KR20230117615A - 템플릿 매칭을 사용하여 cu-레벨 가중치를 사용한 양방향예측(bcw)의 인덱스 재정렬 - Google Patents

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Abstract

본 개시의 측면은 비디오 디코딩을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 이 장치는 현재 픽처의 현재 블록에 대한 코딩 유닛(CU) 레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)을 지시하는 예측 정보를 디코딩하는 처리 회로를 포함한다. 처리 회로는 각각의 BCW 후보 가중치에 대응하는 각각의 TM 비용을 결정함으로써 BCW 후보 가중치에 대한 템플릿 매칭(TM)을 수행한다. 각각의 TM 비용은 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부와 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정된다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초한다. 처리 회로는 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 BCW 후보 가중치를 재정렬한다.

Description

템플릿 매칭을 사용하여 CU-레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)의 인덱스 재정렬
본 출원은 2021년 11월 1일에 출원된 미국 가출원 제63/274,286호 ('템플릿 매칭을 사용하여 CU-레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)의 인덱스 재정렬(INDEX REORDERING OF BI-PREDICTION WITH CU-LEVEL WEIGHT (BCW) BY USING TEMPLATE-MATCHING)') 및 2021년 12월 13일에 출원된 미국 가출원 제63/289,135호 ('템플릿 매칭을 사용하여 CU-레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)의 인덱스 재정렬')에 대한 우선권의 이익을 주장하는, 2022년 10월 21일에 출원된 미국 특허 출원 제17/971,255호 ('템플릿 매칭을 사용하여 CU-레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)의 인덱스 재정렬')에 대한 우선권의 이익을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.
본 개시는 일반적으로 비디오 코딩에 관련된 실시예를 설명한다.
본 명세서에서 제공된 배경 설명은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 것이다. 현재 명명된 발명자의 작업은 출원 당시 선행 기술로 인정되지 않을 수 있는 설명의 측면은 물론 이러한 배경 섹션에서 설명된 한도 내에서 본 개시에 대해 명시적 또는 암시적으로 선행 기술로서 인정되지 않는다.
압축되지 않은 디지털 이미지 및/또는 비디오는 일련의 픽처를 포함할 수 있으며, 각각의 픽처는 예를 들어 1920 x 1080 휘도 샘플 및 연관된 색차 샘플의 공간 차원을 갖는다. 일련의 픽처는 예를 들어 초당 60개의 픽처 또는 60 Hz의 고정 또는 가변 픽처 속도(비공식적으로는 프레임 속도라고도 함)를 가질 수 있다. 압축되지 않은 이미지 및/또는 비디오는 특정 비트레이트 요구사항을 갖는다. 예를 들어, 샘플당 8비트의 1080p60 4:2:0 비디오(60Hz 프레임 속도에서 1920x1080 휘도 샘플 해상도)은 1.5Gbit/s에 가까운 대역폭을 필요로 한다. 이러한 1시간의 비디오는 600GB 이상의 저장 공간을 필요로 한다.
이미지 및/또는 비디오 코딩 및 디코딩의 한 가지 목적은 압축을 통해 입력 비디오 신호의 중복성을 감소시키는 것일 수 있다. 압축은 앞서 언급된 대역폭 및/또는 저장 공간 요구사항을 경우에 따라 2배 이상으로 감소시키는 데 도움이 될 수 있다. 본 명세서의 설명은 예시적인 예로서 비디오 인코딩/디코딩을 사용하지만, 동일한 기술이 본 개시의 사상에서 벗어남이 없이 유사한 방식으로 이미지 인코딩/디코딩에 적용될 수 있다. 무손실 압축 및 손실 압축, 및 이들의 조합이 모두 사용될 수 있다. 무손실 압축은 압축된 원래 신호에서 원래 신호의 정확한 복사본이 재구성될 수 있는 기술을 지칭한다. 손실 압축을 사용하는 경우, 재구성된 신호는 원래 신호와 동일하지 않을 수 있지만, 원래 신호와 재구성된 신호 사이의 왜곡은 재구성된 신호가 의도된 애플리케이션에 유용할 만큼 충분히 작다. 비디오의 경우, 손실 압축이 널리 사용된다. 허용되는 왜곡의 수량은 애플리케이션에 따라 다르며, 예를 들어, 특정 소비자 스트리밍 애플리케이션의 사용자는 텔레비전 배포 애플리케이션의 사용자보다 더 높은 왜곡을 허용할 수 있다. 달성 가능한 압축 비율은 허용 가능한/참을 수 있는 왜곡이 높을수록 압축 비율이 더 높아질 수 있음을 반영할 수 있다.
비디오 인코더 및 디코더는 예를 들어 모션 보상, 변환 처리, 양자화, 및 엔트로피 코딩을 포함하는 여러 광범위한 카테고리로부터의 기술을 이용할 수 있다.
비디오 코덱 기술은 인트라(intra) 코딩으로 알려진 기술을 포함할 수 있다. 인트라 코딩에서, 샘플 값은 이전에 재구성된 참조 픽처로부터의 샘플 또는 다른 데이터에 대한 참조 없이 표현된다. 일부 비디오 코덱에서, 픽처는 공간적으로 샘플 블록으로 세분화된다. 샘플의 모든 블록이 인트라 모드에서 코딩되는 경우, 그 픽처는 픽처 내일 수 있다. 픽처 내 및 독립 디코더 리프레시 픽처와 같은 파생물은 디코더 상태를 재설정하는 데 사용될 수 있으므로, 코딩된 비디오 비트스트림 및 비디오 세션의 제1 픽처 또는 정지 이미지로 사용될 수 있다. 인트라 블록의 샘플은 변환에 노출될 수 있고, 변환 계수는 엔트로피 코딩 전에 양자화될 수 있다. 인트라 예측은 사전 변환 도메인에서 샘플 값을 최소화하는 기술일 수 있다. 일부 경우에, 변환 후의 DC 값이 더 작고, AC 계수가 더 작을수록 엔트로피 코딩 후 블록을 나타내기 위해 주어진 양자화 단계 크기에서 필요한 비트가 더 적다.
예를 들어 MPEG-2 생성 코딩 기술에서 사용되는 전통적인 인트라 코딩은 인트라 예측을 사용하지 않는다. 그러나, 일부 새로운 비디오 압축 기술은, 예를 들어, 주변의 샘플 데이터 및/또는 데이터 블록의 인코딩 및/또는 디코딩 동안 획득된 메타데이터에 기초하여 예측을 수행하려고 시도하는 기술을 포함한다. 이러한 기술은 이후 "인트라 예측" 기술이라고 한다. 적어도 일부 경우에, 인트라 예측은 참조 픽처가 아닌 재구성 중인 현재 픽처의 참조 데이터만을 사용한다는 점에 유의한다.
인트라 예측에는 많은 상이한 형태가 있을 수 있다. 주어진 비디오 코딩 기술에서 이러한 기술 중 하나 이상이 사용될 수 있는 경우, 사용 중인 특정 기술은 특정 기술을 사용하는 특정 인트라 예측 모드로서 코딩될 수 있다. 특정 경우에, 인트라 예측 모드는 서브 모드 및/또는 파라미터를 가질 수 있으며, 여기서 서브모드 및/또는 파라미터는 개별적으로 코딩되거나 또는 사용되는 예측 모드를 정의하는 모드 코드워드에 포함될 수 있다. 주어진 모드, 서브모드 및/또는 파라미터 조합에 사용할 코드워드는 인트라 예측을 통해 코딩 효율 이득에 영향을 미칠 수 있으며, 코드워드를 비트스트림으로 변환하는 데 사용되는 엔트로피 코딩 기술도 마찬가지이다.
인트라 예측의 특정 모드는 H.264에 도입되었고, H.265에서 개선되었으며, 공동 탐사 모델(Joint Explosion Model, JEM), 다목적 비디오 코딩(versatile video coding, VVC) 및 벤치마크 세트(benchmark set, BMS)와 같은 새로운 코딩 기술에서 더욱 개선되었다. 예측기 블록은 이미 사용 가능한 샘플의 이웃 샘플 값을 사용하여 형성될 수 있다. 이웃 샘플의 샘플 값은 방향에 따라 예측기 블록으로 복사된다. 사용 방향에 대한 참조는 비트스트림에서 코딩되거나 자체적으로 예측될 수 있다.
도 1a를 참조하면, 우측 하부에 도시된 것은 H.265에서 정의된 33개의 가능한 예측기 방향(35개 인트라 모드의 알려진 33개 각도 모드에 대응함)으로부터 알려진 9개의 예측기 방향의 서브 세트이다. 화살표가 수렴하는 지점(101)은 예측 중인 샘플을 나타낸다. 화살표는 샘플이 예측되는 방향을 나타낸다. 예를 들어, 화살표(102)는 샘플(101)이 수평에서 45도 각도로 우측 상부에 있는 샘플 또는 샘플들로부터 예측됨을 지시한다. 마찬가지로, 화살표(103)는 샘플(101)이 수평으로부터 22.5도 각도로 샘플(101)의 좌측 하부에 있는 샘플 또는 샘플들로부터 예측됨을 지시한다.
여전히 도 1a를 참조하면, 좌측 상단에는 4 x 4 샘플의 정사각형 블록(104)이 도시되어 있다(대시 형태의 볼드체 선으로 지시됨). 정사각형 블록(104)은 각각 "S"로 라벨링되며, Y 차원에서의 위치(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 차원에서의 위치(예를 들어, 열 인덱스)의 16개의 샘플을 포함한다. 예를 들어, 샘플 S21은 Y 차원에서 두 번째 샘플(상단으로부터)이고 X 차원에서 첫 번째(좌측으로부터) 샘플이다. 유사하게, 샘플 S44는 Y 및 X 차원 모두에서 블록(104)의 네 번째 샘플이다. 블록 크기가 4 x 4 샘플이므로, S44는 우측 하단에 있다. 유사한 번호 매기기 방식을 따르는 참조 샘플이 추가로 표시된다. 참조 샘플은 블록(104)에 대해 R로 라벨링로 되며, Y 위치(예를 들어, 행 인덱스) 및 X 위치(열 인덱스)이다. H.264 및 H.265 모두에서, 예측 샘플은 재구성 중인 블록에 이웃한다. 따라서, 음수 값이 사용될 필요가 없다.
픽처 내 예측은 시그널링된 예측 방향에 의해 지시된 이웃 샘플로부터 참조 샘플 값을 복사함으로써 작동할 수 있다. 예를 들어, 코딩된 비디오 비트스트림이 이러한 블록에 대해 화살표(102)와 일치하는 예측 방향을 지시하는 시그널링을 포함한다고 가정한다. 즉, 샘플은 수평으로부터 45도 각도로 우측 상부에 있는 샘플들로부터 예측된다. 이 경우에, 샘플 S41, S32, S23, S14는 동일한 참조 샘플 R05로부터 예측된다. 그런 다음, 샘플 S44는 참조 샘플 R08로부터 예측된다.
특정 경우에, 다수의 참조 샘플의 값은 참조 샘플을 계산하기 위해, 특히 방향이 45도로 균등하게 나누어지지 않는 경우에, 예를 들어 보간을 통해 결합될 수 있다.
비디오 코딩 기술이 발달함에 따라 가능한 방향의 개수가 증가하고 있다. H.264(2003년)에서, 9개의 상이한 방향이 표현될 수 있다. H.265(2013년)에서는 33개로 증가했다. 물론, JEM/VVC/BMS는 최대 65개 방향을 지원할 수 있다. 가장 가능성이 높은 방향을 식별하기 위한 실험이 수행되었으며, 엔트로피 코딩의 특정 기술은 가능성이 적은 방향에 대해 특정 페널티를 허용하는 소수의 비트에서 이러한 가능성 있는 방향을 나타내는 데 사용된다. 또한, 방향 자체는 때때로 이미 디코딩된 이웃 블록에서 사용되는 이웃 방향으로부터 예측될 수 있다.
도 1b는 시간에 따른 예측 방향의 증가하는 개수를 도시하기 위해 JEM에 따른 65개의 인트라 예측 방향을 묘사하는 개략도(110)를 도시한다.
코딩된 비디오 비트스트림에서 방향을 나타내는 인트라 예측 방향 비트의 매핑은 비디오 코딩 기술에 따라 상이할 수 있다. 이러한 매핑은 예를 들어, 단순한 직접 매핑에서 코드워드, 가장 가능성 있는 모드를 포함하는 복잡한 적응 방식 및 유사한 기술에 이르기까지 다양할 수 있다. 그러나, 대부분의 경우에, 통계적으로 다른 특정 방향보다 비디오 컨텐츠에서 발생할 가능성이 적은 특정 방향이 있을 수 있다. 비디오 압축의 목표는 중복성을 줄이는 것이므로, 잘 작동하는 비디오 코딩 기술에서 가능성이 적은 방향은 가능성이 더 높은 방향보다 더 많은 비트 개수로 표시된다.
이미지 및/또는 비디오 코딩 및 디코딩은 모션 보상과 함께 픽처 간 예측을 사용하여 수행될 수 있다. 모션 보상은 손실 압축 기술일 수 있고 이전에 재구성된 픽처 또는 그 일부(참조 픽처)로부터의 샘플 데이터 블록이 모션 벡터(이후 MV)에 의해 지시된 방향으로 공간적으로 천이된 후에, 새로 재구성된 픽처 또는 픽처 부분의 예측에 사용된다. 일부 경우에, 참조 픽처는 현재 재구성 중인 픽처와 동일할 수 있다. MV는 X와 Y의 2차원 또는 3차원을 가질 수 있으며, 세 번째는 사용 중인 참조 픽처의 지시이다(후자는 간접적으로 시간 차원이 될 수 있음).
일부 비디오 압축 기술에서, 샘플 데이터의 특정 영역에 적용 가능한 MV는 다른 MV로부터, 예를 들어 재구성 중인 영역에 공간적으로 인접하고 디코딩 순서에서 MV에 선행하는 샘플 데이터의 다른 영역과 관련된 것들로부터 예측될 수 있다. 그렇게 하면, MV를 코딩하는 데 필요한 데이터의 양을 상당히 줄일 수 있으므로, 중복성을 제거하고 압축을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 카메라에서 파생된 입력 비디오 신호(자연 비디오라고 함)를 코딩하는 경우 단일 MV가 적용 가능한 영역보다 큰 영역이 유사한 방향으로 이동하고, 따라서 일부 경우에 이웃 영역의 MV에서 파생된 유사한 모션 벡터를 사용하여 예측할 수 있는 통계적 가능성이 있기 때문에, MV 예측은 효과적으로 작동할 수 있다. 그 결과, 주어진 영역에 대해 발견된 MV가 주변 MV로부터 예측된 MV와 유사하거나 동일하게 되며, 엔트로피 코딩 후에 MV를 직접 코딩하는 경우 사용되는 것보다 적은 개수의 비트로 나타낼 수 있다. 일부 경우에, MV 예측은 원래 신호(즉, 샘플 스트림)에서 파생된 신호(즉, MV)의 무손실 압축의 예가 될 수 있다. 다른 경우에, MV 예측 자체는 예를 들어 주변의 여러 MV로부터 예측기를 계산하는 경우 반올림 오류로 인해 손실될 수 있다.
다양한 MV 예측 메커니즘이 H.265/HEVC(ITU-T Rec. H.265, "고효율 비디오 코딩", 2016년 12월)에서 설명된다. H.265가 제공하는 많은 MV 예측 메커니즘 중에서, 도 2를 참조하여 설명된 기술은 이후 "공간적 병합(spatial merge)"으로 지칭되는 기술이다.
도 2를 참조하면, 현재 블록(201)은 공간적으로 천이된 동일한 크기의 이전 블록으로부터 예측 가능한 것으로 모션 검색 프로세스 동안 인코더에 의해 발견된 샘플을 포함한다. 해당 MV를 직접 코딩하는 대신, MV는 예를 들어, A0, A1, 및 B0, B1, B2(각각 202 내지 206)으로 표시된 5개의 주변 샘플 중 하나와 연관된 MV를 사용하여 가장 최근의(디코딩 순서에서) 참조 픽처로부터 하나 이상의 참조 픽처와 연관된 메타데이터로부터 유도될 수 있다. H.265에서, MV 예측은 이웃 블록이 사용하고 있는 동일한 참조 픽처의 예측기를 사용할 수 있다.
본 개시의 측면은 비디오 디코딩을 위한 방법 및 장치를 제공한다. 일부 실시예에서, 비디오 디코딩을 위한 장치는 처리 회로를 포함한다. 이 처리 회로는 코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 픽처의 현재 블록의 에측 정보를 디코딩하도록 구성된다. 예측 정보는 현재 블록이 코딩 유닛(coding unit, CU) 레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(bi-prediction with coding unit-level weight, BCW)으로 예측됨을 지시한다. 처리 회로는 각각의 BCW 후보 가중치의 각각에 대응하는 각각의 TM 비용을 결정함으로써 각각의 BCW 후보 가중치에 대한 템플릿 매칭(template matching, TM)을 수행할 수 있다. 각각의 TM 비용은 적어도 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부와 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정될 수 있다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초하여 결정될 수 있다. 제1 참조 템플릿과 제2 참조 템플릿은 현재 템플릿에 대응한다. 제1 참조 템플릿의 일부와 제2 참조 템플릿의 일부는 현재 템플릿의 일부에 대응한다. 처리 회로는 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 BCW 후보 가중치로부터의 BCW 후보 가중치를 현재 블록을 재구성하는 데 사용되는 BCW 가중치로 선택함으로써 각각의 BCW 후보 가중치에 대해 TM을 수행할 수 있다. 처리 회로는 선택된 BCW 가중치에 기초하여 현재 블록을 재구성할 수 있다.
실시예에서, 처리 회로는 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 BCW 후보 가중치를 재정렬하고 재정렬된 BCW 후보 가중치로부터의 BCW 후보 가중치를 BCW 가중치로 선택한다.
실시예에서, 모든 현재 템플릿은 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용된다. 각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 현재 블록의 제1 모션 벡터(motion vector, MV)에 기초하여 결정되는 모든 제1 참조 템플릿은 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되고, 현재 블록의 제2 MV에 기초하여 결정되는 모든 제2 참조 템플릿은 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용된다.
예에서, 각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 양방향 예측기 템플릿은 모든 제1 참조 템플릿 및 모든 제2 참조 템플릿의 가중 평균이고, 가중 평균의 가중치는 각각의 BCW 후보 가중치에 기초한다.
예에서, 예측 정보는 현재 블록이 다수의 제어 포인트를 갖는 아핀(affine) 적응 모션 벡터 예측(adaptive motion vector prediction, AMVP) 모드로 예측됨을 지시한다. 제1 MV 및 제2 MV는 다수의 제어 포인트 중 하나의 제어 포인트와 연관된다.
실시예에서, 현재 템플릿의 형상은 (i) 현재 블록의 이웃 블록의 재구성된 샘플, (ii) 현재 블록의 디코딩 순서, 또는 (iii) 현재 블록의 크기 중 하나 이상에 기초한다.
예에서, 현재 템플릿은 현재 블록의 이웃 영역인 하나 이상의 재구성된 영역을 포함한다.
예에서, 현재 블록의 이웃 영역인 하나 이상의 재구성된 영역은 (i) 좌측 이웃 영역 및 상단 이웃 영역, (ii) 좌측 이웃 영역, 상단 이웃 영역, 및 상단 좌측 이웃 영역, (iii) 상단 이웃 영역, 또는 (iv) 좌측 이웃 영역 중 하나이다.
실시예에서, 예측 정보는 현재 블록이 아핀 모드로 예측됨을 지시한다. 현재 템플릿은 현재 서브블록을 포함하고, 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용되는 현재 템플릿 일부는 현재 서브블록 중 하나이다. 각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 제1 참조 템플릿은 각각 현재 서브블록들에 대응하는 제1 참조 서브블록을 포함하고, 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제1 참조 템플릿의 일부는 제1 참조 서브블록 중 하나이다. 제2 참조 템플릿은 각각 현재 서브블록에 대응하는 제2 참조 서브블록을 포함하고, 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제2 참조 템플릿의 일부는 제2 참조 서브블록 중 하나이다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 서브블록 중 하나 및 제2 참조 서브블록 중 하나에 기초한다.
예에서, 각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 양방향 예측기 템플릿은 제1 참조 서브블록 중 하나와 제2 참조 서브블록 중 하나의 가중 평균이며, 가중 평균의 가중치는 각각의 BCW 후보 가중치에 기초한다.
예에서, BCW 후보 가중치는 8, 16 또는 32로 정규화된다.
실시예에서, 처리 회로는 코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 픽처의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩한다. 처리 회로는 예측 정보가 (1) 현재 블록이 양방향 예측으로 예측되고 (2) 양방향 코딩 유닛(CU) 레벨 가중치(BCW)가 현재 블록에 대해 활성화됨을 지시하는 것으로 결정한다. 처리 회로는 각각의 BCW 후보 가중치의 각각에 대응하는 각각의 TM 비용을 결정함으로써 각각의 BCW 후보 가중치에 대한 템플릿 매칭(TM)을 수행한다. 각각의 TM 비용은 적어도 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부와 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정된다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초한다. 제1 참조 템플릿과 제2 참조 템플릿은 현재 템플릿에 대응한다. 처리 회로는 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 BCW 후보 가중치를 재정렬한다. 처리 회로는 재정렬된 BCW 후보 가중치에 기초하여 현재 블록을 재구성한다.
본 개시의 측면은 또한 비디오 디코딩을 위한 방법을 수행하기 위해 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공한다.
개시된 주제의 추가 특징, 특성 및 다양한 장점은 다음의 상세한 설명 및 첨부된 도면으로부터 더욱 명백해질 것이다:
도 1a는 인트라 예측 모드의 예시적인 서브세트의 개략도이다.
도 1b는 예시적인 인트라 예측 방향의 예시이다.
도 2는 현재 블록(201) 및 주변 샘플의 예를 도시한다.
도 3은 통신 시스템(300)의 예시적인 블록도의 개략도이다.
도 4는 통신 시스템(400)의 예시적인 블록도의 개략도이다.
도 5는 디코더의 예시적인 블록도의 개략도이다.
도 6은 인코더의 예시적인 블록도의 개략도이다.
도 7은 예시적인 인코더의 블록도를 도시한다.
도 8은 예시적인 디코더의 블록도를 도시한다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따른 공간 병합 후보의 위치를 도시한다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따른 공간 병합 후보의 중복 검사를 위해 고려되는 후보 쌍을 도시한다.
도 11은 시간적 병합 후보에 대한 예시적인 모션 벡터 스케일링을 도시한다.
도 12는 현재 코딩 유닛의 시간적 병합 후보에 대한 예시적인 후보 위치를 도시한다.
도 13a는 4-파라미터 모델을 사용하는 아핀 예측 모드의 예를 도시한다.
도 13b는 6-파라미터 모델을 사용하는 아핀 예측 모드의 예를 도시한다.
도 14는 서브블록 기반 아핀 변환 예측의 예를 도시한다.
도 15는 현재 코딩 유닛(CU)의 아핀 병합 리스트에서 제어 포인트 모션 벡터(CPMV) 후보를 결정하는 예를 도시한다.
도 16은 현재 블록의 공간적 이웃과 시간적 이웃의 예를 도시한다.
도 17은 템플릿 매칭의 예를 도시한다.
도 18은 현재 블록이 아핀 모드로 코딩되는 경우 템플릿 매칭의 예를 도시한다.
도 19는 현재 블록이 CU-레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)을 사용하여 예측되는 경우 BCW 후보 가중치에 적용되는 템플릿 매칭의 예를 도시한다.
도 20a-20d는 템플릿 매칭 기반 BCW 인덱스 재정렬에서 사용될 수 있는 현재 블록의 예시적인 현재 템플릿을 도시한다.
도 21은 현재 블록이 아핀 모드로 코딩되는 경우 BCW 후보 가중치에 적용되는 템플릿 매칭의 예를 도시한다.
도 22는 광학 흐름을 사용한 예측 정제(PROF) 방법의 예를 도시한다.
도 23은 현재 블록이 아핀 모드로 코딩되는 경우 BCW 후보 가중치에 적용되는 템플릿 매칭의 예를 도시한다.
도 24는 본 개시의 실시예에 따른 인코딩 프로세스를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 25는 본 개시의 실시예에 따른 디코딩 프로세스를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 26은 본 개시의 실시예에 따른 디코딩 프로세스를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 27은 실시예에 따른 컴퓨터 시스템의 개략도이다.
도 3은 통신 시스템(300)의 예시적인 블록도를 도시한다. 통신 시스템(300)은 예를 들어 네트워크(350)를 통해 서로 통신할 수 있는 복수의 단말 장치를 포함한다. 예를 들어, 통신 시스템(300)은 네트워크(350)를 통해 상호 연결된 제1 쌍의 단말 장치(310, 320)를 포함한다. 도 3의 예에서, 제1 쌍의 단말 장치(310, 320)는 데이터의 단방향 전송을 수행한다. 예를 들어, 단말 장치(310)는 네트워크(350)를 통해 다른 단말 장치(320)로의 전송을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 장치(310)에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 인코딩된 비디오 데이터는 하나 이상의 코딩된 비디오 비트스트림의 형태로 전송될 수 있다. 단말 장치(320)는 네트워크(350)로부터 코딩된 비디오 데이터를 수신하고, 코딩된 비디오 데이터를 디코딩하여 비디오 픽처를 복원하며, 복원된 비디오 데이터에 따라 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다. 단방향 데이터 전송은 매체 서빙 애플리케이션 등에서 일반적일 수 있다.
다른 예에서, 통신 시스템(300)은 예를 들어 픽처 회의 동안 코딩된 비디오 데이터의 양방향 전송을 수행하는 제2 쌍의 단말 장치(330, 340)를 포함한다. 데이터의 양방향 전송을 위해, 예에서, 단말 장치(330, 340)의 각각의 단말 장치는 네트워크(350)를 통해 단말 장치(330, 340)의 다른 단말 장치로의 전송을 위해 비디오 데이터(예를 들어, 단말 장치에 의해 캡처된 비디오 픽처의 스트림)를 코딩할 수 있다. 단말 장치(330, 340)의 각각의 단말 장치는 또한 단말 장치(330, 340)의 다른 단말 장치에 의해 전송된 코딩된 비디오 데이터를 수신할 수 있고, 비디오 픽처를 복원하기 위해 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있으며 복원된 비디오 데이터에 따라 액세스 가능한 디스플레이 장치에서 비디오 픽처를 디스플레이할 수 있다.
도 3의 예에서, 단말 장치(310, 320, 330, 340)는 서버, 개인용 컴퓨터 및 스마트 폰으로 각각 예시되지만, 본 개시의 원리는 이에 제한되지 않을 수 있다. 본 개시의 실시예는 랩탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 매체 플레이어 및/또는 전용 픽처 회의 장비를 사용한 애플리케이션을 발견한다. 네트워크(350)는 예를 들어 유선 및/또는 무선 통신 네트워크를 포함하여 단말 장치(310, 320, 330, 340) 사이에서 코딩된 비디오 데이터를 전달하는 임의의 개수의 네트워크를 나타낸다. 통신 네트워크(350)는 회선 교환 및/또는 패킷 교환 채널에서 데이터를 교환할 수 있다. 대표적인 네트워크는 통신 네트워크, 근거리 통신망, 광역 통신망 및/또는 인터넷을 포함한다. 본 논의의 목적을 위해, 네트워크(350)의 아키텍처 및 토폴로지는 이하에서 설명되지 않는 한 본 개시의 작동에 중요하지 않을 수 있다.
도 4는 개시된 주제에 대한 애플리케이션의 예로서, 스트리밍 환경에서 비디오 인코더 및 비디오 디코더를 도시한다. 개시된 주제는 예를 들어 픽처 회의, 디지털 TV, 스트리밍 서비스, CD, DVD, 메모리 스틱 등을 포함하는 디지털 매체에 압축된 비디오 저장 등을 포함하는 다른 비디오 가능 애플리케이션에 동일하게 적용될 수 있다.
스트리밍 시스템은 비디오 소스(401), 예를 들어 압축되지 않은 비디오 픽처(402)의 스트림을 생성하는 디지털 카메라를 포함할 수 있는 캡처 서브시스템(413)을 포함할 수 있다. 예에서, 비디오 픽처의 스트림(402)은 디지털 카메라에 의해 촬영된 샘플을 포함한다. 인코딩된 비디오 데이터(404)(또는 코딩된 비디오 비트스트림)와 비교되는 경우 높은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 굵은 선으로 표시된 비디오 픽처(402)의 스트림은 비디오 소스(401)와 결합된 비디오 인코더(403)를 포함하는 전자 장치(420)에 의해 처리될 수 있다. 비디오 인코더(403)는 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 개시된 주제의 측면을 가능하게 하거나 구현하기 위해 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 비디오 픽처의 스트림(402)과 비교되는 경우 더 낮은 데이터 볼륨을 강조하기 위해 가는 선으로 도시된 인코딩된 비디오 데이터(404)(또는 인코딩된 비디오 비트스트림)는 향후 사용을 위해 스트리밍 서버(405)에 저장될 수 있다. 도 4의 클라이언트 서브시스템(406, 408)과 같은 하나 이상의 스트리밍 클라이언트 서브시스템은 인코딩된 비디오 데이터(404)의 사본(407, 409)을 검색하기 위해 스트리밍 서버(405)에 액세스할 수 있다. 클라이언트 서브시스템(406)은 예를 들어 전자 장치(430)에 비디오 디코더(410)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(410)는 인코딩된 비디오 데이터의 인입 사본(407)을 디코딩하고 디스플레이(412)(예를 들어, 디스플레이 스크린) 또는 다른 렌더링 장치(도시되지 않음) 상에서 렌더링될 수 있는 비디오 픽처(411)의 인출 스트림을 생성한다. 일부 스트리밍 시스템에서, 인코딩된 비디오 데이터(404, 407, 409)(예를 들어, 비디오 비트스트림)은 특정 비디오 코딩/압축 표준에 따라 인코딩될 수 있다. 이러한 표준의 예는 ITU-T 권고 H.265를 포함한다. 일 예에서, 개발 중인 비디오 코딩 표준은 비공식적으로 다목적 비디오 코딩(Versatile Video Coding, VVC)으로 알려져 있다. 개시된 주제는 VVC의 맥락에서 사용될 수 있다.
전자 장치(420, 430)는 다른 컴포넌트(도시되지 않음)를 포함할 수 있음에 유의한다. 예를 들어, 전자 장치(420)는 비디오 디코더(미도시)를 포함할 수 있고, 전자 장치(430)는 비디오 인코더(도시되지 않음)도 포함할 수 있다.
도 5는 비디오 디코더(510)의 예시적인 블록도를 도시한다. 비디오 디코더(510)는 전자 장치(530)에 포함될 수 있다. 전자 장치(530)는 수신기(531)(예를 들어, 수신 회로)를 포함할 수 있다. 비디오 디코더(510)는 도 4 예에서 비디오 디코더(410) 대신에 사용될 수 있다.
수신기(531)는 비디오 디코더(510)에 의해 디코딩될 하나 이상의 코딩된 비디오 시퀀스를 수신할 수 있다. 실시예에서, 한 번에 하나의 코딩된 비디오 시퀀스가 수신되며, 여기서 각각의 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩은 다른 코딩된 비디오 시퀀스의 디코딩과 독립적이다. 코딩된 비디오 시퀀스는 인코딩된 비디오 데이터를 저장하는 저장 장치에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 채널(501)로부터 수신될 수 있다. 수신기(531)는 인코딩된 비디오 데이터를 다른 데이터, 예를 들어 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림과 함께 수신할 수 있으며, 이는 엔티티(도시되지 않음)를 사용하여 각각에 전달될 수 있다. 수신기(531)는 코딩된 비디오 시퀀스를 다른 데이터로부터 분리할 수 있다. 네트워크 지터(jitter)를 방지하기 위해, 버퍼 메모리(515)는 수신기(531)와 엔트로피 디코더/파서(520)(이하 "파서(520)") 사이에 연결될 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 버퍼 메모리(515)는 비디오 디코더(510)의 일부이다. 다른 경우, 비디오 디코더(510)(도시되지 않음) 외부에 있을 수 있다. 또 다른 경우에, 예를 들어 네트워크 지터를 방지하기 위해 비디오 디코더(510) 외부에 버퍼 메모리(도시되지 않음)가 있을 수 있고, 또한 예를 들어 재생 타이밍을 처리하기 위해 비디오 디코더(510) 내부에 또 다른 버퍼 메모리(515)가 있을 수 있다. 수신기(531)가 충분한 대역폭과 제어 가능성의 저장/전달 장치 또는 등시성 네트워크로부터 데이터를 수신하는 경우, 버퍼 메모리(515)는 필요하지 않거나 작을 수 있다. 인터넷과 같은 최선의 패킷 네트워크 상에서의 사용을 위해, 버퍼 메모리(515)가 필요할 수 있고, 비교적 클 수 있으며 유리하게는 적응형 크기를 가질 수 있고, 운영 체제 또는 비디오 디코더(510) 외부의 유사한 요소(도시되지 않음)에서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
비디오 디코더(510)는 코딩된 비디오 시퀀스로부터 심볼(521)을 재구성하기 위해 파서(520)를 포함할 수 있다. 이러한 심볼의 카테고리는 비디오 디코더(510)의 작동을 관리하는 데 사용되는 정보와 전자 장치의 필수 부분이 아니지만 도 5에 도시된 바와 같이 전자 장치(530)에 연결될 수 있는 렌더링 장치(512)(예를 들어, 디스플레이 스크린)와 같은 렌더링 장치를 제어하기 위한 정보를 포함한다. 렌더링 장치(들)에 대한 제어 정보는 보충 향상 정보(Supplemental Enhancement Information(SEI)) 메시지 또는 비디오 사용가능성 정보(Video Usability Information, VUI) 파라미터 세트 조각(도시되지 않음)의 형태일 수 있다. 파서(520)는 수신된 코딩된 비디오 시퀀스를 파싱/엔트로피 디코딩할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스의 코딩은 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따를 수 있고, 가변 길이 코딩, 허프만 코딩, 상황 감도가 있거나 없는 산술 코딩 등을 포함하는 다양한 원리를 따를 수 있다. 파서(520)는 그룹에 대응하는 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 비디오 디코더의 픽셀들의 서브그룹들 중 적어도 하나에 대한 서브그룹 파라미터의 세트를 코딩된 비디오 시퀀스로부터 추출할 수 있다. 서브그룹은 픽처 그룹(Group of Picture, GOP), 픽처, 타일, 슬라이스, 매크로블록, 코딩 유닛(Coding Unit, CU), 블록, 변환 유닛(Transform Unit, TU), 예측 유닛(Prediction Unit, PU) 등을 포함할 수 있다. 파서(520)는 또한 변환 계수, 양자화기 파라미터 값, 모션 벡터 등과 같은 코딩된 비디오 시퀀스 정보로부터 추출할 수 있다.
파서(520)는 버퍼 메모리(515)로부터 수신된 비디오 시퀀스에 대해 엔트로피 디코딩/파싱 작동을 수행하여 심볼(521)을 생성할 수 있다.
심볼(521)의 재구성은 코딩된 비디오 픽처의 유형 또는 그 일부(예: 인터 및 픽처 내, 인터 및 인트라 블록), 및 기타 인자에 따라 다수의 상이한 유닛을 포함할 수 있다. 어떤 유닛이 포함되고, 어떻게 포함되는지는 파서(520)에 의해 코딩된 비디오 시퀀스로부터 파싱되는 서브그룹 제어 정보에 의해 제어될 수 있다. 파서(520)와 아래의 다수의 유닛 사이의 이러한 서브그룹 제어 정보의 흐름은 명확성을 위해 도시되지 않는다.
이미 언급된 기능 블록 외에, 비디오 디코더(510)는 개념적으로 아래에서 설명되는 바와 같이 다수의 기능 유닛으로 세분될 수 있다. 상업적 제약 조건에서 작동하는 실제 구현에서, 이러한 유닛 중 많은 것이 서로 밀접하게 상호작용하고, 적어도 부분적으로 서로 통합될 수 있다. 그러나, 개시된 주제를 설명하기 위해 아래의 기능 유닛으로의 개념적 세분화는 적절하다.
제1 유닛은 스케일러/역변환 유닛(551)일 수 있다. 스케일러/역변환 유닛(551)은 파서(520)로부터의 심볼(들)(521)로서 블록 크기, 양자화 인자, 양자화 스케일링 행렬 등을 사용하기 위한 변환을 포함하는 제어 정보 뿐만 아니라 양자화된 변환 계수를 수신할한다. 스케일러/역변환 유닛(551)은 애그리게이터(555)에 입력될 수 있는 샘플 값을 포함하는 블록을 출력할 수 있다.
일부 경우에, 스케일러/역변환 유닛(551)의 출력 샘플은 인트라 코딩된 블록ㅇ에 속할 수 있다. 인트라 코딩된 블록은 이전에 재구성된 픽처로부터 예측 정보를 사용하지 않지만, 현재 픽처의 이전에 재구성된 부분으로부터 예측 정보를 사용할 수 있는 블록에 속할 수 있다. 이러한 예측 정보는 픽처 내 예측 유닛(552)에 의해 제공될 수 있다. 일부 경우에, 픽처 내 예측 유닛(552)은 현재 픽처 버퍼(558)로부터 현재 (부분적으로 재구성된) 픽처로부터 페치된 주변의 이미 재구성된 정보를 사용하여 재구성 중인 블록과 동일한 크기 및 형상의 블록을 생성한다. 현재 픽처 버퍼(558)는 예를 들어 부분적으로 재구성된 현재 픽처 및/또는 완전히 재구성된 현재 픽처를 버퍼링한다. 애그리게이터(555)는, 일부 경우에, 샘플 단위로 인트라 예측 유닛(552)이 생성한 예측 정보를 스케일러/역변환 유닛(551)에 의해 제공되는 출력 샘플 정보에 추가한다.
다른 경우에, 스케일러/역변환 유닛(551)의 출력 샘플은 인터 코딩되고 잠재적으로 모션 보상된 블록에 속할 수 있다. 그러한 경우에, 모션 보상 예측 유닛(553)은 예측에 사용되는 샘플들을 페치하기 위해 참조 픽처 메모리(557)에 액세스할 수 있다. 블록에 속하는 심볼(521)에 따라 페치된 샘플을 모션 보상한 후, 이러한 샘플은 애그리게이터(555)에 의해 스케일러/역변환 유닛(551)의 출력(이 경우 잔차 샘플 또는 잔차 신호)에 추가될 수 있어서 출력 샘플 정보를 생성할 수 있다. 모션 보상 예측 유닛(553)이 예측 샘플을 페치하는 참조 픽처 메모리(557) 내의 주소는 예를 들어, X, Y 및 참조 픽처 성분을 가질 수 있는 심볼(521)의 형태로 모션 보상 예측 유닛(553)에서 이용가능할 수 있는 모션 벡터에 의해 제어될 수 있다. 모션 보상은 또한 정확한 서브 샘플 모션 벡터가 사용 중일 때 참조 픽처 메모리(557)로부터 페치된 샘플 값의 보간, 모션 벡터 예측 메커니즘 등을 포함할 수 있다.
애그리게이터(555)의 출력 샘플은 루프 필터 유닛(556)에서 다양한 루프 필터링 기술의 대상이 될 수 있다. 비디오 압축 기술은 코딩된 비디오 시퀀스(또한 코딩된 비디오 비트스트림으로 지칭됨)에 포함된 파라미터에 의해 제어되고 파서(520)로부터의 심볼(521)로서 루프 필터 유닛(556)에 이용가능하게 되는 인루프 필터 기술을 포함할 수 있다. 비디오 압축은 또한 이전에 재구성되고 루프 필터링된 샘플 값에 대응할 뿐만 아니라 코딩된 픽처 또는 코딩된 비디오 시퀀스의 이전(디코딩 순서에서) 부분을 디코딩하는 동안 획득된 메타 정보에 대응할 수도 있다.
루프 필터 유닛(556)의 출력은 렌더 장치(512)로 출력될 수 있을 뿐만 아니라 미래의 픽처 간 예측에 사용하기 위해 참조 픽처 메모리(557)에 저장될 수 있는 샘플 스트림일 수 있다.
완전히 재구성된 특정 코딩된 픽처는 미래 예측을 위한 참조 픽처로서 사용될 수 있다. 예를 들어, 현재 픽처에 대응하는 코딩된 픽처가 완전히 재구성되고 코딩된 픽처가 (예를 들어, 파서(520)에 의해) 참조 픽처로서 식별되면, 현재 픽처 버퍼(558)는 참조 픽처 메모리(557)의 일부가 될 수 있고, 신선한 현재 픽처 버퍼는 다음 코딩된 픽처의 재구성을 시작하기 전에 재할당될 수 있다.
비디오 디코더(210)는 ITU-T Rec. H.265와 같은 표준에서 미리 결정된 비디오 압축 기술에 따라 디코딩 작동을 수행할 수 있다. 코딩된 비디오 시퀀스가 비디오 압축 기술 또는 표준의 신택스와 비디오 압축 기술 또는 표준에서 문서화된 프로파일 모두를 준수한다는 의미에서, 코딩된 비디오 시퀀스는 사용 중인 비디오 압축 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다. 구체적으로, 프로파일은 비디오 압축 기술 또는 표준에서 사용할 수 있는 모든 도구로부터의 해당 프로파일 하에서의 사용을 위해 사용 가능한 유일한 도구로서 특정 도구를 선택할 수 있다. 또한, 규정 준수를 위해 필요한 것은 코딩된 비디오 시퀀스의 복잡성이 비디오 압축 기술 또는 표준의 수준에 의해 정의된 범위 내에 있어야 한다는 것일 수 있다. 일부 경우에, 레벨이 최대 픽처 크기, 최대 프레임 속도, 최대 재구성 샘플 속도(예를 들어, 초당 메가샘플로 측정됨), 최대 참조 픽처 크기 등을 제한한다. 레벨에 의해 설정된 제한은 경우에 따라 코딩된 비디오 시퀀스에서 시그널링되는 가상 참조 디코더(Hypothetical Reference Decoder, HRD) 사양 및 HRD 버퍼 관리를 위한 메타데이터를 통해 추가로 제한될 수 있다.
실시예에서, 수신기(510)는 인코딩된 비디오와 함께 추가(중복) 데이터를 수신할 수 있다. 추가 데이터는 코딩된 비디오 시퀀스(들)의 일부로 포함될 수 있다. 추가 데이터는 비디오 디코더(510)에 의해 데이터를 적절하게 디코딩하고 및/또는 원래의 비디오 데이터를 더 정확하게 재구성하기 위해 사용될 수 있다. 추가 데이터는 예를 들어 시간, 공간 또는 신호 잡음 비율(signal noise ration, SNR) 향상 계층, 중복 슬라이스, 중복 픽처, 순방향 오류 정정 코드 등의 형태일 수 있다.
도 6은 비디오 인코더(603)의 예시적인 블록도를 도시한다. 비디오 인코더(603)는 전자 장치(620)에 포함된다. 전자 장치(620)는 전송기(640)(예를 들어, 전송 회로)를 포함한다. 비디오 인코더(603)는 도 4 예의 비디오 인코더(403) 대신에 사용될 수 있다.
비디오 인코더(603)는 비디오 인코더(603)에 의해 코딩될 비디오 이미지(들)를 캡처할 수 있는 비디오 소스(601)(도 6의 예에서 전자 장치(620)의 일부가 아님)로부터 비디오 샘플을 수신할 수 있다. 다른 예에서, 비디오 소스(601)는 전자 장치(620)의 일부이다.
비디오 소스(601)는 임의의 적절한 비트 깊이(예를 들어, 8 비트, 10 비트, 12 비트, ...), 임의의 색상 공간(예를 들어, BT.601 Y CrCB, RGB, ...) 및 임의의 적절한 샘플링 구조(예를 들어, Y CrCb 4:2:0, Y CrCb 4:4:4)일 수 있는 디지털 비디오 샘플 스트림의 형태로 비디오 인코더(603)에 의해 코딩될 소스 비디오 시퀀스를 제공할 수 있다. 매체 서빙 시스템에서, 비디오 소스(601)는 미리 준비된 비디오를 저장하는 저장 장치일 수 있다. 픽처 회의 시스템에서, 비디오 소스(601)는 비디오 시퀀스로서 로컬 이미지 정보를 캡처하는 카메라일 수 있다. 비디오 데이터는 순서대로 볼 때 모션을 부여하는 복수의 개별 픽처로서 제공될 수 있다. 픽처 자체는 픽셀의 공간 어레이로 구성될 수 있으며, 여기서 각각의 픽셀은 사용 중인 샘플링 구조, 색 공간 등에 따라 하나 이상의 샘플을 포함할 수 있다. 당업자는 픽셀과 샘플 사이의 관계를 쉽게 이해할 수 있다. 아래 설명은 샘플에 중점을 둔다.
실시예에 따르면, 비디오 인코더(603)는 실시간으로 또는 요구되는 임의의 다른 시간 제약 하에서 소스 비디오 시퀀스의 픽처를 코딩된 비디오 시퀀스(643)로 코딩하고 압축할 수 있다. 적절한 코딩 속도를 강화하는 것은 제어기(650)의 기능 중 하나이다. 일부 실시예에서, 제어기(650)는 후술하는 바와 같이 다른 기능 유닛을 제어하고 다른 기능 유닛에 기능적으로 결합된다. 결합은 명확성을 위해 표시되지 않는다. 제어기(650)에 의해 설정되는 파라미터는 레이트 제어 관련 파라미터(픽처 스킵(picture skip), 양자화기, 레이트 왜곡 최적화(rate-distortion optimization) 기술의 람다 값, ...), 픽처 크기, 픽처 그룹(GOP) 레이아웃, 최대 모션 벡터 검색 범위 등을 포함할 수 있다. 제어기(650)는 특정 시스템 설계에 최적화된 비디오 인코더(603)에 속하는 다른 적절한 기능을 갖도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 비디오 인코더(603)는 코딩 루프에서 작동하도록 구성된다. 과도하게 단순화된 설명으로서, 예에서, 코딩 루프는 소스 코더(630)(예를 들어, 코딩될 입력 픽처에 기초하여 심볼 스트림과 같은 심볼을 생성하는 역할을 하며, 참조 픽처(들)임) 및 비디오 인코더(603)에 내장된 (로컬) 디코더(633)를 포함할 수 있다. 디코더(633)는 (원격) 디코더가 생성하는 것과 유사한 방식으로 샘플 데이터를 생성하기 위해 심볼을 재구성한다. 재구성된 샘플 스트림(샘플 데이터)은 참조 픽처 메모리(634)에 입력될 수 있다. 심볼 스트림의 디코딩이 디코더 위치(로컬 또는 원격)에 관계없이 정확한 비트 결과를 가져오기 때문에, 참조 픽처 메모리(634)내의 컨텐츠는 또한 로컬 인코더와 원격 인코더 사이에서 정확한 비트이다. 다시 말해서, 인코더의 예측 부분은 디코딩 동안 예측을 사용할 때 디코더가 "보는(see)" 것과 정확히 동일한 샘플 값을 참조 픽처 샘플로 "본다(see)". 참조 픽처 동기화(예를 들어, 채널 오류로 인해 동기화가 유지될 수 없는 경우 결과적인 드리프트)의 이러한 기본 원리는 일부 관련 기술에서도 사용된다.
"로컬" 디코더(633)의 작동은 비디오 디코더(510)와 같은 "원격" 디코더의 작동과 동일할 수 있으며, 이는 도 5와 관련하여 위에서 이미 상세하게 설명되었다. 그러나, 또한 도 5를 간단히 참조하면, 심볼이 이용 가능하고 엔트로피 코더(645) 및 파서(520)에 의한 코딩된 비디오 시퀀스에 대한 심볼의 인코딩/디코딩이 무손실일 수 있기 때문에, 버퍼 메모리(515) 및 파서(520)를 포함하는 비디오 디코더(510)의 엔트로피 디코딩 부분은 로컬 디코더(633)에서 완전히 구현되지 않을 수 있다.
실시예에서, 디코더에 존재하는 파싱/엔트로피 디코딩을 제외한 디코더 기술은 대응하는 인코더에서, 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 기능 형태로 존재한다. 따라서, 개시된 주제는 디코더 작동에 초점을 맞춘다. 인코더 기술에 대한 설명은 포괄적으로 설명된 디코더 기술의 반대이므로 축약될 수 있다. 특정 영역에서, 더 자세한 설명이 아래에서 제공된다.
작동 중에, 일부 예에서, 소스 코더(630)는 "참조 픽처"로 지정된 비디오 시퀀스로부터의 하나 이상의 이전에 코딩된 픽처를 참조하여 예측적으로 입력 픽처를 코딩하는 모션 보상된 예측 코딩을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 코딩 엔진(632)은 입력 픽처의 픽셀 블록과 입력 픽처에 대한 예측 참조(들)로서 선택될 수 있는 참조 픽처(들)의 픽셀 블록 사이의 차이를 코딩한다.
로컬 비디오 디코더(633)는 소스 코더(430)에 의해 생성된 심볼에 기초하여 참조 픽처로 지정될 수 있는 픽처의 코딩된 비디오 데이터를 디코딩할 수 있다. 코딩 엔진(632)의 작동은 유리하게는 손실 프로세스일 수 있다. 코딩된 비디오 데이터가 비디오 디코더(도 6에 도시되지 않음)에서 디코딩될 수 있는 경우, 재구성된 비디오 시퀀스는 일반적으로 일부 오류가 있는 소스 비디오 시퀀스의 복제일 수 있다. 로컬 비디오 디코더(633)는 참조 픽처에 대해 비디오 디코더에 의해 수행될 수 있는 디코딩 프로세스를 복제하고 재구성된 참조 픽처로 하여금 참조 픽처 메모리(634)에 저장되도록 할 수 있다. 이러한 방식으로, 비디오 인코더(603)는 원단 비디오 디코더(전송 오류 없음)에 의해 획득될 재구성된 참조 픽처로서 공통 컨텐츠를 갖는 재구성된 참조 픽처의 복사를 로컬에서 저장할 수 있다.
예측기(635)는 코딩 엔진(632)에 대한 예측 검색을 수행할 수 있다. 즉, 코딩될 새로운 픽처에 대해, 예측기(635)는 샘플 데이터(후보 참조 픽셀 블록으로서) 또는 새로운 픽처에 대한 적절한 예측 참조 역할을 할 수 있는, 참조 픽처 모션 벡터, 블록 형상 등과 같은 특정 메타데이터에 대해 참조 픽처 메모리(634)를 검색할 수 있다. 예측기(635)는 적절한 예측 참조를 찾기 위해 샘플 블록 기반으로 작동할 수 있다. 일부 경우에, 예측기(635)에 의해 획득된 검색 결과에 의해 결정된 바와 같이, 입력 픽처는 참조 픽처 메모리(634)에 저장된 다수의 참조 픽처로부터 도출된 예측 참조를 가질 수 있다.
제어기(650)는 예를 들어 비디오 데이터를 인코딩하는데 사용되는 파라미터 및 서브그룹 파라미터의 설정을 포함하는 소스 코더(630)의 코딩 작동을 관리할 수 있다.
전술한 모든 기능 유닛의 출력은 엔트로피 코더(645)에서 엔트로피 코딩될 수 있다. 엔트로피 코더(645)는 허프만 코딩, 가변 길이 코딩, 산술 코딩 등과 같은 기술에 따라 심볼에 무손실 압축을 적용함으로써 다양한 기능 유닛에 의해 생성된 심볼을 코딩된 비디오 시퀀스로 변환한다.
전송기(640)는 인코딩된 비디오 데이터를 저장할 수 있는 저장 장치에 대한 하드웨어/소프트웨어 링크일 수 있는 통신 채널(660)을 통한 전송을 준비하기 위해 엔트로피 코더(645)에 의해 생성된 코딩된 비디오 시퀀스(들)를 버퍼링할 수 있다. 전송기(640)는 비디오 인코더(603)로부터의 코딩된 비디오 데이터를 전송될 다른 데이터, 예를 들어 코딩된 오디오 데이터 및/또는 보조 데이터 스트림(소스는 도시되지 않음)과 병합할 수 있다.
제어기(650)는 비디오 인코더(603)의 작동을 관리할 수 있다. 코딩 동안, 제어기(650)는 각각의 픽처에 적용될 수 있는 코딩 기술에 영향을 미칠 수 있는 특정 코딩된 픽처 유형을 각각의 코딩된 픽처에 할당할 수 있다. 예를 들어, 픽처는 종종 다음의 픽처 유형들 중 하나로서 할당될 수 있다:
픽처 내(I 픽처)는 예측 소스로서 시퀀스의 다른 픽처를 사용하지 않고 코딩되고 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 일부 비디오 코덱은 예를 들어 독립 디코더 리프레시(Independent Decoder Refresh, IDR) 픽처를 포함하는 다양한 유형의 픽처 내를 허용한다. 당업자는 I 픽처의 이러한 변형 및 각각의 애플리케이션 및 특징을 알고 있다.
예측 픽처(P 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 하나의 모션 벡터 및 참조 인덱스를 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩되고 디코딩될 수 있는 것일 수 있다.
양방향 예측 픽처(B 픽처)는 각각의 블록의 샘플 값을 예측하기 위해 최대 2개의 모션 벡터 및 참조 인덱스를 사용하는 인트라 예측 또는 인터 예측을 사용하여 코딩되고 디코딩될 수 있는 것일 수 있다. 유사하게, 다수의 예측 픽처는 단일 블록의 재구성을 위해 2개 이상의 참조 픽처 및 연관된 메타데이터를 사용할 수 있다.
소스 픽처는 일반적으로 복수의 샘플 블록(예를 들어, 각각 4x4, 8x8, 4x8 또는 16x16 샘플의 블록)으로 공간적으로 세분되고 블록 기반으로 코딩될 수 있다. 블록은 블록의 각각의 픽처에 적용된 코딩 할당에 의해 결정된 바와 같이 다른(이미 코딩된) 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다. 예를 들어, I 픽처의 블록은 비예측적으로 코딩될 수 있거나 또는 그들은 동일한 픽처의 이미 코딩된 블록을 참조하여 예측적으로 코딩될 수 있다(공간 예측 또는 인트라 예측). P 픽처의 픽셀 블록은 하나의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다. B 픽처의 블록은 하나 또는 2개의 이전에 코딩된 참조 픽처를 참조하여 공간적 예측을 통해 또는 시간적 예측을 통해 예측적으로 코딩될 수 있다.
비디오 인코더(603)는 ITU-T Rec. H265와 같은 미리 결정된 비디오 코딩 기술 또는 표준에 따라 코딩 작동을 수행할 수 있다. 그 작동에서, 비디오 인코더(603)는 입력 비디오 시퀀스에서 시간적 및 공간적 중복성을 이용하는 예측 코딩 작동을 포함하는 다양한 압축 작동을 수행할 수 있다. 따라서, 코딩된 비디오 데이터는 사용되는 비디오 코딩 기술 또는 표준에 의해 지정된 신택스를 따를 수 있다.
실시예에서, 전송기(640)는 인코딩된 비디오와 함께 추가 데이터를 전송할 수 있다. 소스 코더(630)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부로서 그러한 데이터를 포함할 수 있다. 추가 데이터는 시간/공간/SNR 향상 계층, 중복 픽처 및 슬라이스, SEI 메시지, VUI 파라미터 세트 단편 등과 같은 다른 형태의 중복 데이터를 포함할 수 있다.
비디오는 시간적 시퀀스에서 복수의 소스 픽처(비디오 픽처)로 캡처될 수 있다. 픽처 내 예측(종종 인트라 예측으로 축약됨)은 주어진 픽처에서 공간적 상관을 사용하고, 픽처 간 예측은 픽처 사이의 (시간적 또는 다른) 상관을 사용한다. 예에서, 현재 픽처로 지칭되는 인코딩/디코딩 중인 특정 픽처는 블록으로 분할된다. 현재 픽처의 블록이 비디오의 이전에 코딩되고 여전히 버퍼링된 참조 픽처의 참조 블록과 유사한 경우, 현재 픽처의 블록은 모션 벡터로 지칭되는 벡터에 의해 코딩될 수 있다. 모션 벡터는 참조 픽처의 참조 블록을 가리키며, 여러 참조 픽처가 사용 중인 경우 참조 픽처를 식별하는 3차원을 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 양방향 예측 기술이 픽처 간 예측에서 사용될 수 있다. 양방향 예측 기술에 따르면, 비디오의 현재 픽처에 대해 디코딩 순서가 모두 앞선(그러나, 각각 디스플레이 순서에서 과거 및 미래일 수 있음) 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처와 같은 두 개의 참조 픽처가 사용된다. 현재 픽처의 블록은 제1 참조 픽처의 제1 참조 블록을 가리키는 제1 모션 벡터 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 블록을 가리키는 제2 모션 벡터에 의해 코딩될 수 있다. 블록은 제1 참조 블록과 제2 참조 블록의 조합에 의해 예측될 수 있다.
또한, 코딩 효율을 향상시키기 위해 픽처 간 예측에 병합 모드 기술이 사용될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예에 따르면, 픽처 간 예측 및 픽처 내 예측과 같은 예측은 블록 단위로 수행된다. 예를 들어, HEVC 표준에 따르면, 비디오 픽처 시퀀스의 픽처는 압축을 위해 코딩 트리 유닛(coding tree unit)으로 분할되며, 픽처의 CTU는 64x64 픽셀, 32x32 픽셀 또는 16x16 픽셀과 같은 동일한 크기를 갖는다. 일반적으로, CTU는 1개의 루마(luma) CTB와 2개의 크로마(chroma) CTB인 3개의 코딩 트리 블록(coding tree block, CTB)을 포함한다. 각각의 CTU는 재귀적으로 쿼드트리를 하나 또는 여러 개의 코딩 유닛(coding unit, CU)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 64x64 픽셀의 CTU는 64x64 픽셀의 하나의 CU, 32x32 픽셀의 4개의 CU 또는 16x16 픽셀의 16개의 CU로 분할될 수 있다. 예에서, 각각의 CU는 인터 예측 유형 또는 인트라 예측 유형과 같은 CU에 대한 예측 유형을 결정하기 위해 분석된다. CU는 시간 및/또는 공간 예측 가능성에 따라 하나 이상의 예측 유닛(prediction unit, PU)으로 분할된다. 일반적으로, 각각의 PU는 루마 예측 블록(PB)과 2개의 크로마 PB를 포함한다. 실시예에서, 코딩(인코딩/디코딩)에서의 예측 작동은 예측 블록 단위로 수행된다. 예측 블록의 예로서 루마 예측 블록을 사용하면, 예측 블록은 8x8 픽셀, 16x16 픽셀, 8x16 픽셀, 16x8 픽셀 등과 같은 픽셀에 대한 값(예를 들어, 루마 값)의 행렬을 포함한다.
도 7은 비디오 인코더(703)의 예시적인 도면을 도시한다. 비디오 인코더(703)는 비디오 픽처의 시퀀스에서 현재 비디오 픽처 내의 샘플 값의 처리 블록(예를 들어, 예측 블록)을 수신하고, 처리 블록을 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처로 인코딩하도록 구성된다. 예에서, 비디오 인코더(703)는 도 4 예의 비디오 인코더(403) 대신에 사용된다.
HEVC 예에서, 비디오 인코더(703)는 8x8 샘플의 예측 블록 등과 같은 처리 블록에 대한 샘플 값의 행렬을 수신한다. 비디오 인코더(703)는 처리 블록이 예를 들어 레이트 왜곡 최적화(rate-distortion optimization)를 사용하여 인트라 모드, 인터 모드 또는 이중 예측 모드를 사용하여 최상으로 코딩되는지 여부를 결정한다. 처리 블록이 인트라 모드에서 코딩되는 경우, 비디오 인코더(703)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인트라 예측 기술을 사용할 수 있고, 처리 블록이 인터 모드 또는 이중 예측 모드에서 코딩되어야 하는 경우, 비디오 인코더(703)는 처리 블록을 코딩된 픽처로 인코딩하기 위해 인터 예측 또는 이중 예측 기술을 각각 사용할 수 있다. 특정 비디오 코딩 기술에서, 병합 모드는 모션 벡터가 예측기 외부의 코딩된 모션 벡터 성분의 이점 없이 하나 이상의 모션 벡터 예측기로부터 유도되는 인터 픽처 예측 서브 모드일 수 있다. 특정 다른 비디오 코딩 기술에서, 대상 블록에 적용 가능한 모션 벡터 성분이 존재할 수 있다. 예에서, 비디오 인코더(703)는 처리 블록의 모드를 결정하기 위한 모드 결정 모듈(도시되지 않음)과 같은 다른 컴포넌트를 포함한다.
도 7에서, 비디오 인코더(703)는 인터 인코더(730), 인트라 인코더(722), 잔차 계산기(723), 스위치(726), 잔차 인코더(724), 일반 제어기(721) 및 도 7에 도시된 바와 같이 함께 결합된 엔트로피 인코더(725)를 포함한다.
인터 인코더(730)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 블록을 참조 픽처(예를 들어, 이전 픽처 및 이후 픽처의 블록)의 하나 이상의 참조 블록과 비교하며, 인터 예측 정보(예를 들어, 인터 인코딩 기술에 따른 중복 정보의 설명, 모션 벡터, 병합 모드 정보)를 생성하고, 임의의 적절한 기술을 사용하여 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과(예를 들어, 예측된 블록)를 계산하도록 구성된다. 일부 예에서, 참조 픽처는 인코딩된 비디오 정보에 기초하여 디코딩된 디코딩된 참조 픽처이다.
인트라 인코더(722)는 현재 블록(예를 들어, 처리 블록)의 샘플을 수신하고, 일부 경우에 블록을 동일한 픽처에서 이미 코딩된 블록과 비교하며, 변환 후에 양자화된 계수 및 일부 경우에 또한 인트라 예측 정보(예를 들어, 하나 이상의 인트라 인코딩 기술에 따른 인트라 예측 방향 정보)를 생성하도록 구성된다. 예에서, 인트라 인코더(722)는 또한 동일한 픽처의 인트라 예측 정보 및 참조 블록에 기초하여 인트라 예측 결과(예를 들어, 예측된 블록)를 계산한다.
일반 제어기(721)는 일반 제어 데이터를 결정하고 일반 제어 데이터에 기초하여 비디오 인코더(703)의 다른 컴포넌트를 제어하도록 구성된다. 예에서, 일반 제어기(721)는 블록의 모드를 결정하고, 그 모드에 기초하여 스위치(726)에게 제어 신호를 제공한다. 예를 들어, 모드가 인트라 모드인 경우, 일반 제어기(721)는 잔차 계산기(723)에 의해 사용할 인트라 모드 결과를 선택하기 위해 스위치(726)를 제어하고, 인트라 예측 정보를 선택하고 비트스트림에 인트라 예측 정보를 포함시키기 위해 엔트로피 인코더(725)를 제어하며, 모드가 인터 모드인 경우, 일반 제어기(721)는 잔차 계산기(723)에 의해 사용할 인터 예측 결과를 선택하기 위해 스위치(726)를 제어하고, 인터 예측 정보를 선택하고 비트스트림에 인터 예측 정보를 포함시키기 위해 엔트로피 인코더(725)를 제어한다.
잔차 계산기(723)는 수신된 블록과 인트라 인코더(722) 또는 인터 인코더(730)로부터 선택된 예측 결과 사이의 차이(잔차 데이터)를 계산하도록 구성된다. 잔차 인코더(724)는 변환 계수를 생성하기 위해 잔차 데이터를 인코딩하도록 잔차 데이터에 기초하여 작동하도록 구성된다. 예에서, 잔차 인코더(724)는 잔차 데이터를 공간 도메인에서 주파수 도메인으로 변환하고, 변환 계수를 생성하도록 구성된다. 그 다음, 변환 계수는 양자화된 변환 계수를 획득하기 위해 양자화 처리된다. 다양한 실시예에서, 비디오 인코더(703)는 또한 잔차 디코더(728)를 포함한다. 잔차 디코더(728)는 역변환을 수행하고, 디코딩된 잔차 데이터를 생성하도록 구성된다. 디코딩된 잔차 데이터는 인트라 인코더(722) 및 인터 인코더(730)에 의해 적절하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 인터 인코더(730)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인터 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있고, 인트라 인코더(722)는 디코딩된 잔차 데이터 및 인트라 예측 정보에 기초하여 디코딩된 블록을 생성할 수 있다. 디코딩된 블록은 디코딩된 픽처를 생성하도록 적절하게 처리되고 디코딩된 픽처는 메모리 회로(도시되지 않음)에 버퍼링될 수 있으며 일부 예에서 참조 픽처로서 사용될 수 있다.
엔트로피 인코더(725)는 인코딩된 블록을 포함하기 위해 비트스트림을 포맷하도록 구성된다. 엔트로피 인코더(725)는 HEVC 표준과 같은 적절한 표준에 따라 비트스트림에 다양한 정보를 포함하도록 구성된다. 예에서, 엔트로피 인코더(725)는 비트스트림에 일반 제어 데이터, 선택된 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보), 잔차 정보 및 다른 적절한 정보를 포함하도록 구성된다. 개시된 주제에 따르면, 인터 모드 또는 이중 예측 모드의 병합 서브모드에서 블록을 코딩하는 경우, 잔차 정보가 없음에 유의한다.
도 8은 비디오 디코더(810)의 예시적인 도면을 도시한다. 비디오 디코더(810)는 코딩된 비디오 시퀀스의 일부인 코딩된 픽처를 수신하고, 재구성된 픽처를 생성하기 위해 코딩된 픽처를 디코딩하도록 구성된다. 예에서, 비디오 디코더(810)는 도 4 예의 비디오 디코더(410) 대신에 사용된다.
도 8에서, 비디오 디코더(810)는 엔트로피 디코더(871), 인터 디코더(880), 잔차 디코더(873), 재구성 모듈(874) 및 도 8에 도시된 바와 같이 함께 결합된 인트라 디코더(872)를 포함한다.
엔트로피 디코더(871)는 코딩된 픽처를 구성하는 신택스 요소를 나타내는 특정 심볼을 코딩된 픽처로부터 재구성하도록 구성될 수 있다. 그러한 심볼은 예를 들어, 블록이 코딩되는 모드(예를 들어, 인트라 모드, 인터 모드, 양방향 예측 모드, 병합 서브모드 또는 다른 서브모드에서의 후자의 2개), 인트라 디코더(872) 또는 인터 디코더(880) 각각에 의한 예측을 위해 사용되는 특정 샘플 또는 메타데이터를 식별할 수 있는 예측 정보(예를 들어, 인트라 예측 정보 또는 인터 예측 정보)를 각각 포함할 수 있다. 심볼은 또한, 예를 들어 양자화된 변환 계수의 형태의 잔차 정보 등을 포함할 수 있다. 예에서, 예측 모드가 인터 또는 이중 예측 모드인 경우, 인터 예측 정보는 인터 디코더(880)에게 제공되고, 예측 유형이 인트라 예측 유형인 경우, 인트라 예측 정보는 인트라 디코더(872)에게 제공된다. 잔차 정보는 역양자화될 수 있고 잔차 디코더(873)에게 제공된다.
인터 디코더(880)는 인터 예측 정보를 수신하고, 인터 예측 정보에 기초하여 인터 예측 결과를 생성하도록 구성된다.
인트라 디코더(872)는 인트라 예측 정보를 수신하고, 인트라 예측 정보에 기초하여 예측 결과를 생성하도록 구성된다.
잔차 디코더(873)는 역양자화된 변환 계수를 추출하기 위해 역양자화를 수행하고, 잔차 정보를 주파수 도메인에서 공간 도메인으로 변환하기 위해 역양자화된 변환 계수를 처리하도록 구성된다. 잔차 디코더(873)는 또한 (양자화기 파라미터(Quantizer Parameter, QP)를 포함하기 위해) 특정 제어 정보를 요구할 수 있고, 해당 정보는 엔트로피 디코더(871)에 의해 제공될 수 있다(데이터 경로는 낮은 볼륨 제어 정보일 수 있기 때문에 도시되지 않음).
재구성 모듈(874)은 재구성된 비디오의 일부일 수 있는 재구성된 픽처의 일부일 수 있는 재구성된 블록을 형성하기 위해 공간 도메인에서 찬차 디코더(873)에 의해 출력된 잔차 정보와 예측 결과(경우에 따라 인터 또는 인트라 예측 모듈에 의해 출력됨)를 결합하도록 구성된다. 디블록킹(deblocking) 작동과 같은 다른 적절한 작동이 시각적 품질을 향상시키기 위해 수행될 수 있음에 유의한다.
비디오 인코더(403, 603, 703) 및 비디오 디코더(410, 510, 810)는 임의의 적절한 기술을 사용하여 구현될 수 있음에 유의한다. 실시예에서, 비디오 인코더(403, 603, 703) 및 비디오 디코더(410, 510, 810)는 하나 이상의 집적 회로를 사용하여 구현될 수 있다. 다른 실시예에서, 비디오 인코더(403, 603, 603) 및 비디오 디코더(410, 510, 810)는 소프트웨어 명령을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 사용하여 구현될 수 있다.
다양한 인터 예측 모드가 VVC에서 사용될 수 있다. 인터 예측된 CU에 대해, 모션 파라미터는 MV(들), 하나 이상의 참조 픽처 인덱스, 참조 픽처 리스트 사용 인덱스, 및 인터 예측된 샘플 생성에 사용될 특정 코딩 특징에 대한 추가 정보를 포함할 수 있다. 동작 파라미터는 명시적으로 또는 암시적으로 시그널링될 수 있다. CU가 스킵(skip) 모드로 코딩될 때, CU는 PU와 연관될 수 있고 중요한 잔차 계수, 코딩된 모션 벡터 델타 또는 MV 차이(예를 들어, MVD) 또는 참조 픽처 인덱스를 가질 수 없다. 현재 CU에 대한 모션 파라미터가 공간적 및/또는 시간적 후보 그리고 선택적으로 VVC에 도입된 것과 같은 추가 정보를 포함하는 이웃 CU(들)로부터 획득되는 병합 모드가 지정될 수 있다. 스킵 모드뿐만 아니라 인터 예측된 CU에도 병합 모드가 적용될 수 있다. 예에서, 병합 모드에 대한 대안은 모션 파라미터의 명시적 전송이며, 여기서 MV(들), 각 참조 픽처 리스트에 대한 대응하는 참조 픽처 인덱스 및 참조 픽처 리스트 사용 플래그 및 기타 정보는 CU별로 명시적으로 시그널링된다.
VVC에서와 같은 실시예에서, VVC 테스트 모델(VVC Test model, VTM) 참조 소프트웨어는 확장된 병합 예측, 병합 모션 벡터 차이(merge motion vector difference, MMVD) 모드, 대칭 MVD 시그널링을 사용한 적응적 모션 벡터 벡터 예측(adaptive motion vector prediction, AMVP) 모드, 아핀 모션 보상 예측, 서브블록 기반 시간 모션 벡터 예측(subblock-based temporal motion vector prediction, SbTMVP), 적응적 모션 벡터 해상도(adaptive motion vector resolution, AMVR), 모션 필드 저장(1/16번째 루마 샘플 MV 저장 및 8x8 모션 필드 압축), CU 레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(bi-prediction with CU-level weight, BCW), 양방향 광학 흐름(bi-directional optical flow, BDOF), 광학 흐름을 사용한 예측 정제(prediction refinement using optical flow, PROF), 디코더측 모션 벡터 정제(decoder side motion vector refinement, DMVR), 결합된 인터 및 인트라 예측(combined inter and intra prediction, CIIP), 기하 분할 모드(geometric partitioning mode, GPM) 등을 포함하는 하나 이상의 정제된 인터 예측 코딩 도구를 포함한다. 인터 예측 및 관련 방법은 아래에서 자세히 설명된다.
확장된 병합 예측은 일부 예에서 사용될 수 있다. VTM4와 같은 예에서, 병합 후보 리스트는 다음의 5가지 유의 후보, 즉 공간적 이웃 CU(들)로부터의 공간 모션 벡터 예측기(들)(motion vector predictor, MVP), 병치된(collocated) CU(들)로부터의 시간적 MVP(들), 선입 선출(first-in-first-out, FIFO) 표로부터의 이력 기반 MVP(들), 쌍별 평균 MVP(들) 및 제로(zero) MV(들)를 순서대로 포함하여 구성된다.
병합 후보 리스트의 크기는 슬라이스 헤더에서 시그널링될 수 있다. 예를 들어, VTM4에서 병합 후보 리스트의 최대 허용 크기는 6이다. 병합 모드에서 코딩된 각 CU에 대해, 최상의 병합 후보의 인덱스(예를 들어, 병합 인덱스)는 절단된 단항 이진화(truncated unary binarization, TU)를 사용하여 인코딩될 수 있다. 병합 인덱스의 제1 빈(bin)은 컨텍스트(예를 들어, 컨텍스트 적응적 이진 산술 코딩(context-adaptive binary arithmetic coding, CABAC))로 코딩될 수 있으며 바이패스 코딩은 다른 빈에 사용될 수 있다.
병합 후보의 각 범주의 생성 프로세스의 일부 예가 아래에서 제공된다. 실시예에서, 공간적 후보(들)는 다음과 같이 도출된다. VVC에서 공간 병합 후보의 도출은 HEVC에서와 동일할 수 있다. 일 예로, 도 9에 도시된 위치에 위치한 후보 중에서 최대 4개의 병합 후보가 선택된다. 도 9는 본 개시의 실시예에 따른 공간 병합 후보의 위치를 도시한다. 도 9를 참조하면, 도출 순서는 B1, A1, B0, A0, B2이다. 위치 B2는 위치 A0, B0, B1 및 A1의 임의의 CU가 사용 가능하지 않거나(예를 들어, CU가 다른 슬라이스 또는 다른 타일에 속하기 때문임) 또는 인트라 코딩된 경우에만 고려된다. 위치 A1의 후보가 추가된 후, 나머지 후보의 추가는 동일한 모션 정보를 갖는 후보가 후보 리스트에서 제외되어 코딩 효율이 향상될 수 있음을 보장하는 중복 검사 대상이다.
계산 복잡성을 줄이기 위해, 언급된 중복 검사에서 모든 가능한 후보 쌍이 고려되지는 않는다. 대신에, 도 10에서 화살표로 연결된 쌍만이 고려되고, 중복 검사에 사용된 대응하는 후보가 동일한 모션 정보를 갖지 않는 경우에만 후보가 후보 리스트에 추가된다. 도 10은 본 개시의 실시예에 따른 공간적 병합 후보의 중복 검사를 위해 고려되는 후보 쌍을 도시한다. 도 10을 참조하면, 각각의 화살표로 연결된 쌍은 A1과 B1, A1과 A0, A1과 B2, B1과 B0, B1과 B2를 포함한다. 따라서, 위치 B1, A0 및/또는 B2의 후보는 위치 A1의 후보와 비교할 수 있고, 위치 B0 및/또는 B2의 후보는 위치 B1의 후보와 비교할 수 있다.
실시예에서, 시간적 후보(들)는 다음과 같이 도출된다. 예를 들어, 후보 리스트에 하나의 임시 병합 후보만이 추가된다. 도 11은 시간적 병합 후보에 대한 예시적인 모션 벡터 스케일링을 도시한다. 현재 픽처(1101)에서 현재 CU(1111)의 시간적 병합 후보를 도출하기 위해, 스케일링된 MV(1121)(예를 들어, 도 11에서 점선으로 도시됨)는 병치된 참조 픽처(1104)에 속하는 병치된 CU(1112)에 기초하여 도출될 수 있다. 병치된 CU(1112)를 도출하는 데 사용되는 참조 픽처 리스트는 슬라이스 헤더에서 명시적으로 시그널링될 수 있다. 시간적 병합 후보에 대한 스케일링된 MV(1121)는 도 11에서 점선으로 도시된 바와 같이 획득될 수 있다. 스케일링된 MV(1121)는 픽처 순서 카운트(picture order count, POC) 거리 tb 및 td를 사용하여 병치된 CU(1112)의 MV로부터 스케일링될 수 있다. POC 거리 tb는 현재 픽처(1101)의 현재 참조 픽처(1102)와 현재 픽처(1101) 사이의 POC 차이로 정의될 수 있다. POC 거리 td는 병치된 픽처(1103)의 병치된 참조 픽처(1104)와 병치된 픽처(1103) 사이의 POC 차이로 정의될 수 있다. 시간적 병합 후보의 참조 픽처 인덱스는 0으로 설정될 수 있다.
도 12는 현재 CU의 시간적 병합 후보에 대한 예시적인 후보 위치(예를 들어, C0 및 C1)를 도시한다. 시간적 병합 후보의 위치는 후보 위치 C0과 C1 사이에서 선택될 수 있다. 후보 위치 C0는 현재 CU의 병치된 CU(1210)의 우측 하단 코너에 위치한다. 후보 위치 C1은 현재 CU의 병치된 CU(1210)의 중심에 위치한다. 후보 위치 C0의 CU가 이용 가능하지 않거나, 인트라 코딩되거나, 또는 CTU의 현재 행 외부에 있는 경우, 후보 위치 C1은 시간적 병합 후보를 도출하는 데 사용된다. 그렇지 않으면, 예를 들어 후보 위치 C0에 있는 CU가 사용 가능하고, 인트라 코딩되며, CTU의 현재 행에서, 후보 위치 C0은 시간적 병합 후보를 도출하는 데 사용된다.
일부 예에서, 모션 보상 예측(motion compensation prediction, MCP)을 위해 병진 모션 모델(translation motion model)이 적용된다. 그러나, 병진 모션 모델은 확대/축소, 회전, 원근 모션 및 기타 불규칙한 모션과 같은 다른 유형의 모션을 모델링하는 데 적합하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 블록 기반 아핀 변환 모션 보상 예측이 적용된다. 도 13a에서, 블록의 아핀 모션 필드는 4-파라미터 아핀 모델이 사용되는 경우 2개의 제어 포인트(CP들) CP0 및 CP1의 2개의 제어 포인트 모션 벡터(control point motion vector, CPMV) CPMV0 및 CPMV1에 의해 설명된다. 도 13b에서, 블록의 아핀 모션 필드는 6-파라미터 아핀 모델이 사용되는 경우 CP들 CP0, CP1 및 CP2의 3개의 CPMV들 CPMV0, CPMV1 및 CPMV3에 의해 설명된다.
4-파라미터 아핀 모션 모델의 경우, 블록에서 샘플 위치 (x, y)의 모션 벡터는 [수학식 1]과 같이 도출된다.
[수학식 1]
6-파라미터 아핀 모션 모델의 경우, 블록에서 샘플 위치 (x, y)의 모션 벡터는 [수학식 2]와 같이 도출된다.
[수학식 2]
[수학식 1] 및 [수학식 2]에서, (mv0x, mv0y)는 좌측 상단 코너 제어 포인트의 모션 벡터이고, (mv1x, mv1y)는 우측 상단 코너 제어 포인트의 모션 벡터이며, (mv2x, mv2y)는 좌측 하단 코너 제어 포인트의 모션 벡터이다. 또한, 좌표 (x, y)는 각 블록의 좌측 상단 코너를 기준으로 하고, W와 H는 각 블록의 폭과 높이를 나타낸다.
모션 보상 예측을 단순화하기 위해, 일부 실시예에서 서브블록 기반 아핀 변환 예측이 적용된다. 예를 들어, 도 14에서, 4-파라미터 아핀 모션 모델이 사용되고, 2개의 CPMV 및 가 결정된다. 현재 블록(1410)으로부터 분할된 각각의 4×4(샘플) 루마 서브블록(1402)의 모션 벡터를 도출하기 위해, 각각의 서브블록(1402)의 중심 샘플의 모션 벡터(1401)는 [수학식 1]에 따라 계산되고, 1/16 분수 정확도로 반올림된다. 그런 다음, 모션 보상 보간 필터가 적용되어 도출된 모션 벡터(1401)로 각각의 서브블록(1402)의 예측을 생성한다. 크로마(chroma) 성분의 서브블록 크기는 4×4로 설정된다. 4×4 크로마 서브블록의 MV는 대응하는 4개의 4×4 루마 서브블록의 MV의 평균으로서 계산된다.
병진 모션 인터 예측과 유사하게, 2개의 아핀 모션 인터 예측 모드, 아핀 병합 모드 및 아핀 AMVP 모드가 일부 실시예에서 사용된다.
일부 실시예에서, 아핀 병합 모드는 폭과 높이가 모두 8보다 크거나 같은 CU에 적용될 수 있다. 현재 CU의 아핀 병합 후보는 공간적 이웃 CU의 모션 정보에 기초하여 생성될 수 있다. 최대 5개의 아핀 병합 후보가 있을 수 있으며 현재 CU에 사용될 후보를 지시하는 인덱스가 시그널링된다. 예를 들어, 다음의 세 가지 유형의 아핀 병합 후보가 아핀 병합 후보 리스트를 형성하는 데 사용된다.
(i) 이웃 CU의 CPMV로부터 추정된 상속된 아핀 병합 후보;
(ii) 이웃 CU의 병진 MV를 사용하여 도출된 구성된 아핀 병합 후보; 및
(iii) 제로 MV.
일부 실시예에서, 이웃 블록의 아핀 모션 모델로부터 도출되는 최대 2개의 상속된 아핀 후보가 있을 수 있는데, 하나는 좌측 이웃 CU로부터이고 하나는 위의 이웃 CU로부터이다. 예를 들어, 후보 블록은 도 9에 도시된 위치에 위치할 수 있다. 좌측 예측기의 경우, 스캔 순서는 A0 > A1이고, 위의 예측기의 경우, 스캔 순서는 B0 > B1 > B2이다. 각 측면으로부터 제1 상속된 후보만이 선택된다. 2개의 상속된 후보 사이에 가지치기 검사(pruning check)는 수행되지 않는다.
이웃 아핀 CU가 식별되는 경우, 식별된 이웃 아핀 CU의 CPMV는 현재 CU의 아핀 병합 리스트에서 CPMV 후보를 도출하는 데 사용된다. 도 15에 도시된 바와 같이, 현재 CU(1510)의 이웃하는 좌측 하단 블록 A는 아핀 모드에서 코딩된다. 블록 A를 포함하는 CU(1520)의 좌측 상단 코너, 우측 위 코너 및 좌측 하단 코너의 모션 벡터 , 및 가 얻어진다. 블록 A가 4-파라미터 아핀 모델로 코딩되는 경우, 현재 CU(1510)의 2개의 CPMV 및 는 및 에 따라 계산된다. 블록 A가 6-파라미터 아핀 모델로 코딩되는 경우, 현재 CU의 3개의 CPMV(도시되지 않음)는 , 및 에 따라 계산된다.
구성된 아핀 후보는 각 제어 포인트의 이웃하는 병진 모션 정보를 조합함으로써 구성된다. 제어 포인트에 대한 모션 정보는 도 16에 도시된 특정 공간적 이웃 및 시간적 이웃으로부터 도출된다. CPMVk(k=1, 2, 3, 4)는 k번째 제어 포인트를 나타낸다. CPMV1의 경우, B2 > B3 > A2 블록이 차례로 검사되고 첫 번째로 사용 가능한 블록의 MV가 사용된다. CPMV2의 경우, B1 > B0 블록이 검사되고 CPMV3의 경우, A1 > A0 블록이 검사된다. 블록 T의 TMVP는 가능한 경우 CPMV4로 사용된다.
4개의 제어 포인트의 MV가 얻어진 후, 해당 모션 정보에 기초하여 아핀 병합 후보가 구성된다. 제어 포인트 MV의 다음 조합은 순서대로 구성하는 데 사용된다: {CPMV1, CPMV2, CPMV3}, {CPMV1, CPMV2, CPMV4}, {CPMV1, CPMV3, CPMV4}, {CPMV2, CPMV3, CPMV4}, {CPMV1, CPMV2}, {CPMV1, CPMV3}.
3개의 CPMV의 조합은 6-파라미터 아핀 병합 후보를 구성하고 2개의 CPMV의 조합은 4-파라미터 아핀 병합 후보를 구성한다. 모션 스케일링 프로세스를 피하기 위해, 제어 포인트의 참조 인덱스가 상이한 경우, 제어 포인트 MV의 관련 조합은 폐기된다.
상속된 아핀 병합 후보와 구성된 아핀 병합 후보를 검사된 후, 리스트가 여전히 가득차 있지 않으면, 병합 후보 리스트의 끝에 제로 MV가 삽입된다.
일부 실시예에서, 아핀 AMVP 모드는 16보다 크거나 같은 폭 및 높이 모두를 갖는 CU에 대해 적용될 수 있다. 아핀 AMVP 모드가 사용되는지 여부를 지시하기 위해 CU 레벨의 아핀 플래그가 비트스트림에서 시그널링된 다음, 4-파라미터 아핀 또는 6-파라미터 아핀이 사용되는지 여부를 지시하기 위해 다른 플래그가 시그널링된다. 현재 CU의 CPMV와 그들의 예측기의 차이가 비트스트림에서 시그널링된다. 아핀 AVMP 후보 리스트 크기는 2이며, 다음 4가지 유형의 CPVM 후보를 순서대로 사용하여 생성될 수 있다.
(i) 이웃 CU의 CPMV로부터 추정된 상속된 아핀 AMVP 후보;
(ii) 이웃 CU의 병진 MV를 사용하여 도출되는 구성된 아핀 AMVP 후보;
(iii) 이웃 CU의 병진 MV; 및
(iv) 제로 MV.
상속된 아핀 AMVP 후보의 검사 순서는 예에서 상속된 아핀 병합 후보의 검사 순서와 유사하다. 차이점은 AVMP 후보의 경우, 현재 블록과 동일한 참조 픽처를 갖는 아핀 CU가 고려된다는 점이다. 상속된 아핀 모션 예측기를 후보 리스트에 삽입하는 경우에 가지치기 프로세스가 적용되지 않는다.
구성된 AMVP 후보는 도 16에 도시된 특정 공간적 이웃으로부터 도출된다. 아핀 병합 후보 구성에서와 동일한 검사 순서가 사용된다. 또한, 이웃 블록의 참조 픽처 인덱스도 검사된다. 인터 코딩되고 현재 CU에서와 동일한 참조 픽처를 갖는 검사 순서의 제1 블록이 사용된다. 현재 CU가 4-파라미터 아핀 모델로 코딩되고 CPMV0 및 CPMV1이 모두 사용 가능한 경우, 사용 가능한 CPMV가 아핀 AMVP 리스트에 하나의 후보로 추가된다. 현재 CU가 6-파라미터 아핀 모드로 코딩되어 있고 세 개의 CPMV(CPMV0, CPMV1 및 CPMV2)가 모두 사용 가능한 경우, 사용 가능한 CPMV가 아핀 AMVP 리스트에 하나의 후보로 추가된다. 그렇지 않으면, 구성된 AMVP 후보는 사용할 수 없는 것으로 설정된다.
상속된 아핀 AMVP 후보와 구성된 AMVP 후보가 검사된 후에도 아핀 AMVP 리스트 후보가 여전히 2개 미만인 경우, 제어 포인트에 이웃하는 병진 모션 벡터가 사용 가능한 경우 추가되어 현재 CU의 모든 제어 포인트 MV를 예측할 것이다. 마지막으로, 아핀 AMVP 리스트가 여전히 가득차지 않은 경우 아핀 AMVP 리스트를 채우기 위해 제로 MV가 사용된다.
템플릿 매칭(template matching, TM) 기술은 비디오/이미지 코딩에서 사용될 수 있다. VVC 표준의 압축 효율성을 더욱 향상시키기 위해, 예를 들어, TM이 MV를 정제하는 데 사용될 수 있다. 예에서, TM은 디코더 측에서 사용된다. TM 모드를 사용하면, 현재 픽처의 블록(예를 들어, 현재 블록)의 템플릿(예를 들어, 현재 템플릿)을 구성함으로써 MV가 정제될 수 있고 현재 픽처의 블록의 템플릿과 참조 픽처의 복수의 가능한 템플릿(예를 들어, 복수의 가능한 참조 템플릿) 사이에 가장 근접한 매칭을 결정할 수 있다. 실시예에서, 현재 픽처의 블록의 템플릿은 블록의 좌측 이웃 재구성 샘플 및 블록의 위쪽 이웃 재구성 샘플을 포함할 수 있다. TM은 VVC 이상의 비디오/이미지 코딩에서 사용될 수 있다.
도 17은 템플릿 매칭(1700)의 예를 도시한다. TM은 현재 픽처(1710)의 현재 CU(1701)의 템플릿(예를 들어, 현재 템플릿)(1721)과 참조 픽처(1711)의 복수의 가능한 템플릿 중 하나의 템플릿(예를 들어, 복수의 가능한 템플릿 중 하나가 템플릿(1725)임) 사이에 가장 근접한 매칭을 결정함으로써 현재 CU(예를 들어, 현재 블록)(1701)의 모션 정보를 도출(예를 들어, 초기 MV(1702)와 같은 초기 모션 정보로부터 최종 모션 정보를 도출)하는 데 사용될 수 있다. 현재 CU(1701)의 템플릿(1721)은 임의의 적합한 형상 및 임의의 적합한 크기를 가질 수 있다.
실시예에서, 현재 CU(1701)의 템플릿(1721)은 상단 템플릿(1722) 및 좌측 템플릿(1723)을 포함한다. 상단 템플릿(1722) 및 좌측 템플릿(1723) 각각은 임의의 적합한 형상 및 임의의 적합한 크기를 가질 수 있다.
상단 템플릿(1722)은 현재 CU(1701)의 하나 이상의 상단 이웃 블록의 샘플을 포함할 수 있다. 예에서, 상단 템플릿(1722)은 현재 CU(1701)의 하나 이상의 상단 이웃 블록의 샘플의 4개 행을 포함한다. 좌측 템플릿(1723)은 현재 CU(1701)의 하나 이상의 좌측 이웃 블록의 샘플을 포함할 수 있다. 예에서, 좌측 템플릿(1723)은 현재 CU(1701)의 하나 이상의 좌측 이웃 블록의 샘플의 4개 열을 포함한다.
참조 픽처(1711)에서 복수의 가능한 템플릿 중 각각의 하나(예를 들어, 템플릿(1725))는 현재 픽처(1710)에서의 템플릿(1721)에 대응한다. 실시예에서, 초기 MV(1702)는 현재 CU(1701)로부터 참조 픽처(1711)의 참조 블록(1703)을 가리킨다. 참조 픽처(1711)의 복수의 가능한 템플릿 중 각각의 하나와 현재 픽처(1710)의 템플릿(1721)은 동일한 형상과 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 참조 블록(1703)의 템플릿(1725)은 참조 픽처(1711)의 상단 템플릿(1726)과 참조 픽처(1711)의 좌측 템플릿(1727)을 포함한다. 상단 템플릿(1726)은 참조 블록(1703)의 하나 이상의 상단 이웃 블록의 샘플을 포함할 수 있다. 좌측 템플릿(1727)은 참조 블록(1703)의 하나 이상의 좌측 이웃 블록의 샘플을 포함할 수 있다.
TM 비용은 템플릿(예를 들어, 현재 템플릿)(1721) 및 템플릿(예를 들어, 참조 템플릿)(1725)과 같은 템플릿 쌍에 기초하여 결정될 수 있다. TM 비용은 템플릿(1721)과 템플릿(1725) 사이의 매칭을 지시할 수 있다. 최적화된 MV(또는 최종 MV)는 검색 범위(1715) 내에서 현재 CU(1701)의 초기 MV(1702)를 중심으로한 검색에 기초하여 결정될 수 있다. 검색 범위(1715)는 임의의 적절한 형상과 임의의 적절한 개수의 참조 샘플을 가질 수 있다. 일 예에서, 참조 픽처(1711)의 검색 범위(1715)는 [-L, L]-pel 범위를 포함하며, 여기서 L은 8(예를 들어, 8개의 샘플)과 같은 양의 정수이다. 예를 들어, 검색 범위(1715)를 기준으로 차이(예를 들어, [0, 1])가 결정되고, 중간 MV는 초기 MV(1702)와 차이(예를 들어, [0, 1])의 합산에 의해 결정된다. 중간 MV에 기초하여 중간 참조 블록 및 참조 픽처(1711) 내의 대응하는 템플릿이 결정될 수 있다. TM 비용은 템플릿(1721) 및 참조 픽처(1711)의 중간 템플릿에 기초하여 결정될 수 있다. TM 비용은 검색 범위(1715)에 기초하여 결정되는 차이(예를 들어, 초기 MV(1702)에 대응하는 [0, 0], [0, 1] 등)에 대응할 수 있다. 일 예로, 최소의 TM 비용에 대응하는 차이가 선택되고, 최적화된 MV는 최소의 TM 비용에 대응하는 차이와 초기 MV(1702)의 합산이다. 전술한 바와 같이, TM은 초기 모션 정보(예를 들어, 초기 MV(1702))로부터 최종 모션 정보(예를 들어, 최적화된 MV)를 도출할 수 있다.
TM은 적절히 수정될 수 있다. 예를 들어, 검색 단계 크기는 AMVR 모드에 의해 결정된다. 일 예로, TM은 양방향 매칭 프로세스와 같은 다른 코딩 방법(들)과 캐스케이드(예를 들어, 함께 사용)될 수 있다.
TM은 아핀 AMVP 모드, 아핀 병합 모드와 같은 아핀 모드에서 적용될 수 있으며, 아핀 TM으로 지칭될 수 있다. 도 18은 아핀 병합 모드와 같은 TM(1800)의 예를 도시한다. 현재 블록(예를 들어, 현재 CU)(1801)의 템플릿(1821)은 병진 모션 모델에 적용되는 TM의 템플릿(예를 들어, 도 17의 템플릿(1721))에 대응할 수 있다. 참조 픽처 내 참조 블록의 참조 템플릿(1825)은 블록 경계에서 이웃하는 서브 블록(예를 들어, 도 18에 도시된 바와 같은 A0-A3 및 L0-L3)의 제어 포인트 MV(CPMV) 도출 MV에 의해 지시되는 다중 서브블록 템플릿(예를 들어, 4x4 서브블록)을 포함할 수 있다.
아핀 모드(예를 들어, 아핀 병합 모드)에서 적용되는 TM의 검색 프로세스는 다른 CPMV(들)을 유지하면서 CPMV0부터 시작할 수 있다(예를 들어, (i) 4-파라미터 모델이 사용되는 경우 CPMV1 또는 (ii) 6-파라미터 모델이 사용되는 경우 CPMV2). 검색은 수평 방향과 수직 방향으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제로 벡터가 수평 검색과 수직 검색에서 발견된 최상의 차이 벡터가 아닌 경우에만 대각선 방향(들)으로 검색이 수행된다. 아핀 TM은 CPMV1에 대해 동일한 검색 프로세스를 반복할 수 있다. 아핀 TM은 6-파라미터 모델이 사용되는 경우 CPMV2에 대해 동일한 검색 프로세스를 반복할 수 있다. 정제된 CPMV에 기초하여, 제로 벡터가 이전 반복에서 최상의 차이 벡터가 아니고 검색 프로세스가 3회 미만 반복된 경우 전체 검색 프로세스는 정제된 CPMV0부터 다시 시작할 수 있다.
실시예에서, BCW 기술은 2개의 모션 보상된 예측 블록을 가중 평균함으로써 블록을 예측하도록 설계된다. 가중치 예측(weighting prediction, WP)은 슬라이스 레벨에서 가중치를 지시할 수 있지만, BCW에서 사용되는 가중치는 인덱스(예를 들어, bcwIdx로 표시된 BCW 인덱스)를 사용하여 CU 레벨에서 시그널링될 수 있다. BCW의 인덱스는 미리 정의된 후보 가중치 리스트(예를 들어, 가중치 리스트)에 있는 선택된 가중치를 가리킬 수 있다. 리스트(예를 들어, BCW 리스트)는 참조 리스트(예를 들어, 참조 리스트 1 또는 L1)의 참조 픽처에 대해 선택될 {-2, 3, 4, 5, 10}/8과 같은 다수의(예를 들어, 5) 후보 가중치를 미리 정의할 수 있다. 2개의 가중치 -2/8 및 10/8이 사용되어 양방향 예측에서 사용되는 예측 블록 간의 음의 상관 잡음을 줄일 수 있다. 두 참조 리스트(예를 들어, L0 및 L1)의 순방향 참조 픽처 및 역방향 참조 픽처가 성능과 복잡도 사이의 더 나은 절충을 달성하는 데 사용되는 경우 리스트는 {3, 4, 5}/8의 리스트로 축소될 수 있다. 일반적으로, 리스트는 임의의 적절한 개수의 후보 가중치를 포함할 수 있다. 유닛 이득 제한이 적용되므로, 참조 리스트 1에 대응하는 인덱스(예를 들어, bcwIdx)가 가리키는 가중치(예를 들어, w로 표시되는 제2 가중치로 지칭됨)가 결정되는 경우, 다른 참조 리스트(예를 들어, L0)에 대응하는 다른 가중치(예를 들어, 제1 가중치로 지칭됨)는 (1-w)이다. 예에서, BCW의 각각의 루마 예측 샘플 또는 각각의 크로마 예측 샘플은 다음과 같이 결정된다.
[수학식 3]
[수학식 3]에서, P0 및 P1은 각각 참조 리스트 0(L0)의 제1 참조 픽처 및 참조 리스트 1(L1)의 제2 참조 픽처로부터의 모션 벡터가 가리키는 예측 샘플이다. PBCW는 현재 블록에서 샘플의 최종 예측이며, 여기서 PBCW는 P0과 P1의 가중 평균이다. 실시예에서, BCW는 적어도 256개의 루마 샘플을 갖는 양방향 예측 CU에 대해서만 그리고 WP가 양방향 예측된 CU에 대해 꺼져 있는 경우에만 활성화된다. 전술한 BCW는 아핀 AMVP 모드로 코딩된 양방향 예측된 CU로 확장될 수 있다.
인덱스(예를 들어, bcwIdx)의 사용은 일반 병합 모드(예를 들어, 전체 블록 기반 병합 모드) 또는 아핀 병합 모드와 같이 공간적 모션 병합을 수행하기 위해 동일한 픽처 또는 동일한 프레임의 후속 CU에 대해 버퍼링될 수 있다. 공간적 이웃 병합 후보가 양방향 예측되고 현재 CU가 공간적 이웃 병합 후보를 선택하는 경우, (i) 하나 이상의 참조 인덱스, (ii) 모션 벡터(들)(또는 상속된 아핀 병합 모드에서의 CPMV(들)) 및 (iii) 대응하는 BCW 인덱스(예를 들어, bcwIdx) 중 하나 이상을 포함하는 모션 정보는 현재 CU에 의해 상속될 수 있다. 예를 들어, (i) 하나 이상의 참조 인덱스, (ii) 모션 벡터(들)(또는 상속된 아핀 병합 모드의 CPMV(들)) 및 (iii) 대응하는 BCW 인덱스(예를 들어, bcwIdx) 모두는 현재 CU에 의해 상속될 수 있다. 예에서, 가중치 인덱스(예를 들어, bcwIdx)는 현재 CU가 활성화된 CIIP 플래그를 갖는 경우에 상속되지 않는다. 구성된 아핀 병합 모드에서, BCW 인덱스(예를 들어, bcwIdx)는 좌측 위 CPMV(들)(좌측 위 CPMV(들)이 사용되지 않는 경우 우측 위 CPMV(들))과 연관된 가중치 인덱스로부터 상속될 수 있다. 예를 들어, 추론된 BCW 인덱스(예: bcwIdx)가 0.5가 아닌 가중치를 가리키는 경우, DMVR 모드와 BDOF 모드는 꺼진다.
VVC 및 EE2와 같은 일부 실시예에서, BCW 인덱스는 고정된 순서로 인코딩된다. 예를 들어, BCW 인덱스(예를 들어, bcwIdx)와 BCW 리스트에서 대응하는 BCW 후보 가중치 사이의 관계는 고정되어 있다. 예에서, i인 BCW 인덱스(예: bcwIdx)는 BCW 리스트의 i번째 후보 가중치(예를 들어, {-2, 3, 4, 5, 10}/8)에 해당하며 여기서 i는 0 이상인 정수이다. 예를 들어, w는 BCW 인덱스가 각각 0, 1, 2, 3 또는 4일 때 -2/8, 3/8, 4/8, 5/8 또는 10/8이다. 고정된 순서로 BCW 인덱스를 인코딩하는 것은 BCW의 높은 시그널링 비용(예를 들어, BCW 인덱스 시그널링)을 야기할 수 있으므로, 일부 예에서 BCW 모드가 효율적으로 사용되지 않을 수 있다는 것이다.
현재 CU 또는 현재 픽처의 현재 블록은 BCW 모드에서의 양방향 예측으로 코딩될 수 있다. 현재 블록은 제1 참조 리스트(예를 들어, L0)의 제1 참조 픽처의 제1 참조 블록 및 제2 참조 리스트(예를 들어, L1)의 제2 참조 픽처의 제2 참조 블록을 기반으로 코딩될 수 있다. 본 개시의 실시예에 따르면, BCW 모드의 효율을 향상시키기 위해(예를 들어, BCW 인덱스를 시그널링하는 비용을 낮추기 위해), BCW 리스트(예를 들어, {-2, 3, 4, 5, 10}/8)에서 -2/8, 3/8, 4/8, 5/8 또는 10/8와 같은 BCW 후보 가중치에 TM이 적용될 수 있다. 각각의 BCW 후보 가중치에 대응하는 TM 비용이 결정될 수 있고, BCW 후보 가중치는 TM 비용에 기초하여 현재 CU 또는 현재 블록을 코딩(예를 들어, 인코딩 또는 재구성)하는 데 사용되는 BCW 가중치로 선택될 수 있다. 예를 들어, BCW 후보 가중치는 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 순위화되거나 또는 재정렬될 수 있다. BCW 가중치는 순위화되거나 재정렬된 BCW 후보 가중치로부터 선택될 수 있다. 예를 들어, BCW 후보 가중치는 결정된 TM 비용의 오름차순에 따라 순위화되거나 재정렬된다. 현재 블록 또는 현재 CU는 [수학식 3]과 같이 선택된 BCW 가중치(예를 들어, w)에 기초하여 코딩(예를 들어, 이코딩 또는 재구성)될 수 있다.
본 개시의 실시예에 따르면, BCW 후보 가중치에서 각각의 BCW 후보 가중치에 대응하는 TM 비용들 중 TM 비용은 각각 현재 블록, 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록의 이웃 재구성된 블록(들)의 재구성된 샘플에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 각각의 BCW 후보 가중치에 대응하는 TM 비용은 현재 블록의 현재 템플릿 및 각각의 양방향 예측기(예를 들어, 양방향 예측기 템플릿)에 기초하여 결정된다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 블록의 제1 참조 템플릿 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 블록의 제2 참조 템플릿에 기초하여 결정될 수 있다. 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록은 현재 블록에 대응하고, 제1 참조 템플릿 및 제2 참조 템플릿은 현재 템플릿에 대응한다.
실시예에서, TM은 현재 CU(예를 들어, 현재 블록)가 양방향 예측에서 인코딩되고 BCW 모드가 현재 CU에 대해 활성화되는 경우(예를 들어, sps_bcw_enabled_flag가 참인 경우) BCW 인덱스를 도출하기 위해 적용된다. TM 검색 절차는 예를 들어, 현재 픽처의 현재 템플릿과 제1 참조 템플릿 및 제2 참조 템플릿과 같은 참조 픽처의 참조 템플릿 사이에 TM 비용을 사용하여 오름차순으로 BCW 인덱스를 재정렬하기 위해 BCW 가중치(예를 들어, 모든 가능한 BCW 가중치)에 대해 수행될 수 있다.
실시예에서, 현재 블록, 제1 참조 블록 및 제2 참조 블록의 이웃 재구성된 영역은 현재 픽처(예를 들어, 현재 재구성된 픽처)와 참조 픽처(예를 들어, 제1 참조 픽처 및 제2 참조 픽처) 사이의 각각의 TM 비용을 계산하기 위해 각각 현재 템플릿, 제1 참조 템플릿 및 제2 참조 템플릿으로 사용될 수 있다.
도 19는 템플릿 매칭 기반 BCW 인덱스 재정렬 프로세스(1900)의 예를 도시한다. 현재 픽처(1901)에서 재구성 중인 현재 블록(1902)은 BCW 모드의 양방향 예측으로 코딩된다. 제1 MV(1916)는 현재 블록(1902)으로부터 제1 참조 리스트(예를 들어, L0)의 제1 참조 픽처(1911)의 제1 참조 블록(1912)까지 가리킬 수 있다. 제2 MV(1926)는 현재 블록(1902)으로부터 제2 참조 리스트(예를 들어, L1)의 제2 참조 픽처(1921)의 제2 참조 블록(1922)까지 가리킬 수 있다. 현재 블록(1902)은 [수학식 3]에서 설명된 바와 같이, 제1 참조 픽처(1911)의 제1 참조 블록(1912)과 제2 참조 픽처(1921)의 제2 참조 블록(1922)의 가중 평균에 기초하여 예측될 수 있다. 예를 들어, 현재 블록(1902)의 샘플(예를 들어, PC)은 제1 참조 블록(1912)의 제1 샘플(예를 들어, P0)과 제2 참조 블록(1922)의 제2 샘플(예를 들어, P1)의 가중 평균(예를 들어, PBCW)에 기초하여 예측된다. 예로서, PC는 PBCW와 같다. 예에서, PC는 PBCW와 대응하는 전차의 합과 같다.
TM은 [수학식 3]에서 사용된 BCW 가중치 w와 같이 제1 참조 블록(1912) 및 제2 참조 블록(1922)의 가중 평균을 계산하는 데 사용되는 BCW 가중치 w를 결정하는 데 적용될 수 있다. TM은 BCW 리스트(예를 들어, {-2, 3, 4 , 5, 10}/8)에서 -2/8, 3/8, 4/8, 5/8 또는 10/8과 같이 BCT 후보 가중치에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, TM은 현재 블록(1902)의 현재 템플릿(1905)과 BCW 후보 가중치 중 BCW 후보 가중치에 대응하는 각각의 양방향 예측기 템플릿 사이의 각 TM 매칭 비용(TM 비용으로도 지칭됨)을 결정하기 위해 수행된다. 각각의 양방향 예측기 템플릿은 (i) 제1 참조 블록(1912)의 제1 참조 템플릿(1915), (ii) 제2 참조 블록(1922)의 제2 참조 템플릿(1925) 및 대응하는 BCW 후보 가중치에 기초하여 결정될 수 있다.
현재 템플릿(1905)은 현재 블록(1902)의 이웃 재구성된 블록(들)에 샘플(예를 들어, 재구성된 샘플)을 포함할 수 있다. 현재 템플릿(1905)은 임의의 적절한 형상과 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다. 제1 참조 템플릿(1915) 및 제2 참조 템플릿(1925)의 형상(들) 및 크기(들)는 각각 현재 템플릿(1905)의 형상 및 크기와 매칭될 수 있다.
도 19에 도시된 예에서, 현재 템플릿(1905)은 상단 템플릿(1904)과 좌측 템플릿(1903)을 포함한다. 따라서, 제1 참조 템플릿(1915)은 제1 상단 참조 템플릿(1914)과 제1 좌측 참조 템플릿(1913)을 포함하고, 제2 참조 템플릿(1925)은 제2상단 참조 템플릿(1924)과 제2 좌측 참조 템플릿(1923)을 포함한다.
현재 템플릿의 형상 및/또는 크기는 변할 수 있으므로, 예를 들어 현재 블록(1902)의 이웃 재구성된 데이터(예를 들어, 이웃 재구성된 블록(들)의 재구성된 샘플), 현재 블록(1902)의 디코딩 순서, 현재 블록(1902)의 크기(예를 들어, 현재 블록(1902)의 샘플 개수, 현재 블록(1902)의 폭, 현재 블록(1902)의 높이 등), 이웃 재구성된 블록(들)의 재구성된 샘플의 가용성 등에 적응적일 수 있다. 예로서, 현재 블록의 폭이 임계값보다 큰 경우, 현재 템플릿은 상단 템플릿(예를 들어, 1904)만을 포함하고 좌측 템플릿(예를 들어, 1903)은 포함하지 않는다. 예로서, 좌측 템플릿(예를 들어, 1903)은 사용 가능하지 않고, 현재 템플릿은 상단 템플릿(예를 들어, 1904)만을 포함하며 좌측 템플릿(예를 들어, 1903)을 포함하지 않는다. 전술한 바와 같이, 참조 템플릿(예를 들어, 제1 참조 템플릿(1915) 또는 제2 참조 템플릿(1925))의 형상 및/또는 크기는 가변적일 수 있으며, 따라서 현재 템플릿의 형상 및/또는 크기에 따라 적응적일 수 있다.
도 20a-20d는 템플릿 매칭 기반 BCW 인덱스 재정렬에서 사용될 수 있는 현재 블록(1902)의 현재 템플릿의 예를 도시한다. 도 20a의 현재 템플릿(1905)은 도 19에 도시된 것과 동일하며, 여기서 현재 템플릿(1905)은 상단 템플릿(1904) 및 좌측 템플릿(1903)을 포함한다. 도 20b의 현재 블록(1902)의 현재 템플릿(2005)은 상단 템플릿(1904), 좌측 템플릿(1903) 및 좌측 상단 템플릿(2001)을 포함한다. 도 20c의 현재 블록(1902)의 현재 템플릿(2015)은 상단 템플릿(1904)이다. 도 20d의 현재 블록(1902)의 현재 템플릿(2025)은 좌측 템플릿(1903)이다.
도 20a 및 도 20b의 현재 템플릿(1905, 2005)은 각각 L 형상을 갖는다. 도 20c 및 도 20d의 현재 템플릿(2015, 2025)은 각각 직사각형 형상을 갖는다.
다시 도 19를 참조하면, 현재 템플릿(1905), 제1 참조 템플릿(1915) 및 제2 참조 템플릿(1925)은 L 형상을 가지며 TM 비용을 계산하는 데 사용될 수 있다. TM 프로세스는 BCW 후보 가중치(예를 들어, BCW 리스트의 모든 BCW 후보 가중치)에 대해 수행될 수 있다. 각각의 TM 비용은 현재 픽처(1901)의 현재 템플릿(1905)과 제1 참조 리스트(예를 들어, L0)의 제1 참조 픽처(1911)의 제1 참조 템플릿(1915) 및 제2 참조 리스트(예를 들어, L1)의 제2 참조 픽처(1921)의 제2 참조 템플릿(1925)으로부터 예측된 각각의 양방향 예측기 템플릿 사이일 수 있다. 각 TM 비용은 각각의 BCW 후보 가중치(예를 들어, 미리 정의된 BCW 후보 가중치)를 사용하여 현재 템플릿(TC로 표시)(1905)과 제1 참조 템플릿(1915) 및 제2 참조 템플릿(1925)의 각각의 양방향 예측기 템플릿(TPBCW로 표시) 사이의 왜곡에 따라 계산될 수 있다. BCW 모드에서, 제1 참조 템플릿(1915)과 제2 참조 템플릿(1925)의 양방향 예측기 템플릿 TPBCW는 다음과 같이 도출될 수 있다.
[수학식 4]
파라미터 TP0은 제1 참조 템플릿(1915)을 나타낼 수 있다. 파라미터 TP1은 제2 참조 템플릿(1925)을 나타낼 수 있다. [수학식 4]에 기초하여, 양방향 예측기 템플릿 TPBCW의 예측기 샘플 값은 BCW 후보 가중치 w에 기초한 제1 참조 템플릿(1915)의 제1 참조 샘플 값과 제2 참조 템플릿(1925)의 제2 참조 샘플 값의 가중 평균일 수 있다.
[수학식 4]에 도시된 상기 예에서, 가중치는 8에 의해 정규화된다. 16, 32 등과 같은 다른 정규화 인자가 사용될 수 있다.
예를 들어, [수학식 4]는 아래와 같이 재작성될 수 있다.
[수학식 5]
BCW 후보 가중치 w에 대응하는 TM 비용은 예를 들어 아래의 [수학식 6]을 사용하여 현재 템플릿 TC(1905) 및 양방향 예측기 템플릿 TPBCW에 기초하여 계산될 수 있다.
[수학식 6]
절대 차이의 합(sum of absolute difference, SAD)은 예를 들어 현재 템플릿(1905)의 샘플 값과 양방향 예측기 템플릿 TPBCW의 예측기 샘플의 대응하는 값 사이의 절대 차이의 합의 함수를 나타낸다.
제곱 오차의 합(sum of squared error, SSE), 분산, 부분 SAD 등과 같은 다른 함수가 사용되어 TM 비용을 결정할 수 있다. 부분 SAD의 예에서, 현재 템플릿(1905)의 일부, 제1 참조 템플릿(1915)의 대응하는 부분 및 제2 참조 템플릿(1925)의 대응하는 부분이 TM 비용을 결정하는 데 사용된다.
부분 SAD의 예에서, 현재 템플릿(1905)의 일부 또는 전부, 제1 참조 템플릿(1915)의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 템플릿(1925)의 일부 또는 전부가 TM 비용을 결정하는 데 사용되기 전에 다운 샘플링된다.
예에서, BCW 리스트는 5개의 BCW 후보 가중치 -2/8, 3/8, 4/8, 5/8 및 10/8을 포함하는 {-2, 3, 4, 5, 10}/8이다. 전술한 바와 같이, TM이 없을 때, w는 BCW 인덱스가 각각 0, 1, 2, 3 또는 4인 경우 -2/8, 3/8, 4/8, 5/8 또는 10/8이며, 여기서 BCW 인덱스(예: bcwIdx)와 BCW 리스트의 해당 BCW 후보 가중치 사이의 관계는 고정되어 있다. 본 개시의 실시예에 따르면, TM은 5개의 BCW 후보 가중치 -2/8, 3/8, 4/8, 5/8 및 10/8에 대해 수행되고, 5개의 대응하는 TM 비용(TM0-TM4)은 [수학식 4] 및 [수학식 6]을 사용하여 결정된다.
5개의 BCW 후보 가중치는 대응하는 TM 비용에 기초하여 순위화(예를 들어, 재정렬)될 수 있다. 예를 들어, TM 비용은 오름차순으로 TM3, TM4, TM0, TM2 및 TM1이며, 여기서 TM1이 TM0-TM4 중에서 가장 크고 TM3이 TM0-TM4 중에서 가장 작다. 5개의 BCW 후보 가중치는 5/8, 10/8, -2/8, 4/8 및 3/8로 순위화(예를 들어, 재정렬)된다. 따라서, w는 BCW 인덱스가 각각 0, 1, 2, 3 또는 4일 때 5/8, 10/8, -2/8, 4/8 또는 3/8이다. 위에서 도시된 바와 같이, BCW 인덱스(예를 들어, bcwIdx)와 BCW 리스트에서 대응하는 BCW 후보 가중치 사이의 관계는 TM이 사용되지 않는 경우에 고정되지 않는다. BCW 인덱스(예: bcwIdx)와 BCW 리스트의 대응하는 BCW 후보 가중치 사이의 관계는 현재 템플릿(1905), 제1 참조 템플릿(1915) 및/또는 제2 참조 템플릿(1925)의 재구성된 샘플 값에 적응할 수 있다. 예를 들어, 시그널링된 BCW 인덱스(예를 들어. bcwIdx)가 0이면, TM으로 현재 블록(1902)을 코딩하는 데 사용되는 BCW 가중치(예를 들어, [수학식 3]에서의 w)로 5/8가 선택된다. 대조적으로, 시그널링된 BCW 인덱스 3은 TM 없이 5/8를 지시한다. 따라서, TM 없는 BCW 인덱스 시그널링과 비교할 때, TM이 BCW 후보 가중치를 순위화(예를 들어, 재정렬)하는 데 사용될 때 BCW 인덱스를 시그널링하는 데 더 적은 개수의 비트가 사용될 수 있고, 따라서 BCT 모드의 시그널링 비용을 줄일 수 있다. 예를 들어, 가장 유용한 BCW 후보 가중치(예를 들어, 상기 예에서 (i) 5/8 또는 (ii) 5/8 및 10/8과 같이 상대적으로 작은 TM 비용을 갖는 BCW 후보 가중치(들))가 엔트로피 코딩을 위해 더 짧은 코드 워드를 가질 수 있도록 TM 기반 재정렬이 유리하다.
예로서, 최소의 TM 비용(예를 들어, TM3)에 대응하는 BCW 후보 가중치(예를 들어, 5/8)는 아래의 [수학식 7]에 도시된 바와 같이, 현재 블록(1902)을 코딩하는데 사용될 BCW 가중치로서 선택된다. 예를 들어, BCW 인덱스(예를 들어, bcwIdx)는 시그널링되지 않으며, 따라서 BCW 모드의 시그널링 비용을 줄인다.
[수학식 7]
도 19에서 설명된 BCW 후보 가중치에 적용되는 TM은 아핀 AMVP 모드 또는 아핀 병합 모드와 같은 아핀 모드에서 사용되는 TM과 같이 서브블록 기반 TM에 적응될 수 있다.
실시예에서, TM은 현재 블록 또는 현재 CU가 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)에서 인코딩될 때 현재 템플릿과 참조 템플릿 사이의 TM 비용을 사용하여 BCW 인덱스를 재정렬하기 위해 모든 BCW 후보 가중치에 대해 수행된다. 아핀 모드에서, 현재 템플릿은 여러 개의 N×N 서브블록 템플릿으로 나눌 수 있다. N은 양의 정수일 수 있다. 예에서, N은 4이다.
도 21은 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)에서 BCW 후보 가중치에 적용된 서브블록 기반 TM(2100)의 예를 도시한다. TM(2100)은 BCW 리스트의 BCW 후보 가중치(예를 들어, {-2, 3, 4, 5, 10}/8)에 적용될 수 있다.
현재 블록(2110)은 다수의 서브블록(2101)을 포함한다. 현재 블록(2110)은 서브블록 기반 양방향 예측 모드로 코딩될 수 있다. 예에서, 현재 블록(2110)의 각 서브블록(2101)은 제1 참조 블록(2111)의 각각의 제1 참조 서브블록(2103)을 가리키는 제1 MV 및 제2 참조 블록(2113)의 각각의 제2 참조 서브블록(2105)을 가리키는 제2 MV를 포함하는 각각의 MV 쌍과 연관된다.
각 서브블록(2101)과 연관된 MV 쌍은 도 14에서 설명된 바와 같이, 현재 블록(2110)의 아핀 파라미터 및 각각의 서브블록(2101)의 위치에 기초하여 결정될 수 있다. 예에서, 현재 블록(2110)의 아핀 파라미터는 현재 블록(2110)의 CPMV(예를 들어, CPMV0-CPMV1 또는 CPMV0-CPMV2)에 기초하여 결정된다.
현재 블록(2110)의 현재 템플릿(2121)은 현재 블록(2110)의 이웃 재구성된 블록(들)에 재구성된 샘플을 포함할 수 있다. 현재 템플릿(2121)은 임의의 적절한 형상 및/또는 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다. 현재 템플릿(2121)의 형상 및/또는 크기는 도 20a-20d를 참조하여 설명된 바와 같이 다양할 수 있다.
아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)에서, 현재 템플릿(2121)은 다수의 서브블록(서브블록 템플릿으로도 지칭됨)을 포함할 수 있다. 현재 템플릿(2121)은 임의의 적절한 위치에 임의의 적절한 개수의 서브블록을 포함할 수 있다. 여러 서브블록 템플릿 각각은 N×N과 같은 임의의 적절한 크기를 가질 수 있다. 예에서, 다수의 서브블록 템플릿은 상단 서브블록 템플릿(들)(예를 들어, A0-A3) 및/또는 좌측 서브블록 템플릿(들)(예를 들어, L0-L3)을 포함한다. 예를 들어, 현재 템플릿(2121)은 (i) 상단 서브블록 템플릿(들)을 포함하는 상단 템플릿 및/또는 (ii) 좌측 서브블록 템플릿(들)을 포함하는 좌측 템플릿을 포함할 수 있다. 도 21의 예에서, 현재 템플릿(2121)은 상단 서브블록 템플릿 A0-A3 및 좌측 서브블록 템플릿 L0-L3을 포함한다.
현재 템플릿(2121)의 각 서브블록 템플릿(예를 들어, A0-A3 중 하나 또는 L0-L3 중 하나)은 제1 MV 및 제2 MV를 포함하는 각각의 MV 쌍과 연관될 수 있다. 서브블록 템플릿과 연관된 MV 쌍은 도 14에서 설명된 바와 같이, 현재 블록(2110)의 아핀 파라미터 및 서브블록 템플릿의 각각의 위치에 기초하여 결정될 수 있으므로, 각각의 서브블록 템플릿과 연관된 MV 쌍은 상이할 수 있다.
제1 참조 블록(2111)과 연관된 제1 참조 템플릿(2123)은 각각 현재 템플릿(2121)의 다수의 서브블록 템플릿과 다수의 서브블록 템플릿과 연간된 MV 쌍(예를 들어, 연관된 제1 MV)에 기초하여 결정될 수 있다. 도 21을 참조하면, 제1 참조 템플릿(2123) 내의 제1 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, 제1 상단 참조 서브블록 템플릿 A00-A03 및/또는 제1 좌측 참조 서브블록 템플릿 L00-L03)은 각각 다수의 서브블록 템플릿(예를 들어, A0-A3 및/또는 L0-L3) 및 다수의 서브블록 템플릿(예를 들어, A0-A3 및/또는 L0-L3)과 연관된 각각의 MV 쌍에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 제1 참조 템플릿(2123)의 형상은 다수의 서브블록 템플릿과 연관된 제1 MV가 상이한 경우 현재 템플릿(2121)과 상이하다.
유사하게, 제2 참조 블록(2113)과 연관된 제2 참조 템플릿(2125)은 각각 현재 템플릿(2121)의 다수의 서브블록 템플릿과 다수의 서브블록 템플릿과 연관된 MV (예를 들어, 연관된 제2 MV)에 기초하여 결정될 수 있다. 도 21을 참조하면, 제2 참조 템플릿(2125) 내의 제2 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, 제2 상단 참조 서브블록 템플릿 A10-A13 및/또는 제2 좌측 참조 서브블록 템플릿 L10-L13)은 각각 현재 템플릿(2121)의 다수의 서브블록 템플릿(예를 들어, A0-A3 및/또는 L0-L3) 및 다수의 서브블록 템플릿(예를 들어, A0-A3 및/또는 L0-L3)과 연관된 각각의 MV 쌍에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 다수의 서브블록 템플릿과 연관된 제2 MV가 상이한 경우 제2 참조 템플릿(2125)의 형상은 현재 템플릿(2121)과 상이하다.
예를 들어, 서브블록 템플릿(예를 들어, A0)의 제1 MV 쌍은 제1 참조 템플릿(2123)의 제1 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A00)을 가리키는 제1 MV 및 제2 참조 템플릿(2125)의 제2 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A10)을 가리키는 제2 MV를 포함한다. 서브블록 템플릿(예를 들어, A1)의 제2 MV 쌍은 제1 참조 템플릿(2123)의 제1 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A01)을 가리키는 제3 MV 및 제2 참조 서브블록 템플릿(2125)의 제2 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A11)을 가리키는 제4 MV를 포함한다. 도 21에 도시된 예에서, 제1 MV는 제3 MV와 상이하고, 제2 MV는 제4 MV와 상이하다.
도 19에서 설명된 TM의 실시예는 현재 블록(2110)이 아핀 AMVP 모드와 같은 아핀 모드로 코딩되는 경우 BCW 후보 가중치에 적용될 수 있다. BCW 리스트의 BCW 후보 가중치에 대해, TM 비용은 BCW 후보 가중치에 기초하여 현재 템플릿(2121)과 제1 참조 템플릿(2123) 및 제2 참조 템플릿(2125)의 양방향 예측기(예를 들어, 양방향 예측기 템플릿)에 기초하여 결정될 수 있다. 양방향 예측기 템플릿은 [수학식 4] 및 [수학식 5]에서 나타낸 바와 같이, BCW 후보 가중치를 갖는 제1 참조 템플릿(2123) 및 제2 참조 템플릿(2125)의 가중 평균에 기초하여 결정될 수 있다. TM 비용은 예를 들어 도 19에서 설명된 바와 같이 [수학식 6]을 사용하여 현재 템플릿(2121) 및 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정될 수 있다. 실시예에서, BCW 리스트의 각각의 BCW 후보 가중치에 대응하는 TM 비용이 결정된다. BCW 후보 가중치는 결정된 TM 비용의 오름차순과 같은 결정된 대응하는 TM 비용에 기초하여 순위화(예를 들어, 재정렬)될 수 있다. 순위화된 BCW 후보 가중치 중에서 BCW 후보 가중치가 현재 블록(2110)을 코딩하는 데 사용되는 BCW 가중치로서 선택될 수 있다. 현재 블록(2110)은 [수학식 3]에서 나타낸 바와 같이, 선택된 BCW 가중치를 기반으로 재구성될 수 있다.
도 19와 도 21의 실시예 사이의 차이가 아래에서 설명된다.
도 19의 예에서, 현재 블록(1902)은 병진 모션 모드와 같은 서브블록 기반이 아닌 모드로 코딩된다. 따라서, 제1 참조 템플릿(1915)은 단일 MV(예를 들어, MV(1916))에 기초하여 결정되고, 제1 참조 템플릿(1915)의 형상은 현재 템플릿(1905)과 동일하다. 마찬가지로, 제2 참조 템플릿(1925)은 단일 MV(예를 들어, MV(1926))에 기초하여 결정되며, 제2 참조 템플릿(1925)의 형상은 현재 템플릿(1905)과 동일하다.
도 21의 예에서, 현재 블록(2110)은 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)로 코딩된다. 따라서, 제1 참조 템플릿(2123)은 상이한 MV에 기초하여 결정되고, 제1 참조 템플릿(2123)(예를 들어, A00-A03 및 L00-L03을 포함함)의 형상은 현재 템플릿(2121)(예를 들어, A0-A3 및 L0-L3을 포함함)과 상이할 수 있다. 도 21의 예에서, 2개의 상이한 MV가 각각 A0과 A1에서 A00과 A01까지 가리키므로, A00과 A01 사이의 상대 변위는 A0과 A1 사이의 상대 변위와 상이하다. 예를 들어, 제2 참조 템플릿(2125)은 상이한 MV에 기초하여 결정되며, 제2 참조 템플릿(2125)(예를 들어, A10-A13 및 L10-L13을 포함함)의 형상은 현재 템플릿(2121)과 상이하다.
현재 템플릿(2121)이 다수의 서브블록 템플릿(예를 들어, A0-A3 및 L0-L3을 포함함)을 포함하므로, [수학식 4] 및 [수학식 6]을 사용하여 계산되는 TM 비용은 각 서브블록 기반 TM 비용이 대응하는 서브블록 기반 양방향 예측기 및 대응하는 서브블록 템플릿에 기초하는 서브블록 기반 TM 비용에 기초하여 재작성될 수 있다.
서브블록 기반 양방향 예측기 템플릿(예를 들어, k번째 서브블록 기반 양방향 예측기 템플릿) TPBCW,k는 [수학식 8]을 사용하여 서브블록 템플릿(예를 들어, A0)과 연관되는 k번째 제1 참조 서브블록 템플릿 TP0k(예를 들어, A00) 및 k번째 제2 참조 서브블록 템플릿 TP1k(예를 들어, A10)에 기초하여 결정될 수 있다.
[수학식 8]
서브블록 기반 TM 비용(예를 들어, k번째 서브블록 기반 TM 비용 TMk)은 k번째 서브블록 기반 양방향 예측기 TPBCW,k 및 현재 템플릿(2121)의 대응하는 k번째 서브블록 템플릿(예를 들어, A0)에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, TMk = SAD(TCk - TPBCW,k)이며, 여기서 파라미터 TCk는 k번째 서브블록 템플릿(예를 들어, A0)을 나타낸다.
예에서, BCW 후보 가중치에 해당하는 TM 비용은 현재 템플릿(2121)의 일부, 제1 참조 템플릿(2123)의 일부 및 제2 참조 템플릿(2125)의 일부에 기초하여 결정된다. 다른 예로, BCW 후보 가중치에 해당하는 TM 비용은 현재 템플릿(2121)의 전체(2121), 제1 참조 템플릿(2123)의 전체 및 제2 참조 템플릿(2125)의 전체에 기초하여 결정된다. 따라서, TM 비용은 [수학식 9]에서 나타낸 바와 같이, 서브블록 템플릿의 서브세트 또는 전부의 서브블록 기반 TM 비용에 기초하여 누적될 수 있다.
[수학식 9]
[수학식 9]는 아래에서 [수학식 10]으로 조정될 수 있다. 예를 들어, TM 비용은 다음과 같이 재작성된다.
[수학식 10]
파라미터 TCAp는 현재 템플릿(2121)에서 p번째 상단 서브블록 템플릿(예를 들어, p가 0인 A0)을 나타내고, 파라미터 TP0Ap는 p번째 제1 상단 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, p가 0인 A00)을 나타내며, 파라미터 TP1Ap는 p번째 제2 상단 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, p가 0인 A10)을 나타낸다. [수학식 10]에서 제1 합산은 [수학식 10]에서 파라미터 p가 0에서 3인 A0-A3과 같은 현재 템플릿(2121)의 상단 서브블록 템플릿에 대해 수행된다.
파라미터 TCLm은 현재 템플릿(2121)에서 m번째 좌측 서브블록 템플릿(예를 들어, m이 0인 L0)을 나타내고, 파라미터 TP0Lm은 m번째 제1 좌측 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, m이 0인 L00)을 나타내며, 파라미터 TP1Lm은 m번째 제2 좌측 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, l이 0인 L10)을 나타낸다. [수학식 10]에서 제2 합산은 [수학식 10]에서 파라미터 m이 0에서 3인 L0-L3과 같은 현재 템플릿(2121)의 좌측 서브블록 템플릿에 대해 수행된다.
전술한 바와 같이, 가중치는 [수학식 8] 및 [수학식 10]에서 나타낸 바와 같이, 8로 정규화된다. 16, 32 등과 같은 다른 정규화 인자가 사용될 수 있다.
SSE, 분산, 부분 SAD 등과 같은 다른 함수는 [수학식 9] 또는 [수학식 10]에서의 TM 비용을 결정하는 데 사용될 수 있다.
부분 SAD의 예에서, 현재 템플릿(2121)의 일부(예를 들어, A0-A3), 제1 참조 템플릿(2123)의 대응하는 부분(예를 들어, A00-A03), 및 제2 참조 템플릿(2125)의 대응하는 부분(예를 들어, A10-A13)은 TM 비용을 결정하는 데 사용된다.
부분 SAD의 예에서, 현재 템플릿(2121)의 일부 또는 전부, 제1 참조 템플릿(2123)의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 템플릿(2125)의 일부 또는 전부가 TM 비용을 결정하는 데 사용되기 전에 다운 샘플링된다.
도 21에 도시된 예에서, 상단 서브블록 템플릿의 제1 개수(예를 들어, 4)는 좌측 서브블록 템플릿의 제2 개수(예를 들어, 4)와 같다.
다른 예에서, 상단 서브블록 템플릿의 제1 개수는 좌측 서브블록 템플릿의 제2 개수와 상이하다.
실시예에서, 현재 블록(2110)의 상속된 아핀 파라미터(들)는 서브블록 기반 TM에서 제1 참조 템플릿(2123) 및/또는 제2 참조 템플릿(2125)과 같은 참조 템플릿에 적용될 수 있다(예를 들어 직접 적용될 수 있음). 예를 들어, 제1 참조 템플릿(2123)의 제1 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A00-A03 및 L00-L03) 각각은 아핀 파라미터(예를 들어, 현재 블록(2110)의 상속된 아핀 파라미터(들)에 기초하여 결정되며, 여기서 각각의 제1 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A00-A03 중 하나 또는 L00-L03 중 하나)의 샘플은 동일한 모션 정보(예를 들어, 동일한 MV)를 가질 수 있다.
도 22는 PROF 방법의 예를 도시한다. 일부 실시예에서, PROF 방법은 더 미세한 입도의 모션 보상을 갖기 위해 서브블록 기반 아핀 모션 보상을 개선하도록 구현된다. PROF 방법에 따르면, 서브블록 기반의 아핀 모션 보상이 수행된 후(도 14에 도시된 바와 같음), 예측 샘플(예를 들어, 루마 예측 샘플)은 광학 흐름 수학식에 의해 도출된 조정 값 세트를 추가함으로써 정제될 수 있다.
도 22를 참조하면, 현재 블록(2210)은 4개의 서브블록(2212, 2214, 2216, 2218)으로 분할된다. 예에서, 서브블록(2212, 2214, 2216, 2218)의 각각의 하나는 4×4 픽셀의 크기를 갖는다. 서브블록(2212)에 대한 서브블록 MVSB는 아핀 예측에 따라 도출될 수 있고 참조 서브블록(2232)을 가리킬 수 있다. 초기 서브블록 예측 샘플은 참조 서브블록(2232)에 따라 결정될 수 있다. 초기 서브블록 예측 샘플에 적용될 정제 값은 각 예측 샘플이 조정 벡터 ΔMV에 의해 조정되는 서브블록(2212)에 대한 서브블록 MVSB에 따라 결정되는 정제된 MV(예를 들어, 픽셀 MV)(2242)에 의해 지시되는 위치에 있는 것처럼 계산될 수 있다. 도 22를 참조하면, MVSB에 기초한 초기 서브블록 예측 샘플(2252)은 픽셀 MV(2242)에 기초한 위치(2232a)의 정제된 샘플로 정제된다.
일부 실시예에서, PROF 방법은 초기 서브블록 예측 샘플 I(i1,i2)(2252)를 생성하기 위해 서브블록 기반 아핀 모션 보상을 수행하는 것으로 시작할 수 있으며, 여기서 (i1,i2)는 현재 서브블록의 특정 샘플에 대응한다. 다음으로, 초기 서브블록 예측 샘플 I(i1,i2)(2252)의 공간 그래디언트(gradient) gx(i1,i2) 및 gy(i1,i2)는 다음에 따라 3-탭 필터[-1, 0, 1]을 사용하여 계산될 수 있다.
[수학식 11]
[수학식 12]
서브 블록 예측은 그래디언트 계산을 위해 각 측면 상의 하나의 픽셀에 의해 확장된다. 일부 실시예에서, 메모리 대역폭 및 복잡성을 감소시키기 위해, 확장된 경계 상의 픽셀은 참조 픽처에서 가장 가까운 정수 픽셀 위치로부터 복사될 수 있다. 따라서, 패딩(padding) 영역에 대한 추가 보간이 회피된다.
예측 정제는 광학 흐름 수학식에 의해 계산될 수 있다.
[수학식 13]
Δmv(i1,i2)(예를 들어, ΔMV)는 샘플 위치 (i1,i2)에 대한 픽셀 MV(2242)와 픽셀 위치 (i1, i2)가 속하는 서브블록에 대한 서브블록 MVSB 사이의 차이이다. 아핀 모델 파라미터와 서브 블록 중심에 대한 픽셀 위치는 서브블록에서 서브블록으로 변경되지 않으므로, 제1 서브블록(예를 들어, 2212)에 대해 Δmv(i1,i2)가 계산될 수 있고, 동일한 코딩 블록 또는 CU(예를 들어, 2210)에서 다른 서브블록(예를 들어, 2214, 2216 및 2218)에 대해 재사용된다. 일부 예에서, x 및 y가 서브블록(2212)의 중심에 대한 Δmv(i1,i2)의 수평 및 수직 위치라고 하면, Δmv(i1,i2)는 다음의 수학식에 의해 도출될 수 있으며,
[수학식 14]
여기서 Δmvx(x,y)는 Δmv(i1,i2)의 x 성분이고, Δmvy(x,y)는 Δmv(i1,i2)의 y 성분이다.
4-파라미터 아핀 모델의 경우,
[수학식 15]
이다.
6-파라미터 아핀 모델의 경우,
[수학식 16]
이다.
(v0x,v0y), (v1x,v1y) 및 (v2x,v2y)는 좌측 상부, 우측 상부, 및 좌측 하부 제어 포인트 모션 벡터이고, w와 h는 코딩 블록 또는 CU의 폭 및 높이이다.
예측 정제는 초기 서브블록 예측 샘플 I(i1,i2)에 추가될 수 있다. PROF 방법에 따른 최종 예측 샘플 I'은 [수학식 17]을 사용하여 생성될 수 있다.
[수학식 17]
실시예에서, 도 21을 다시 참조하면, PROF는 예를 들어, 제1 참조 템플릿(2123)의 각각의 제1 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A00-A03 중 하나 또는 L00-L03 중 하나) 또는 제2 참조 템플릿(2125)의 각각의 제2 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A10-A13 중 하나 또는 L10-L13 중 하나)을 결정하기 위해, 각각의 서브블록 템플릿에 적용된다. 예를 들어, 제1 참조 서브블록 템플릿(예를 들어, A00-A03 중 하나 또는 L00-L03 중 하나)은 동일한 제1 참조 서브블록 템플릿의 두 샘플이 상이한 모션 정보(예를 들어, 두 개의 상이한 MV)를 가질 수 있는 PROF 모드를 사용하여 결정된다.
실시예에서, 도 23을 참조하면, 현재 CU(예를 들어, 현재 블록)(2310)가 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)로 인코딩되는 경우, TM(2300)은 BCW 리스트의 BCW 후보 가중치(예를 들어, 모든 BCW 후보 가중치)에 대해 수행되어 현재 블록(2310)의 전체 현재 템플릿(2321)에 대한 변환 MV(예를 들어, 제1 MV 및 제2 MV를 포함함)의 쌍을 사용하여 BCW 인덱스를 재정렬할 수 있다. 현재 블록(2310)은 다수의 서브블록(2301)을 포함한다. 제1 참조 블록(2311)은 예를 들어 현재 블록(2310)의 CPMV(예를 들어, CPMV0-CPMV1 또는 CPMV0-CPMV2)에 기초하여 아핀 모드를 사용하여 다수의 서브 블록(2301)에 기초하여 예측된 제1 서브블록(2303)을 포함한다. 제2 참조 블록(2313)은 예를 들어 현재 블록(2310)의 CPMV(예를 들어, CPMV0-CPMV1 또는 CPMV0-CPMV2)에 기초하여 아핀 모드를 사용하여 다수의 서브블록(2301)에 기초하여 예측된 제2 서브블록(2305)을 포함한다.
현재 블록(2310)의 현재 템플릿(2321)은 상단 템플릿(2341)과 좌측 템플릿(2342)을 포함한다. 본 개시의 실시예에 따르면, 제1 참조 템플릿(2323)은 단일 MV(예를 들어, 변환 MV 쌍의 제1 MV)를 사용하여 현재 템플릿(2321)으로부터 예측될 수 있고, 제2 참조 템플릿(2325)은 다른 단일 MV(예를 들어, 변환 MV 쌍의 제2 MV)를 사용하여 현재 템플릿(2321)으로부터 예측될 수 있다. MV 쌍(예를 들어, 제1 MV 및 제2 MV)은 CPMV0, CPMV1 또는 CPMV2에 기초하여 결정될 수 있다. 예에서, 제1 참조 템플릿(2323)은 제1 상단 참조 템플릿(2351) 및 제1 좌측 참조 템플릿(2352)을 포함한다. 예에서, 제2 참조 템플릿(2325)은 제2 상단 참조 템플릿(2353) 및 제2 좌측 참조 템플릿(2354)을 포함한다. 제1 참조 템플릿(2323)과 제2 참조 템플릿(2325)은 현재 템플릿(2321)의 형상과 동일한 형상을 가질 수 있고 현재 템플릿(2321)의 크기와 동일한 크기를 가질 수 있다.
TM(2300)은 도 19를 참조하여 설명된 바와 같이, 현재 템플릿(2321), 제1 참조 템플릿(2323) 및 제2 참조 템플릿(2325)을 사용하여 BCW 후보 가중치에 대해 수행될 수 있다.
도 21 또는 도 23에서의 TM은 현재 템플릿(2121) 또는 현재 템플릿(2321)을 예로 들어 설명된다. 도 20a - 20d에서 설명된 바와 같이, 다른 형상은 현재 블록이 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)를 사용하여 예측되는 경우에 현재 템플릿으로 사용될 수 있으며, 도 21 및 도 23의 설명이 적절하게 적응될 수 있다.
도 19, 21 및 23에서의 다양한 실시예는 현재 템플릿의 전부 또는 전체 현재 템플릿과 그에 대응하는 제1 및 제2 참조 템플릿을 사용하여 설명된다. 도 19, 21 및 도 23에서의 실시예는 현재 템플릿의 일부와 제1 및 제2 참조 템플릿의 대응하는 부분이 예를 들어 [수학식 4] 내지 [수학식 10]에서 사용되는 바와 같이 TM 비용을 결정할 때 사용되는 경우에 적절하게 적응될 수 있다.
도 19, 21 및 23에서 설명된 TM은 BCW 리스트의 BCW 후보 가중치의 서브세트 또는 전부에 적용될 수 있다.
도 24는 본 개시의 실시예에 따른 인코딩 프로세스(2400)를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예에서, 프로세스(2400)는 단말 장치(310, 320, 330, 340)의 처리 회로, 비디오 인코더(예를 들어, 403, 603, 703)의 기능을 수행하는 처리 회로 등과 같은 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예에서, 프로세스(2400)는 소프트웨어 명령어로 구현되며, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어를 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(2400)를 수행한다. 프로세스는 단계 S2401에서 시작하여, 단계 S2410으로 진행한다.
단계 S2410에서, 코딩 유닛(coding unit, CU)-레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)으로 인코딩될 현재 픽처의 현재 블록에 대해, 템플릿 매칭(TM)은 예를 들어, 도 19, 21 및 23에서 설명된 바와 같이, BCW 리스트에서 각각의 BCW 후보 가중치에 대해 수행될 수 있다. TM은 (i) 각각의 BCW 후보 가중치 각각에 대응하는 각각의 TM 비용을 결정하고 (ii) 각각의 결정된 TM 비용에 기초하여 BCW 후보 가중치를 현재 블록을 인코딩하는 데 사용되는 BCW 가중치로 선택함으로써 수행될 수 있다.
실시예에서, 각각의 TM 비용은 도 21 및 23에서 설명된 바와 같이, 적어도 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 및 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정될 수 있다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿 일부 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부에 기초할 수 있으며, 여기서 제1 참조 템플릿 및 제2 참조 템플릿은 현재 템플릿에 대응한다.
예에서, 각각의 TM 비용은 도 19, 21 및 23에서 설명된 바와 같이, 현재 블록의 모든 현재 템플릿(즉, 전체 현재 템플릿) 및 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정될 수 있다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 모든 제1 참조 템플릿 및 모든 제2 참조 템플릿에 기초할 수 있다.
실시예에서, BCW 후보 가중치는 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 순위화되거나 재정렬되고, BCW 후보 가중치는 순위화되거나 재정렬된 BCW 후보 가중치로부터 선택되어 현재 블록을 인코딩하는 데 사용되는 BCW 가중치가 된다.
실시예에서, 모든 현재 템플릿은 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용된다. 각 BCW 후보 가중치에 대해, 현재 블록의 제1 모션 벡터(MV)에 기초하여 결정되는 제1 참조 템플릿은 모두 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되고, 현재 블록의 제2 MV에 기초하여 결정되는 제2 참조 템플릿은 모두 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용된다. 예에서, 각 BCW 후보 가중치에 대해, 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치에 기초한 모든 제1 참조 템플릿 및 모든 제2 참조 템플릿의 가중 평균이다.
예에서, 현재 블록은 다수의 제어 포인트를 갖는 아핀 AMVP 모드로 예측되고, 제1 MV 및 제2 MV는 다수의 제어 포인트 중 하나의 제어 포인트와 연관된다.
실시예에서, 현재 템플릿의 형상은 (i) 현재 블록의 이웃 블록의 재구성된 샘플, (ii) 현재 블록의 코딩 순서(예를 들어, 인코딩 순서), 또는 (iii) 현재 블록의 크기 중 하나 이상에 기초한다.
실시예에서, 현재 템플릿은 현재 블록의 이웃 영역(들)인 재구성된 영역(들)을 포함한다. 예를 들어, 재구성된 영역(들)은 (i) 좌측 이웃 영역 및 상단 이웃 영역, (ii) 좌측 이웃 영역, 상단 이웃 영역 및 상단 좌측 이웃 영역, (iii) 상단 이웃 영역, 또는 (iv) 좌측 이웃 영역 중 하나이다.
실시예에서, 현재 블록은 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)로 예측된다. 현재 템플릿은 현재 서브블록을 포함하고, 각 TM 비용을 결정하는 데 사용되는 현재 템플릿의 일부는 현재 서브블록 중 하나이다. 각 BCW 후보 가중치에 대해, 제1 참조 템플릿은 각각 현재 서브블록에 대응하는 제1 참조 서브블록을 포함하고, 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제1 참조 템플릿의 일부는 제1 참조 서브블록 중 하나이다. 제2 참조 템플릿은 각각 현재 서브블록에 대응하는 제2 참조 서브블록을 포함하고, 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제2 참조 템플릿의 일부는 제2 참조 서브블록 중 하나이다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 서브블록 중 하나 및 제2 참조 서브블록 중 하나에 기초할 수 있다. 예에서, 각 BCW 후보 가중치에 대해, 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치에 기초한 제1 참조 서브블록 중 하나와 제2 참조 서브블록 중 하나의 가중 평균이다.
예에서, BCW 후보 가중치는 8, 16 또는 32로 정규화된다.
단계 S2420에서, 현재 블록은 선택된 BCW 가중치에 기초하여 인코딩될 수 있다. 현재 블록이 BCW로 예측되었음을 지시하는 예측 정보가 인코딩될 수 있다. 예를 들어, 예측 정보는 순위화된 BCW 후보 가중치 중 하나의 BCW 후보 가중치를 가리키는 BCW 인덱스를 지시한다.
예에서, 예측 정보는 현재 블록이 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)로 예측되었음을 지시한다.
단계 S2430에서, 인코딩된 예측 정보와 인코딩된 현재 블록은 비디오 비트스트림에 포함될 수 있다. 그 다음, 프로세스(2400)는 단계 S2499로 진행하여 종료한다.
프로세스(2400)는 다양한 시나리오에 적합하게 적응될 수 있고 프로세스(2400)의 단계는 그에 따라 조정될 수 있다. 프로세스(2400)의 하나 이상의 단계는 적응, 생략, 반복 및/또는 결합될 수 있다. 프로세스(2400)를 구현하기 위해 임의의 적합한 순서가 사용될 수 있다. 추가 단계(들)이 추가될 수 있다.
도 25는 본 개시의 실시예에 따른 디코딩 프로세스(2500)를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예에서, 프로세스(2500)는 단말 장치(310, 320, 330, 340)의 처리 회로, 비디오 인코더(403)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(410)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(510)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 인코더(603)의 기능을 수행하는 처리 회로 등과 같은 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예에서, 프로세스(2500)는 소프트웨어 명령어로 구현되며, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어를 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(2500)를 수행한다. 프로세스는 단계 S2501에서 시작하여, 단계 S2510으로 진행한다.
단계 S2510에서, 현재 픽처 내 현재 블록의 예측 정보는 코딩된 비디오 비트스트림으로부터 디코딩될 수 있다. 예측 정보는 현재 블록이 코딩 유닛(CU) 레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)으로 예측됨을 지시할 수 있다.
단계 S2520에서, 템플릿 매칭(TM)은 예를 들어, 도 19, 21 및 23에서 설명된 바와 같이, BCW 리스트에서 각각의 BCW 후보 가중치에 대해 수행될 수 있다. TM은 (i) 각각의 BCW 후보 가중치 각각에 대응하는 각각의 TM 비용을 결정하고 (ii) 각각의 결정된 TM 비용에 기초하여 BCW 후보 가중치를 현재 블록을 재구성하는 데 사용되는 BCW 가중치로 선택함으로써 수행될 수 있다.
각 TM 비용은 도 19, 21 및 23에서 설명된 바와 같이, 적어도 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부 및 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정될 수 있다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초할 수 있으며, 여기서 제1 참조 템플릿 및 제2 참조 템플릿은 현재 템플릿에 대응한다.
실시예에서, BCW 후보 가중치는 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 순위화(예를 들어, 재정렬)되고, BCW 후보 가중치는 순위화된 BCW 후보 가중치로부터 BCW 가중치가 되도록 선택된다.
실시예에서, 모든 현재 템플릿(즉, 전체 현재 템플릿)은 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용된다. 각 BCW 후보 가중치에 대해, 현재 블록의 제1 모션 벡터(MV)를 기반으로 결정된 모든 제1 참조 템플릿(즉, 전체 제1 참조 템플릿)은 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되며, 현재 블록의 제2 MV에 기초하여 결정되는 제2 참조 템플릿 전부(즉, 전체 제2 참조 템플릿)은 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용된다. 예에서, 각 BCW 후보 가중치에 대해, 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치에 기초한 모든 제1 참조 템플릿 및 모든 제2 참조 템플릿의 가중 평균이다.
예로서, 단계 S2510에서 디코딩된 예측 정보는 현재 블록이 다수의 제어 포인트를 갖는 아핀 AMVP 모드로 예측되고, 제1 MV 및 제2 MV는 다수의 제어 포인트 중 하나의 제어 포인트와 연관됨을 지시한다.
실시예에서, 현재 템플릿의 형상은 (i) 현재 블록의 이웃 블록의 재구성된 샘플, (ii) 현재 블록의 디코딩 순서, 또는 (iii) 현재 블록의 크기 중 하나 이상에 기초한다.
실시예에서, 현재 템플릿은 현재 블록의 이웃 영역(들)인 재구성된 영역(들)을 포함한다. 예를 들어, 재구성된 영역(들)은 (i) 좌측 이웃 영역 및 상단 이웃 영역, (ii) 좌측 이웃 영역, 상단 이웃 영역 및 상단 좌측 이웃 영역, (iii) 상단 이웃 영역, 또는 (iv) 좌측 이웃 영역 중 하나이다.
실시예에서, 단계 S2510에서 디코딩된 예측 정보는 현재 블록이 아핀 모드(예를 들어, 아핀 AMVP 모드)로 예측됨을 지시한다. 현재 템플릿은 현재 서브블록을 포함하고, 각 TM 비용을 결정하는 데 사용되는 현재 템플릿의 일부는 현재 서브블록 중 하나이다. 각 BCW 후보 가중치에 대해, 제1 참조 템플릿은 각각 현재 서브블록에 대응하는 제1 참조 서브블록을 포함하고, 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제1 참조 템플릿의 일부는 제1 참조 서브블록 중 하나이다. 제2 참조 템플릿은 각각 현재 서브블록에 대응하는 제2 참조 서브블록을 포함하고, 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제2 참조 템플릿의 일부는 제2 참조 서브블록 중 하나이다. 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 서브블록 중 하나 및 제2 참조 서브블록 중 하나에 기초할 수 있다. 예에서, 각 BCW 후보 가중치에 대해, 양방향 예측기 템플릿은 각각의 BCW 후보 가중치에 기초한 제1 참조 서브블록 중 하나와 제2 참조 서브블록 중 하나의 가중 평균이다.
예에서, BCW 후보 가중치는 8, 16 또는 32로 정규화된다.
단계 S2530에서, 현재 블록은 선택된 BCW 가중치에 기초하여 재구성될 수 있다.
프로세스(2500)는 단계 S2599로 진행하여 종료한다.
프로세스(2500)는 다양한 시나리오에 적합하게 적응될 수 있고 프로세스(2500)의 단계는 그에 따라 조정될 수 있다. 프로세스(2500)의 하나 이상의 단계는 적응, 생략, 반복 및/또는 결합될 수 있다. 프로세스(2500)를 구현하기 위해 임의의 적합한 순서가 사용될 수 있다. 추가 단계(들)이 추가될 수 있다.
도 26은 본 개시의 실시예에 따른 디코딩 프로세스(2600)를 개략적으로 설명하는 흐름도를 도시한다. 다양한 실시예에서, 프로세스(2600)는 단말 장치(310, 320, 330, 340)의 처리 회로, 비디오 인코더(403)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(410)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 디코더(510)의 기능을 수행하는 처리 회로, 비디오 인코더(603)의 기능을 수행하는 처리 회로 등과 같은 처리 회로에 의해 실행된다. 일부 실시예에서, 프로세스(2600)는 소프트웨어 명령어로 구현되며, 따라서 처리 회로가 소프트웨어 명령어를 실행할 때, 처리 회로는 프로세스(2600)를 수행한다. 프로세스는 단계 S2601에서 시작하여, 단계 S2610으로 진행한다.
단계 S2610에서, 현재 픽처의 현재 블록의 예측 정보는 코딩된 비디오 비트스트림으로부터 디코딩될 수 있다.
단계 S2620에서, 예측 정보가 현재 블록이 양방향 예측으로 예측되고 코딩 유닛(CU) 레벨 가중치를 사용한 양방향 예측(BCW)이 현재 블록에 대해 활성화됨을 지시하는 것이 결정된다.
단계 S2630에서, 템플릿 매칭(TM)은 예를 들어, 도 19, 21 및 23에서 설명된 바와 같이, BCW 리스트에서 각각의 BCW 후보 가중치에 대해 수행될 수 있다. TM은 (i) 각각의 BCW 후보 가중치 각각에 대응하는 각각의 TM 비용을 결정하고 (ii) 각각의 결정된 TM 비용에 기초하여 BCW 후보 가중치를 재정렬함으로써 수행될 수 있다.
각 TM 비용은 적어도 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부 및 각각의 양방향 예측기에 기초하여 결정될 수 있으며, 양방향 예측기는 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초할 수 있다. 제1 참조 템플릿 및 제2 참조 템플릿은 현재 템플릿에 대응한다.
단계 S2640에서, 현재 블록은 재정렬된 BCW 후보 가중치에 기초하여 재구성될 수 있다.
프로세스(2600)는 단계 S2699로 진행하여 종료한다.
프로세스(2600)는 다양한 시나리오에 적합하게 조정될 수 있고 프로세스(2600)의 단계가 그에 따라 조정될 수 있다. 프로세스(2600)의 하나 이상의 단계는 조정, 생략, 반복 및/또는 조합될 수 있다. 프로세스(2600)를 구현하기 위해 임의의 적합한 순서가 사용될 수 있다. 추가 단계(들)가 추가될 수 있다.
본 개시의 실시예는 개별적으로 또는 임의의 순서로 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 각각의 방법(또는 실시예), 인코더 및 디코더는 처리 회로(예를 들어, 하나 이상의 프로세서 또는 하나 이상의 집적 회로)에 의해 구현될 수 있다. 일 예로, 하나 이상의 프로세서는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 프로그램을 실행한다.
위에서 설명된 본 기술은 컴퓨터 판독 가능 명령을 사용하여 컴퓨터 소프트웨어로서 구현될 수 있고 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 매체에 물리적으로 저장될 수 있다. 예를 들어, 도 27은 개시된 주제의 특정 실시예를 구현하기에 적합한 컴퓨터 시스템(2700)을 도시한다.
컴퓨터 소프트웨어는 하나 이상의 컴퓨터 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(GPU) 등에 의한 어셈블리, 컴파일, 링크 또는 유사한 메커니즘을 통해 직접 실행될 수 있는 명령을 포함하는 코드를 생성할 수 있는 임의의 적절한 기계 코드 또는 컴퓨터 언어를 사용하여 코딩될 수 있다.
명령은 예를 들어 개인용 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 서버, 스마트폰, 게임 장치, 사물 인터넷 장치 등을 포함하는 다양한 유형의 컴퓨터 또는 그 컴포넌트에서 실행될 수 있다.
컴퓨터 시스템(2700)에 대해 도 27에 도시된 컴포넌트는 본질적으로 예시적이며 본 개시의 실시예를 구현하는 컴퓨터 소프트웨어의 사용 또는 기능의 범위에 대한 어떠한 제한도 제안하려는 것이 아니다. 컴포넌트의 구성은 컴퓨터 시스템(2700)의 예시적인 실시예에 도시된 컴포넌트의 임의의 하나 또는 조합과 관련된 임의의 종속성 또는 요구사항을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.
컴퓨터 시스템(2700)은 특정 휴먼 인터페이스 입력 장치를 포함할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 입력 장치는 예를 들어, 촉각 입력(예: 키 입력, 스와이프, 데이터 장갑 모션), 오디오 입력(예: 음성, 박수), 시각적 입력(예: 제스처), 후각 입력(도시되지 않음)을 통해 한 명 이상의 인간 사용자에 의한 입력에 응답할 수 있다. 휴먼 인터페이스 장치는 또한 오디오(예: 음성, 음악, 주변 소리), 이미지(예: 스캔된 이미지, 정지 이미지 카메라로부터 획득하는 픽처 이미지), 비디오(예: 2차원 비디오, 입체 비디오를 포함한 3차원 비디오)와 같이 인간에 의한 의식적 입력과 직접 관련이 없는 특정 매체를 캡처하는 데 사용될 수 있다.
입력 휴먼 인터페이스 장치는 키보드(2701), 마우스(2702), 트랙 패드(2703), 터치 스크린(2710), 데이터 글로브(도시되지 않음), 조이스틱(2705), 마이크(2706), 스캐너(2707) 및 카메라(2708) 중 하나 이상(각각 도시된 것 중 하나만)을 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(2700)은 또한 특정 휴먼 인터페이스 출력 장치를 포함할 수 있다. 이러한 후먼 인터페이스 출력 장치는 예를 들어 촉각 출력, 소리, 빛 및 냄새/맛을 통해 한 명 이상의 인간 사용자의 감각을 자극할 수 있다. 이러한 휴먼 인터페이스 출력 장치는, 촉각 출력 장치(예를 들어, 터치 스크린(2710), 데이터 글로브(도시되지 않음), 또는 조이스틱(2705)에 의한 촉각 피드백을 포함하지만, 입력 장치로서 기능하지 않는 촉각 피드백 장치일 수도 있음), 오디오 출력 장치(예: 스피커(2709), 헤드폰(도시되지 않음)), 시각 출력 장치(예: CRT 스크린, LCD 스크린, 플라즈마 스크린, OLED 스크린, 터치 스크린 입력 능력을 갖거나 갖지 않는 각각, 촉각 피드백 능력을 갖거나 또는 갖지 않는 각각을 포함하는 스크린(2710)과 같음 ― 그 중 일부는 입체 출력, 가상 현실 안경(도시되지 않음), 홀로그래픽 디스플레이 및 스모크 탱크(smoke tank, 도시되지 않음))와 같은 수단을 통해 2차원 시각적 출력 또는 3차원 이상의 출력을 출력할 수 있음) ― 및 프린터(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(2700)은 또한 인간이 액세스 가능한 저장 장치 및 CD/DVD를 갖는 CD/DVD ROM/RW(2720)를 포함하는 광학 매체 또는 유사 매체(2721), 썸 드라이브(thumb-drive)(2722), 탈착식 하드 드라이브 또는 솔리드 스테이트 드라이브(2723), 테이프 및 플로피 디스크와 같은 레거시 자기 매체(도시되지 않음), 보안 동글과 같은 특수 ROM/ASIC/PLD 기반 장치(도시되지 않음) 등과 같은 이와 연관된 매체를 포함할 수 있다.
통상의 기술자는 또한 현재 개시된 주제와 관련하여 사용되는 "컴퓨터 판독 가능 매체"라는 용어가 전송 매체, 반송파 또는 다른 일시적 신호를 포함하지 않는다는 것을 이해해야 한다.
컴퓨터 시스템(2700)은 또한 하나 이상의 통신 네트워크(2755)에 대한 인터페이스(2754)를 포함할 수 있다. 네트워크는 예를 들어 무선, 유선, 광일 수 있다. 네트워크는 또한 로컬, 광역, 대도시, 차량 및 산업, 실시간, 지연 허용 등일 수 있다. 네트워크의 예로는 이더넷과 같은 근거리 통신망, 무선 LAN, GSM, 3G, 4G, 5G, LTE 등을 포함하는 셀룰러 네트워크, 케이블 TV, 위성 TV 및 지상파 방송 TV를 포함하는 TV 유선 또는 무선 광역 디지털 네트워크, CANBus를 포함하는 차량 및 산업용 등을 포함한다. 특정 네트워크에는 일반적으로 특정 범용 데이터 포트 또는 주변 장치 버스(2749)(예를 들어, 컴퓨터 시스템(2700)의 USB 포트와 같음)에 부착된 외부 네트워크 인터페이스 어댑터가 필요하다. 다른 것들은 일반적으로 아래에 설명된 바와 같이 시스템 버스에 대한 부착에 의해 컴퓨터 시스템(2700)의 코어에 통합된다(예를 들어, PC 컴퓨터 시스템에 대한 이더넷 인터페이스 또는 스마트 폰 컴퓨터 시스템에 대한 셀룰러 네트워크 인터페이스). 이러한 네트워크 중 하나를 사용하여, 컴퓨터 시스템(2700)은 다른 엔티티와 통신할 수 있다. 이러한 통신은 단방향, 수신 전용(예를 들어, 방송 TV), 단방향 전송 전용(예를 들어, 특정 CANbus 장치에 대한 CANbus) 또는 양방향, 예를 들어, 로컬 또는 광역 디지털 네트워크를 사용하는 다른 컴퓨터 시스템일 수 있다. 특정 프로토콜 및 프로토콜 스택은 상기한 바와 같이 각각의 네트워크 및 네트워크 인터페이스에서 사용될 수 있다.
전술한 휴먼 인터페이스 장치, 인간 액세스 가능 저장 장치 및 네트워크 인터페이스는 컴퓨터 시스템(2700)의 코어(2740)에 부착될 수 있다.
코어(2740)는 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU)(2741), 그래픽 처리 치(Graphics Processing Unit, GPU)(2742), FPGA(Field Programmable Gate Area)(2743) 형태의 특수 프로그램 가능 처리 유닛, 특정 태스크에 대한 하드웨어 가속기(2744), 그래픽 어댑터(2750) 등을 포함할 수 있다. 읽기 전용 메모리(Read-only memory, ROM)(2745), 랜덤 액세스 메모리(Random-access memory, 2746), 내부 비 사용자 액세스 가능 하드 드라이브, SSD 및 유사체(2747)와 같은 내부 대용량 저장소와 함께 이러한 장치는 시스템 버스(2748)를 통해 연결될 수 있다. 일부 컴퓨터 시스템에서, 시스템 버스(2748)는 추가 CPU, GPU 등에 의한 확장을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 물리적 플러그의 형태로 액세스될 수 있다. 주변 장치는 코어의 시스템 버스(2748)에 직접 부착되거나, 또는 주변 장치 버스(2749)를 통해 부착될 수 있다. 예에서, 스크린(2710)은 그래픽 어댑터(2750)에 연결될 수 있다. 주변 장치 버스의 아키텍처에는 PCI, USB 등이 포함된다.
CPU(2741), GPU(2742), FPGA(2743) 및 가속기(2744)는 조합하여 전술한 컴퓨터 코드를 구성할 수 있는 특정 명령을 실행할 수 있다. 이 컴퓨터 코드는 ROM(2745) 또는 RAM(2746)에 저장될 수 있다. 과도기 데이터는 RAM(2746)에 저장될 수도 있지만, 영구 데이터는 예를 들어 내부 대용량 저장소(2747)에 저장될 수 있다. 하나 이상의 CPU(2741), GPU(2742), 대용량 저장소(2747), ROM(2745), RAM(2746) 등과 밀접하게 연관될 수 있는 캐시 메모리의 사용을 통해 모든 메모리 장치에 대한 빠른 저장 및 검색이 가능해질 수 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체는 다양한 컴퓨터 구현 작동을 수행하기 위한 컴퓨터 코드를 가질 수 있다. 매체 및 컴퓨터 코드는 본 개시의 목적을 위해 특별히 설계되고 구성된 것일 수 있거나, 또는 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 잘 알려져 있고 이용 가능한 종류일 수 있다.
예로서 그리고 제한없이, 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템(2700), 특히 코어(2740)는 하나 이상의 유형의 컴퓨터 판독 가능 매체에 구현된 소프트웨어를 실행하는 프로세서(들)(CPU, GPU, FPGA, 가속기 등을 포함함)의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 위에서 소개한 바와 같이 사용자 액세스 가능 대용량 저장소와 연관된 매체일 수 있으며, 코어 내부 대용량 저장소(2747) 또는 ROM(2745)과 같은 비 일시적 특성을 가진 코어(2740)의 특정 저장소일 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예를 구현하는 소프트웨어는 이러한 장치에 저장되고 코어(2740)에 의해 실행될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 특정 필요에 따라 하나 이상의 메모리 장치 또는 칩을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 코어(2740) 및 특히 그 안의 프로세서(CPU, GPU, FPGA 등을 포함함)가 RAM(2746)에 저장된 데이터 구조를 정의하는 것과 소프트웨어에서 정의된 프로세스에 따라 이러한 데이터 구조를 수정하는 것을 포함하여 여기에서 설명된 특정 프로세스 또는 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하도록 할 수 있다. 추가로 또는 다르게는, 컴퓨터 시스템은 여기에서 설명된 특정 프로세스나 특정 프로세스의 특정 부분을 실행하기 위해 소프트웨어 대신 또는 소프트웨어와 함께 작동할 수 있는 회로(예를 들어, 가속기(2744)에 고정되거나 다른 방식으로 구현된 로직의 결과로서 기능을 제공할 수 있다. 소프트웨어에 대한 참조는 로직을 포함할 수 있으며, 적절한 경우에 그 반대도 마찬가지이다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 대한 참조는 실행을 위한 소프트웨어를 저장하는 회로(집적 회로(integrated circuit, IC)와 같음), 실행을 위한 로직을 구현하는 회로, 또는 적절한 경우 둘 다를 포함할 수 있다. 본 개시는 하드웨어 및 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 포함한다.
본 개시는 몇몇 예시적인 실시예를 설명하였지만, 개시의 범위 내에 속하는 변경, 순열 및 다양한 대체 등가물이 있다. 따라서, 당업자는 본 명세서에서 명시적으로 도시되거나 설명되지는 않았지만 본 개시의 원리를 구현하고 따라서 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 수많은 시스템 및 방법을 고안할 수 있음을 이해할 것이다.
JEM: 공동 탐사 모델(joint exploration model)
VVC: 다목적 비디오 코딩(versatile video coding )
BMS: 벤치마크 세트(benchmark set)
MV: 모션 벡터(Motion Vector)
HEVC: 고효율 비디오 코딩(High Efficiency Video Coding)
SEI: 보충 향상 정보(Supplementary Enhancement Information)
VUI: 비디오 사용가능성 정보(Video Usability Information)
GOP: 픽처 그룹(Groups of Picture)
TU: 변환 유닛(Transform Unit),
PU: 예측 유닛(Prediction Unit)
CTU: 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit)
CTB: 코딩 트리 블록(Coding Tree Block)
PB: 예측 블록(Prediction Block)
HRD: 가상 참조 디코더(Hypothetical Reference Decoder)
SNR: 신호 잡음비(Signal Noise Ratio)
CPU: 중앙 처리 장치(Central Processing Unit)
GPU: 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit)
CRT: 음극선관(Cathode Ray Tube)
LCD: 액정 디스플레이(Liquid-Crystal Display)
OLED: 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode)
CD: 컴팩트 디스크(Compact Disc)
DVD: 디지털 비디오 디스크(Digital Video Disc)
ROM: 읽기 전용 메모리(Read-Only Memory)
RAM: 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory)
ASIC: 주문형 집적 회로(Application-Specific Integrated Circuit)
PLD: 프로그램 가능한 논리 장치(Programmable Logic Device)
LAN: 근거리 통신망(Local Area Network)
GSM: 모바일 통신 글로벌 시스템(Global System for Mobile communications)
LTE: 롱텀 에볼루션(Long-Term Evolution)
CANBus: 제어기 영역 네트워크 버스(Controller Area Network Bus)
USB: 범용 직렬 버스(Universal Serial Bus)
PCI: 주변장치 컴포넌트 상호연결(Peripheral Component Interconnect)
FPGA: 필드 프로그램 가능한 게이트 영역(Field Programmable Gate Areas)
SSD: 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive)
IC: 집적 회로(Integrated Circuit)
CU: 코딩 유닛(Coding Unit)
R-D: 레이트-왜곡(Rate-Distortion)

Claims (20)

  1. 비디오 디코더에서 비디오 디코딩을 위한 방법으로서,
    코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 픽처의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 단계;
    상기 예측 정보가 (1) 상기 현재 블록이 양방향 예측으로 예측되고 (2) 양방향 예측 코딩 유닛(coding unit, CU) 레벨 가중치(bi-prediction coding unit-level weight, BCW)가 상기 현재 블록에 대해 활성화됨을 지시하는 것으로 결정하는 단계;
    각각의 BCW 후보 가중치 각각에 대응하는 각각의 템플릿 매칭(template matching, TM) 비용을 결정하는 것 ― 각각의 TM 비용은 적어도 상기 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부 및 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정되고, 상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초하며, 상기 제1 참조 템플릿 및 상기 제2 참조 템플릿은 상기 현재 템플릿에 대응함 ―, 및 상기 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 상기 BCW 후보 가중치를 재정렬하는 것에 의해 상기 각각의 BCW 후보 가중치에 대해 TM을 수행하는 단계; 및
    상기 재정렬된 BCW 후보 가중치에 기초하여 상기 현재 블록을 재구성하는 단계
    를 포함하는 비디오 디코딩을 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 TM을 수행하는 단계는 상기 재정렬된 BCW 후보 가중치로부터의 BCW 후보 가중치를 상기 현재 블록을 재구성하는 데 사용되는 BCW 가중치로 선택하는 단계를 더 포함하는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 현재 템플릿의 전부는 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용되고,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해,
    상기 현재 블록의 제1 모션 벡터(motion vector, MV)에 기초하여 결정되는 제1 참조 템플릿의 전부는 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되고,
    상기 현재 블록의 제2 MV에 기초하여 결정되는 제2 참조 템플릿의 전부는 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 제1 참조 템플릿 전부와 상기 제2 참조 템플릿 전부의 가중 평균이며, 상기 가중 평균의 가중치는 상기 각각의 BCW 후보 가중치에 기초하는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 예측 정보는 상기 현재 블록이 다수의 제어 포인트들을 갖는 아핀(affine) 적응 모션 벡터 예측(adaptive motion vector prediction, AMVP) 모드로 예측됨을 지시하고,
    상기 제1 MV 및 상기 제2 MV는 상기 다수의 제어 포인트들 중 하나의 제어 포인트와 연관되는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 템플릿의 형상은 (i) 상기 현재 블록의 이웃 블록의 재구성된 샘플, (ii) 상기 현재 블록의 디코딩 순서, 또는 (iii) 상기 현재 블록의 크기 중 하나 이상에 기초하는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 현재 템플릿은 상기 현재 블록의 이웃 영역인 하나 이상의 재구성된 영역을 포함하는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 현재 블록의 이웃 영역인 하나 이상의 재구성된 영역은 (i) 좌측 이웃 영역 및 상단 이웃 영역, (ii) 상기 좌측 이웃 영역, 상기 상단 이웃 영역 및 상단 좌측 이웃 영역, (iii) 상기 상단 이웃 영역, 또는 (iv) 상기 좌측 이웃 영역 중 하나인,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 예측 정보는 상기 현재 블록이 아핀 모드로 예측됨을 지시하고,
    상기 현재 템플릿은 현재 서브블록들을 포함하고, 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용되는 상기 현재 템플릿 일부는 상기 현재 서브블록들 중 하나이며,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해,
    상기 제1 참조 템플릿은 각각 상기 현재 서브블록들에 대응하는 제1 참조 서브블록들을 포함하고, 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제1 참조 템플릿의 일부는 상기 제1 참조 서브블록들 중 하나이며,
    상기 제2 참조 템플릿은 각각 상기 현재 서브블록들에 대응하는 제2 참조 서브블록들을 포함하고, 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제2 참조 템플릿의 일부는 상기 제2 참조 서브블록들 중 하나이며,
    상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 각각의 BCW 후보 가중치, 상기 제1 참조 서브블록들 중 하나 및 상기 제2 참조 서브블록들 중 하나에 기초하는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 제1 참조 서브블록들 중 하나와 상기 제2 참조 서브블록들 중 하나의 가중 평균이며, 상기 가중 평균의 가중치는 상기 각각의 BCW 후보 가중치에 기초하는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 BCW 후보 가중치는 8, 16 또는 32로 정규화되는,
    비디오 디코딩을 위한 방법.
  12. 비디오 디코딩을 위한 장치로서,
    처리 회로를 포함하며,
    상기 처리 회로는,
    코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 픽처의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하고,
    상기 예측 정보가 (1) 상기 현재 블록이 양방향 예측으로 예측되고 (2) 양방향 예측 코딩 유닛(CU) 레벨 가중치(BCW)가 상기 현재 블록에 대해 활성화됨을 지시하는 것으로 결정하며,
    각각의 BCW 후보 가중치 각각에 대응하는 각각의 템플릿 매칭(TM) 비용을 결정하는 것 ― 각각의 TM 비용은 적어도 상기 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부 및 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정되고, 상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초하며, 상기 제1 참조 템플릿 및 상기 제2 참조 템플릿은 상기 현재 템플릿에 대응함 ―, 및 상기 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 상기 BCW 후보 가중치를 재정렬하는 것에 의해 상기 각각의 BCW 후보 가중치에 대해 TM을 수행하고,
    상기 재정렬된 BCW 후보 가중치에 기초하여 상기 현재 블록을 재구성하도록
    구성되는, 비디오 디코딩을 위한 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 처리 회로는,
    상기 재정렬된 BCW 후보 가중치로부터의 BCW 후보 가중치를 상기 현재 블록을 재구성하는 데 사용되는 BCW 가중치로 선택하도록
    구성되는, 비디오 디코딩을 위한 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 현재 템플릿의 전부는 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용되고,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해,
    상기 현재 블록의 제1 모션 벡터(MV)에 기초하여 결정되는 제1 참조 템플릿의 전부는 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되고,
    상기 현재 블록의 제2 MV에 기초하여 결정되는 제2 참조 템플릿의 전부는 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는,
    비디오 디코딩을 위한 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 제1 참조 템플릿 전부와 상기 제2 참조 템플릿 전부의 가중 평균이며, 상기 가중 평균의 가중치는 상기 각각의 BCW 후보 가중치에 기초하는,
    비디오 디코딩을 위한 장치.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 현재 템플릿은 상기 현재 블록의 이웃 영역인 하나 이상의 재구성된 영역을 포함하는,
    비디오 디코딩을 위한 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 현재 블록의 이웃 영역인 하나 이상의 재구성된 영역은 (i) 좌측 이웃 영역 및 상단 이웃 영역, (ii) 상기 좌측 이웃 영역, 상기 상단 이웃 영역 및 상단 좌측 이웃 영역, (iii) 상기 상단 이웃 영역, 또는 (iv) 상기 좌측 이웃 영역 중 하나인,
    비디오 디코딩을 위한 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 예측 정보는 상기 현재 블록이 아핀 모드로 예측됨을 지시하고,
    상기 현재 템플릿은 현재 서브블록들을 포함하고, 각각의 TM 비용을 결정하는 데 사용되는 상기 현재 템플릿의 일부는 상기 현재 서브블록들 중 하나이며,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해,
    상기 제1 참조 템플릿은 각각 상기 현재 서브블록들에 대응하는 제1 참조 서브블록들을 포함하고, 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제1 참조 템플릿의 일부는 상기 제1 참조 서브블록들 중 하나이며,
    상기 제2 참조 템플릿은 각각 상기 현재 서브블록들에 대응하는 제2 참조 서브블록들을 포함하고, 상기 양방향 예측기 템플릿을 계산하는 데 사용되는 제2 참조 템플릿의 일부는 상기 제2 참조 서브블록들 중 하나이며,
    상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 각각의 BCW 후보 가중치, 상기 제1 참조 서브블록들 중 하나 및 상기 제2 참조 서브블록들 중 하나에 기초하는,
    비디오 디코딩을 위한 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    각각의 BCW 후보 가중치에 대해, 상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 제1 참조 서브블록들 중 하나와 상기 제2 참조 서브블록들 중 하나의 가중 평균이며, 상기 가중 평균의 가중치는 상기 각각의 BCW 후보 가중치에 기초하는,
    비디오 디코딩을 위한 장치.
  20. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서,
    적어도 하나의 프로세서에 의해 실행 가능한 프로그램을 저장하며,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    코딩된 비디오 비트스트림으로부터 현재 픽처의 현재 블록의 예측 정보를 디코딩하는 것;
    상기 예측 정보가 (1) 상기 현재 블록이 양방향 예측으로 예측되고 (2) 양방향 예측 코딩 유닛(CU) 레벨 가중치(BCW)가 상기 현재 블록에 대해 활성화됨을 지시하는 것으로 결정하는 것;
    각각의 BCW 후보 가중치 각각에 대응하는 각각의 템플릿 매칭(TM) 비용을 결정하는 것 ― 각각의 TM 비용은 적어도 상기 현재 블록의 현재 템플릿의 일부 또는 전부 및 각각의 양방향 예측기 템플릿에 기초하여 결정되고, 상기 양방향 예측기 템플릿은 상기 각각의 BCW 후보 가중치, 제1 참조 픽처의 제1 참조 템플릿의 일부 또는 전부, 및 제2 참조 픽처의 제2 참조 템플릿의 일부 또는 전부에 기초하며, 상기 제1 참조 템플릿 및 상기 제2 참조 템플릿은 상기 현재 템플릿에 대응함 ―, 및 상기 각각 결정된 TM 비용에 기초하여 상기 BCW 후보 가중치를 재정렬하는 것에 의해 상기 각각의 BCW 후부 가중치에 대해 TM을 수행하는 것; 및
    상기 재정렬된 BCW 후보 가중치에 기초하여 상기 현재 블록을 재구성하는 것
    을 수행하는, 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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