록에 대해, 상기 MBM 비용에 기초하여 움직임벡터 페어를 탐색하고, 상기 MBM 비용은, 각 패스에 대해 상기 탐색된 움직임벡터 페어가 지시하는 두 블록들 간의 차이에 의존함;
상기 후보 인덱스를 이용하여 상기 수정된 후보 리스트로부터 상기 현재블록의 움직임벡터 페어를 추출하는 단계;
상기 추출된 움직임벡터 페어를 이용하여 상기 현재블록의 예측블록을 생성하는 단계; 및
상기 후보 인덱스를 부호화하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 기록매체.
A computer-readable recording medium storing a bitstream generated by an image encoding method, the image encoding method comprising:
determining a candidate index, wherein the candidate index indicates one of a plurality of candidates in a candidate list, and each candidate represents a motion vector pair of bi-directional prediction;
generating the candidate list using neighboring information of the current block;
Modifying the candidate list based on multiple passes of MBM (Multi-pass Bilateral Matching) and an MBM cost, wherein a first pass among the multiple passes is the current block, and a second pass is a subroutine within the current block. block, and the third pass searches motion vector pairs for sub-blocks having a smaller size than the sub-blocks based on the MBM cost, and the MBM cost is indicated by the searched motion vector pair for each pass. depends on the difference between the two blocks;
extracting a motion vector pair of the current block from the modified candidate list using the candidate index;
generating a prediction block of the current block using the extracted motion vector pair; and
Encoding the candidate index
Characterized in that it comprises, a recording medium.
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