WO2013032073A1 - Ａｍｖｐ 모드에서의 예측 블록 생성 방법 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a method of generating a prediction block of an image encoded in an AMVP mode, and more particularly, to a method of decoding motion information encoded in an AMVP mode and generating a prediction block based on the motion information.
  • the inter prediction coding which is a method of extracting a block similar to the current block from the previous picture and encoding the difference value, is one of the most effective methods for compressing an image.
  • a block most similar to the current block is searched in a predetermined search range of a reference picture using a predetermined evaluation function.
  • the compression rate of the data is increased by transmitting only the residue between the current block and similar blocks in the reference picture.
  • the motion vector of the current block is predicted using neighboring blocks, and only the difference value between the predicted motion vector and the original motion vector generated as a result of prediction is encoded and transmitted, do.
  • the median does not predict the motion vector of the current block effectively.
  • the amount of data in the residual block decreases while the amount of motion information (motion vector and reference picture index) to be transmitted increases more and more.
  • the present invention relates to a method of effectively generating motion compensation information by restoring motion information encoded in an AMVP mode.
  • a method for generating a prediction block in an AMVP mode includes reconstructing a reference picture index and a differential motion vector of a current prediction unit, searching valid spatial AMVP candidates of a current prediction unit, Constructing an AMVP candidate list using the valid space and time AMVP candidates; and if the number of valid AMVP candidates is less than a predetermined number, adding a motion vector having a predetermined value to the list as candidates Determining a motion vector corresponding to an AMVP index of a current prediction unit among motion vectors in the AMVP candidate list as a predictive motion vector of a current predictive unit; The prediction unit restores the motion vector, And generating a prediction block corresponding to a position indicated by the restored motion vector in a reference picture indicated by the reference picture index.
  • the method of generating a prediction block in an AMVP mode restores a reference picture index and a differential motion vector of a current prediction unit, constructs an AMVP candidate list using valid space and time AMVP candidates of the current prediction unit, If the number of AMVP candidates is smaller than a predetermined number, a motion vector having a predetermined value is added to the list as a candidate, and a motion vector corresponding to the AMVP index of the current prediction unit from among the motion vectors in the AMVP candidate list is As a predicted motion vector of the current prediction unit.
  • the current prediction unit reconstructs the motion vector using the differential motion vector and the predictive motion vector and generates a prediction block corresponding to the position indicated by the reconstructed motion vector in the reference picture indicated by the reference picture index .
  • the motion information of the current prediction unit can be better predicted and the amount of coding can be reduced. Further, there is an effect that motion information encoded in the AMVP mode is decoded very effectively, and a fast and accurate prediction block can be generated.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a moving picture encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an inter-prediction encoding process according to the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a merge encoding process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing a position of a merge candidate according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a position of a merge candidate according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an AMVP encoding process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an inter-prediction decoding process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a merge mode motion vector decoding process according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a merge mode motion vector decoding process according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a process of decoding an AMVP mode motion vector according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a process of decoding an AMVP mode motion vector according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a moving picture encoding apparatus according to the present invention.
  • a moving picture encoding apparatus 100 includes a picture dividing unit 110, a transform unit 120, a quantization unit 130, a scanning unit 131, an entropy coding unit 140, An inter prediction unit 160, an inverse quantization unit 135, an inverse transformation unit 125, a post-processing unit 170, a picture storage unit 180, a subtraction unit 190, and an addition unit 195, .
  • the picture division unit 110 analyzes the input video signal to determine a prediction mode by dividing a picture into a coding unit of a predetermined size for each largest coding unit (LCU: Largest Coding Unit), and determines a prediction unit size .
  • the picture division unit 110 sends the prediction unit to be encoded to the intra prediction unit 150 or the inter prediction unit 160 according to a prediction mode (or a prediction method). Further, the picture division unit 110 sends the prediction unit to be encoded to the subtraction unit 190.
  • LCU Largest Coding Unit
  • the transforming unit 120 transforms the residual block, which is a residual signal of the prediction block generated by the intra prediction unit 150 or the inter prediction unit 160, with the original block of the input prediction unit.
  • the residual block is composed of a coding unit or a prediction unit.
  • a residual block composed of a coding unit or a prediction unit is divided into optimum conversion units and converted.
  • Different transformation matrices may be determined depending on the prediction mode (intra or inter). Also, since the residual signal of the intra prediction has directionality according to the intra prediction mode, the transformation matrix can be adaptively determined according to the intra prediction mode.
  • the transformation unit can be transformed by two (horizontal, vertical) one-dimensional transformation matrices. For example, in the case of inter prediction, a predetermined conversion matrix is determined.
  • the DCT-based integer matrix is applied in the vertical direction, Or a KLT-based integer matrix.
  • a DST-based or KLT-based integer matrix is applied in the vertical direction and a DCT-based integer matrix is applied in the horizontal direction.
  • DCT-based integer matrix is applied in both directions.
  • the transformation matrix may be adaptively determined depending on the size of the conversion unit.
  • the quantization unit 130 determines a quantization step size for quantizing the coefficients of the residual block transformed by the transform matrix.
  • the quantization step size is determined for each coding unit of a predetermined size or larger (hereinafter referred to as a quantization unit).
  • the predetermined size may be 8x8 or 16x16.
  • the quantization unit 130 uses the quantization step size of the quantization unit adjacent to the current quantization unit as the quantization step size predictor of the current quantization unit.
  • the quantization unit 130 searches the left quantization unit, the upper quantization unit, and the upper left quantization unit of the current quantization unit in order, and can generate a quantization step size predictor of the current quantization unit using one or two effective quantization step sizes have.
  • the effective first quantization step size searched in the above order can be determined as a quantization step size predictor.
  • the average value of the two effective quantization step sizes searched in the above order may be determined as a quantization step size predictor, or when only one is effective, it may be determined as a quantization step size predictor.
  • the difference value between the quantization step size of the current encoding unit and the quantization step size predictor is transmitted to the entropy encoding unit 140.
  • the left coding unit, the upper coding unit, and the upper left coding unit of the current coding unit do not exist.
  • the order may be changed, and the upper left side quantization unit may be omitted.
  • the quantized transform block is provided to the inverse quantization unit 135 and the scanning unit 131.
  • the scanning unit 131 scans the coefficients of the quantized transform block and converts them into one-dimensional quantization coefficients. Since the coefficient distribution of the transform block after quantization may be dependent on the intra prediction mode, the scanning scheme is determined according to the intra prediction mode. The coefficient scanning method may be determined depending on the size of the conversion unit. The scan pattern may vary according to the directional intra prediction mode. The scan order of the quantization coefficients is scanned in the reverse direction.
  • the same scan pattern is applied to the quantization coefficients in each subset.
  • the scan pattern between subset applies zigzag scan or diagonal scan.
  • the scan pattern is preferably scanned to the remaining subsets in the forward direction from the main subset containing the DC, but vice versa.
  • a scan pattern between subsets can be set in the same manner as a scan pattern of quantized coefficients in a subset. In this case, the scan pattern between the sub-sets is determined according to the intra-prediction mode.
  • the encoder transmits to the decoder information indicating the position of the last non-zero quantization coefficient in the transform unit. Information that can indicate the position of the last non-zero quantization coefficient in each subset can also be transmitted to the decoder.
  • the inverse quantization unit 135 dequantizes the quantized quantized coefficients.
  • the inverse transform unit 125 restores the inversely quantized transform coefficients into residual blocks in the spatial domain.
  • the adder combines the residual block reconstructed by the inverse transform unit with the intra prediction unit 150 or the received prediction block from the inter prediction unit 160 to generate a reconstruction block.
  • the post-processing unit 170 performs a deblocking filtering process for eliminating the blocking effect generated in the reconstructed picture, an adaptive offset application process for compensating a difference value from the original image on a pixel-by-pixel basis, and a coding unit And performs an adaptive loop filtering process to compensate the value.
  • the deblocking filtering process is preferably applied to the boundary of a prediction unit and a conversion unit having a size larger than a predetermined size.
  • the size may be 8x8.
  • the deblocking filtering process may include determining a boundary to be filtered, determining a bounary filtering strength to be applied to the boundary, determining whether to apply a deblocking filter, And selecting a filter to be applied to the boundary if it is determined to apply the boundary.
  • Whether or not the deblocking filter is applied is determined based on i) whether the boundary filtering strength is greater than 0 and ii) whether a pixel value at a boundary between two blocks adjacent to the boundary to be filtered (P block, Q block) Is smaller than a first reference value determined by the quantization parameter.
  • the filter is preferably at least two or more. If the absolute value of the difference between two pixels located at the block boundary is greater than or equal to the second reference value, a filter that performs relatively weak filtering is selected. And the second reference value is determined by the quantization parameter and the boundary filtering strength.
  • the adaptive offset application process is to reduce a distortion between a pixel in the image to which the deblocking filter is applied and the original pixel. It may be determined whether to perform the adaptive offset applying process in units of pictures or slices.
  • the picture or slice may be divided into a plurality of offset regions, and an offset type may be determined for each offset region.
  • the offset type may include a predetermined number (e.g., four) of edge offset types and two band offset types. If the offset type is an edge offset type, the edge type to which each pixel belongs is determined and the corresponding offset is applied.
  • the edge type is determined based on the distribution of two pixel values adjacent to the current pixel.
  • the adaptive loop filtering process can perform filtering based on a value obtained by comparing a reconstructed image and an original image through a deblocking filtering process or an adaptive offset applying process.
  • the adaptive loop filtering can be applied to the entire pixels included in the 4x4 block or the 8x8 block. Whether or not the adaptive loop filter is applied can be determined for each coding unit.
  • the size and the coefficient of the loop filter to be applied may vary depending on each coding unit.
  • Information indicating whether or not the adaptive loop filter is applied to each coding unit may be included in each slice header. In the case of the color difference signal, it is possible to determine whether or not the adaptive loop filter is applied in units of pictures.
  • the shape of the loop filter may have a rectangular shape unlike the luminance.
  • Adaptive loop filtering can be applied on a slice-by-slice basis. Therefore, information indicating whether or not adaptive loop filtering is applied to the current slice is included in the slice header or the picture header. If the current slice indicates that adaptive loop filtering is applied, the slice header or picture header additionally includes information indicating the horizontal and / or vertical direction filter length of the luminance component used in the adaptive loop filtering process.
  • the slice header or picture header may include information indicating the number of filter sets. At this time, if the number of filter sets is two or more, the filter coefficients can be encoded using the prediction method. Accordingly, the slice header or the picture header may include information indicating whether or not the filter coefficients are encoded in the prediction method, and may include predicted filter coefficients when the prediction method is used.
  • the slice header or the picture header may include information indicating whether or not each of the color difference components is filtered.
  • information indicating whether or not to filter Cr and Cb can be joint-coded (i.e., multiplexed coding).
  • Cr and Cb since Cr and Cb are not all filtered in order to reduce the complexity, it is most likely to be the most frequent. Therefore, if Cr and Cb are not all filtered, the smallest index is allocated and entropy encoding is performed . When both Cr and Cb are filtered, the largest index is allocated and entropy encoding is performed.
  • the picture storage unit 180 receives the post-processed image data from the post-processing unit 160, and restores and restores the pictures on a picture-by-picture basis.
  • the picture may be a frame-based image or a field-based image.
  • the picture storage unit 180 has a buffer (not shown) capable of storing a plurality of pictures.
  • the inter-prediction unit 160 performs motion estimation using at least one reference picture stored in the picture storage unit 180, and determines a reference picture index and a motion vector indicating a reference picture. Based on the determined reference picture index and motion vector, a prediction block corresponding to a prediction unit to be coded is extracted from a reference picture used for motion estimation among a plurality of reference pictures stored in the picture storage unit 180 and output .
  • the intraprediction unit 150 performs intraprediction encoding using the reconstructed pixel values in a picture including the current prediction unit.
  • the intra prediction unit 150 receives the current prediction unit to be predictively encoded and selects one of a predetermined number of intra prediction modes according to the size of the current block to perform intra prediction.
  • the intra prediction unit adaptively filters the reference pixels to generate an intra prediction block. If reference pixels are not available, reference pixels may be generated using available reference pixels.
  • the entropy coding unit 140 entropy-codes the quantized coefficients quantized by the quantization unit 130, the intra prediction information received from the intra prediction unit 140, the motion information received from the inter prediction unit 150, and the like.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an inter-prediction encoding process according to the present invention.
  • the inter-prediction coding process includes determining motion information of a current prediction unit, generating a prediction block, generating a residual block, coding a residual block, and coding motion information.
  • prediction units will be referred to as blocks.
  • the motion information of the current prediction unit includes a reference picture index and a motion vector to be referred to by the current prediction unit.
  • one of the at least one reconstructed reference pictures is determined as the reference picture of the current prediction unit, and the motion information indicating the position of the prediction block in the reference picture is determined .
  • the reference picture index of the current block may be changed according to the inter prediction mode of the current block.
  • the current block when the current block is a unidirectional prediction mode, it is an index indicating any one of the reference pictures belonging to the list 0 (L0).
  • the current block when the current block is a bidirectional prediction mode, the current block may include an index indicating a reference picture belonging to the list 0 (L0) and an index indicating any one of the reference pictures of the list 1 (L1).
  • the current block when the current block is a bidirectional prediction mode, it may include an index indicating one or two pictures among the reference pictures of the composite list LC generated by combining the list 0 and the list 1.
  • the motion vector indicates the position of the prediction block in the picture indicated by each reference picture index.
  • the motion vector may be an integer unit, but it may have a resolution of 1/8 or 1/16 pixels.
  • the prediction block is generated from the pixels of the integer unit.
  • a corresponding block at a position indicated by a motion vector in a picture indicated by the reference picture index is copied to generate a prediction block of the current prediction unit.
  • the pixels of the prediction block are generated from the integer unit pixels in the picture indicated by the reference picture index.
  • a prediction pixel can be generated using an 8-tap interpolation filter.
  • a 4-tap interpolation filter can be used to generate a predictive pixel.
  • a residual block is generated using the difference between the current prediction unit and the prediction block.
  • the size of the residual block may be different from the size of the current prediction unit. For example, when the current prediction unit is 2Nx2N, the size of the current prediction unit and the residual block are the same. However, when the current prediction unit is 2NxN or Nx2N, the residual block may be 2Nx2N. That is, when the current prediction unit is 2NxN, the residual block may be configured by combining two 2NxN residual blocks.
  • the residual block is encoded into a block of the transcoding size unit. That is, transcoding, quantization, and entropy encoding are performed on a transcoding size basis.
  • the size of the transcoding may be determined according to the size of the residual block in a quadtree manner. In other words, transcoding uses integer-based DCT.
  • the transcoded block is quantized using a quantization matrix.
  • the quantized block is entropy encoded with CABAC or CAVLC.
  • the motion information of the current prediction unit is encoded using motion information of prediction units adjacent to the current prediction unit.
  • the motion information of the current prediction unit is merge-encoded or AMVP-encoded. Therefore, first, it is determined whether the motion information of the current prediction unit is merge-encoded or AMVP-encoded, and the motion information of the current prediction unit is encoded according to the determined method.
  • the space merge candidate and the time merge candidate are induced (S210, S220).
  • the space merge candidate is derived and the time merge candidate is obtained.
  • the order of finding the space merge candidate and the time merge candidate is not limited thereto. For example, they may be obtained in the opposite order or in parallel.
  • the spatial merge candidate configuration may be any of the following embodiments.
  • Space merge candidate configuration information can be sent to the decoder.
  • the configuration information may represent any one of the following embodiments, and may be information indicating the number of merge candidates in any one of the following embodiments.
  • the plurality of space merge candidates are a left prediction unit (block A) of the current prediction unit, an upper prediction unit (block B) of the current prediction unit, an upper right prediction unit And a lower left side prediction unit (block D) of the current prediction unit.
  • all of the valid prediction units may be candidates, or two valid candidates may be scanned in order of A, B, C, and D.
  • a valid prediction unit existing at the uppermost side or a valid prediction unit having the largest area can be set as the left prediction unit.
  • the prediction unit existing on the leftmost side or the prediction unit having the largest area that is effective can be set as the upper prediction unit.
  • the plurality of space merge candidates include a left prediction unit (block A) of the current prediction unit, an upper prediction unit (block B) of the current prediction unit, an upper right prediction unit ), The lower left side prediction unit (block D) of the current prediction unit, and the upper left side prediction unit (block E) of the current prediction unit, and two valid candidates can be obtained.
  • the left prediction unit may be a prediction unit adjacent to the block E but not adjacent to the block D.
  • the upper prediction unit may be a prediction unit adjacent to block E but not adjacent to block C.
  • a plurality of space merge candidates are arranged in the order of the left block (block A) of the current block, the upper block (block B) of the current block, the upper right block (block C) A block effective in order of the side block (block D) and the upper left side block (block E) of the current block can be candidates.
  • the block E can be used when at least one of the blocks A, B, C, and D is invalid.
  • the corner prediction unit is configured to scan in the order of the upper right side prediction unit (block C) of the current prediction unit, the lower left side prediction unit (block D) of the current prediction unit and the upper left side prediction unit (block E) to be.
  • the motion information of merge candidates existing above the current prediction unit among the spatial merge candidates in the above embodiments may be set differently according to the position of the current prediction unit.
  • the motion information of the upper prediction unit (block B, C or E) of the current prediction unit may be motion information of itself or motion information of the adjacent prediction unit have.
  • the motion information of the upper prediction unit may be determined as one of its own motion information or motion information (reference picture index and motion vector) of the adjacent prediction unit according to the size and position of the current prediction unit.
  • the temporal merge candidate's reference picture index and motion vector are obtained through a separate process.
  • the reference picture index of the temporal merging candidate can be obtained using any one of the reference picture indexes among the prediction units spatially adjacent to the current prediction unit.
  • Block A an upper prediction unit (block B), an upper right prediction unit (block C), and a lower left prediction unit (block D) of the current prediction unit in order to obtain reference indices of time merge candidates of the current prediction unit.
  • the reference picture indexes of the upper left side prediction unit (block E) may be used.
  • the reference picture indexes of the left prediction unit (block A), the upper prediction unit (block B) and the corner prediction unit (any one of the blocks C, D and E) of the current prediction unit can be used.
  • the order of the left prediction unit (block A), the upper prediction unit (block B), the upper right prediction unit (block C), the lower left prediction unit (block D), and the upper left prediction unit (For example, three) reference picture indexes of prediction units that have been scanned may be used.
  • a left reference picture index a reference picture index of an upper prediction unit (hereinafter referred to as an upper reference picture index), and a reference picture index of a corner prediction unit (hereinafter referred to as a corner reference picture index ).
  • an upper reference picture index a reference picture index of an upper prediction unit
  • a corner reference picture index a reference picture index of a corner prediction unit
  • the reference picture index 0 can be set.
  • the reference picture index having the highest frequency among the available reference picture indexes may be set as the reference picture index of the temporal merge candidate.
  • a reference picture index having a minimum value among the plurality of reference picture indexes or a reference picture index of a left block or an upper block is a reference picture index of a temporal merge candidate Can be set.
  • a picture to which the temporal merge candidate block belongs (hereinafter, a temporal merge candidate picture) is determined.
  • the temporal merge candidate picture may be set to a picture having a reference picture index of 0.
  • the first picture of list 0 i.e., the picture whose index is 0
  • the slice type is B
  • the first picture of the reference picture list indicated by the flag indicating the time merge candidate list in the slice header is set as the temporal merge candidate picture. For example, if the flag indicates 1, if 0 is indicated from list0, a time merge candidate picture can be set from list1.
  • a time merge candidate block in the temporal merged candidate picture is obtained.
  • the temporal merging candidate block any one of a plurality of corresponding blocks corresponding to the current ing unit in the temporal merging candidate picture can be selected.
  • a plurality of corresponding blocks may be prioritized, and the first corresponding block that is valid based on the priority may be selected as a time merge candidate block.
  • the location of the current prediction unit may be a location within a slice or LCU.
  • the motion vector of the temporal merged candidate prediction block is set as a temporal merged candidate motion vector.
  • the time merge candidate may be adaptively turned off according to the size of the current prediction unit. For example, in the case of a 4x4 block, the time merge candidate may be turned off to reduce complexity.
  • the predetermined order is A, B, Col, C, and D in that order.
  • Col means a time-honored candidate.
  • E is added when the predetermined order is A, B, Col, C, D, and at least one of A, B, C, .
  • E can be added to the subordinate.
  • a list may be constructed in the order of (A and D), (C, B, E), and Col.
  • the predetermined order may be A, B, Col, Corner, or A, B, Corner, and Col.
  • the number of merge candidates can be determined in slice units or LCU units.
  • the merge candidate list is constructed in the order determined in the above-described embodiments.
  • merge candidate generation it is determined whether merge candidate generation is necessary (S240). If the number of remaining merge candidates is set to a fixed value, if the number of valid remaining merge candidates is smaller than the fixed number of remaining merge candidates, a merge candidate is generated (S250). Then, the generated merge candidate is added to the remaining candidate list. In this case, the generated merge candidate is added to the next position of the merge candidate with the lowest rank in the list. When a plurality of merge candidates are added, they are added in a predetermined order.
  • the merge candidate to be merge-added may be a candidate (first additional merge candidate) whose motion vector is 0 and the reference picture index is 0. Also, it may be a candidate (second additional merge candidate) generated by combining motion information of valid merge candidates. For example, a candidate generated by combining movement information (reference picture index) of a temporal merging candidate and motion information (motion vector) of a valid space candidate can be added. The added merge candidate may be added in the order of the first additional merge candidate, the second additional merge candidate, or vice versa.
  • steps S240 and S250 may be omitted.
  • one merge candidate is determined as a merge predictor of the current prediction unit in the constructed merge candidate list (S260)
  • the index of the merge predictor (i.e., merge index) is encoded (S270). If there is only one candidate, the merge index is omitted. However, if there are more than two merge candidates, the merge index is encoded.
  • the merge index may be fixed length coding or CAVLC.
  • CAVLC CAVLC
  • the merge index for mode word mapping can be adjusted according to the PU shape and the index of the block (PU index).
  • the number of merge candidates can be variable.
  • a code word corresponding to the merge index is selected using a table determined according to the number of valid merge candidates.
  • the number of merge candidates can be fixed. In this case, a code word corresponding to the merge index is selected using one table corresponding to the number of merge candidates.
  • the AMVP coding method will be described with reference to FIG.
  • a space AMVP candidate and a time AMVP candidate are derived (S310, S320).
  • the space AMVP candidates include one of the left prediction unit (block A) and the lower left prediction unit (block D) of the current prediction unit (left candidate), the upper prediction unit of the current prediction unit Block B), an upper right prediction unit (block C) of the current prediction unit, and one upper left candidate prediction unit (block E) of the current prediction unit.
  • the motion vector of the first predictive unit which is valid by scanning in a predetermined order is selected as the left or upper candidate.
  • the predetermined order may be in the order of block A, block D or reverse order in the case of the left prediction unit and in the order of block B, block C, block E or block C, block B and block E in the case of the upper prediction unit.
  • the space AMVP candidate includes a left prediction unit (block A) of the current prediction unit, an upper prediction unit (block B) of the current prediction unit, an upper right prediction unit (block C) of the current prediction unit, And a lower left block (block D) of the current prediction unit.
  • all of the valid prediction units may be candidates, or two effective prediction units may be candidates by scanning in order of A, B, C, and D.
  • a valid prediction unit existing at the uppermost side or a valid prediction unit having the largest area can be set as the left prediction unit.
  • the prediction unit existing on the leftmost side or the prediction unit having the largest area that is effective can be set as the upper prediction unit.
  • the space AMVP candidates include a left prediction unit (block A) of the current prediction unit, an upper prediction unit (block B) of the current prediction unit, an upper right prediction unit (block C) of the current prediction unit, A left lower side prediction unit (block D) of the current prediction unit, and an upper left side prediction unit (block E) of the current prediction unit.
  • the left prediction unit may be a prediction unit adjacent to the block E but not adjacent to the block D.
  • the upper prediction unit may be a prediction unit adjacent to block E but not adjacent to block C.
  • the space AMVP candidates include a left prediction unit (block A) of the current prediction unit, an upper prediction unit (block B) of the current prediction unit, an upper right prediction unit (block C) of the current prediction unit, A left lower side prediction unit (block D) of the current prediction unit, and an upper left side prediction unit (block E) of the current prediction unit.
  • the block E can be used when any one of the blocks A, B, C, and D is invalid.
  • the space AMVP candidates include a left prediction unit (block A) of the current prediction unit, an upper prediction unit (block B) of the current prediction unit, corner prediction units (blocks C, D, E ). ≪ / RTI >
  • the corner prediction unit may be the first predictive unit which is scanned in the order of the upper right side prediction unit (block C), the lower left side prediction unit (block D) and the upper left side prediction unit (block E) of the current prediction unit.
  • the motion information of the AMVP candidates existing on the upper side of the current prediction unit among the spatial AMVP candidates in the above embodiments may be set differently according to the position of the current prediction unit.
  • the motion vector of the upper prediction unit (block B, C or E) of the current prediction unit may be a motion vector of its own or a motion vector of the adjacent prediction unit have.
  • the motion vector of the upper prediction unit may be determined as its own motion vector or a motion vector of the adjacent prediction unit according to the size and position of the current prediction unit.
  • a picture to which the time AVMP candidate block belongs (hereinafter, a time AVMP candidate picture) is determined.
  • the temporal AVMP candidate picture can be set to a picture whose reference picture index is 0.
  • the slice type is P
  • the first picture of list 0 i.e., the picture whose index is 0
  • the slice type is B
  • the first picture of the list indicated by the flag indicating the time AVMP candidate list in the slice header is set as the time merge candidate picture.
  • a time AVMP candidate block in the time AVMP candidate picture is obtained. This process is the same as that for obtaining the above-mentioned time merge candidate block, and thus is omitted.
  • the time AVMP candidate may be adaptively turned off according to the size of the current prediction unit. For example, if the current prediction unit is 4x4, the time AVMP candidate may be turned off for complexity reduction.
  • the AVMP candidate list is constructed according to the determined order using the available AVMP candidates. In this case, if a plurality of AVMP candidates have the same motion vector (the reference pictures need not be the same), the AVMP candidates of the latter order are deleted from the list.
  • the predetermined order is one of A and D (order A, D or D, A), B, C, E (B, C, E order or C, B, ), Col, or Col, one of A and D, and one of B, C, and E.
  • Col represents a time AMVP candidate.
  • the order may be A, B, Col, C, D, or C, D, Col, A,
  • the specified order is two (valid in order of A, B, C, D, E) .
  • E can be added to the subordinate order if the order is A, B, Col, C, D, and at least one of A, B, C, Or Col, (four valid in order of A, B, C, D, and E).
  • the order may be A, B, col, corner.
  • AVMP candidate generation it is determined whether AVMP candidate generation is necessary (S340). If the number of AVMP candidates is set to a fixed value in the AVMP candidate configuration, if the number of valid AVMP candidates is smaller than the fixed value, an AVMP candidate is generated (S350). The fixed number may be 2 or 3. Then, the generated AMVP candidate is added to the next position of the AMVP candidate with the lowest rank in the list.
  • the candidate to be added may be a candidate having a motion vector of 0.
  • the motion vector predictor of the current prediction unit is determined in the constructed AMVP candidate list (S360). Then, an AMVP index indicating the predictor is generated.
  • the reference picture index, differential motion vector, and AMVP index of the current prediction unit are coded (S380). If there is only one AMVP candidate, the AMVP index may be omitted.
  • the AMVP index can be either fixed length coding or CAVLC.
  • CAVLC CAVLC index
  • the AMVP index for codeword mapping can be adjusted according to the PU shape and the index of the block (PU index).
  • the number of AMVP candidates can be variable.
  • a codeword corresponding to the AMVP index is selected using a table determined according to the number of valid AMVP candidates.
  • the merge candidate block and the AMVP candidate block can be set to be the same. This is the case with the AMVP candidate configuration having the same configuration as the above merge candidate configuration. In this case, the complexity of the encoder can be reduced.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a video decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the moving picture decoding apparatus includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization / inverse transform unit 220, an adder 270, a deblocking filter unit 250, a picture storage unit 260, An intra prediction unit 230, a motion compensation prediction unit 240, and an intra / inter changeover switch 280.
  • the entropy decoding unit 210 decodes the coded bit stream transmitted from the moving picture coding apparatus and divides the coded bit stream into an intra prediction mode index, motion information, and a quantization coefficient sequence.
  • the entropy decoding unit 210 supplies the decoded motion information to the motion compensation prediction unit 240.
  • the entropy decoding unit 210 supplies the intra prediction mode index to the intraprediction unit 230 and the inverse quantization / inverse transformation unit 220.
  • the entropy decoding unit 210 supplies the inverse quantization coefficient sequence to the inverse quantization / inverse transformation unit 220.
  • the inverse quantization / inverse transform unit 220 transforms the quantized coefficient sequence into an inverse quantization coefficient of the two-dimensional array.
  • One of a plurality of scanning patterns is selected for the conversion.
  • One of a plurality of scanning patterns is selected based on at least one of a prediction mode of the current block (i.e., one of intra prediction and inter prediction) and the intra prediction mode.
  • the intraprediction mode is received from an intraprediction unit or an entropy decoding unit.
  • the inverse quantization / inverse transform unit 220 restores the quantization coefficients using the selected quantization matrix among the plurality of quantization matrices to the inverse quantization coefficients of the two-dimensional array.
  • a different quantization matrix is applied according to the size of the current block to be restored and a quantization matrix is selected based on at least one of a prediction mode and an intra prediction mode of the current block with respect to the same size block. Then, the reconstructed quantized coefficient is inversely transformed to reconstruct the residual block.
  • the adder 270 reconstructs the image block by adding the residual block reconstructed by the inverse quantization / inverse transforming unit 220 to the intra prediction unit 230 or the prediction block generated by the motion compensation prediction unit 240.
  • the deblocking filter 250 performs deblocking filter processing on the reconstructed image generated by the adder 270. Accordingly, the deblocking artifact due to the video loss due to the quantization process can be reduced.
  • the picture storage unit 260 is a frame memory for holding a local decoded picture in which the deblocking filter process is performed by the deblocking filter 250.
  • the intraprediction unit 230 restores the intra prediction mode of the current block based on the intra prediction mode index received from the entropy decoding unit 210.
  • a prediction block is generated according to the restored intra prediction mode.
  • the motion compensation prediction unit 240 generates a prediction block for the current block from the picture stored in the picture storage unit 240 based on the motion vector information.
  • a prediction block is generated by applying a selected interpolation filter.
  • the intra / inter selector switch 280 provides the adder 235 with a prediction block generated in either the intra prediction unit 250 or the motion compensation prediction unit 260 based on the coding mode.
  • FIG. 8 illustrates the inter-prediction decoding process according to the present invention.
  • the motion information of the current prediction unit is decoded through the skip mode motion information decoding process of the current prediction unit (S410).
  • the skip mode motion information decoding process is the same as the merge mode motion information decoding process.
  • the corresponding block of the reference picture indicated by the motion information of the derived current prediction unit is copied to generate a reconstruction block of the current prediction unit (S415).
  • motion information of the current prediction unit is coded in the merge mode
  • motion information of the current prediction unit is decoded through the merge mode motion information decoding process (S425).
  • a prediction block is generated using the decoded motion information of the current prediction unit (S430).
  • the residual block is decoded (S435).
  • motion information of the current prediction unit is decoded through the AMVP mode motion information decoding process (S445).
  • a prediction block is generated using the motion information of the decoded current prediction unit. Then, the residual block is decoded (S455), and a reconstruction block is generated using the prediction block and the residual block (S460).
  • the motion information decoding process depends on the coding pattern of the motion information of the current prediction unit.
  • the motion information encoding pattern of the current prediction unit may be one of merge mode and AMVP mode.
  • the motion information decoding process is the same as that of the merge mode.
  • FIG. 9 shows a motion vector decoding process when the number of merge candidates is variable.
  • merge candidate configuration and merge candidate search order are the same as those shown in the detailed description related to FIG.
  • the motion information of the current prediction unit is generated from the motion information of the merge candidate (S530). That is, the reference picture index and the motion vector of the merge candidate are set as the reference picture index and the motion vector of the current prediction unit.
  • a valid merge candidate is searched to construct a merge candidate list (S540).
  • the configuration of the merge candidate and the method of constructing the merge candidate list are the same as those shown in the detailed description related to FIG.
  • a VLC table corresponding to the remaining candidate number is selected (S550).
  • a merge index corresponding to the merge code word is obtained (S560).
  • the merge candidate corresponding to the merge index is selected on the merge candidate list, and the motion information of the merge candidate is set as the motion information of the current prediction unit (S570).
  • FIG. 10 shows a merge mode motion vector decoding process when the number of merge candidates is fixed.
  • the number of merge candidates may be a fixed value in units of pictures or slices.
  • the valid merge candidate is searched (S610).
  • the Mersey Candidate is composed of Candidates for Space Merge and Time Candidate.
  • the location and induction method of the space merge candidate is derived in the same manner as shown in Fig.
  • the location and the induction method of the time merge candidate are the same as those shown in FIG.
  • the time merge candidate may not apply if the size of the current prediction unit is smaller than a predetermined size. For example, a merge candidate may be omitted in a 4x4 prediction unit.
  • a valid merge candidate is found, it is determined whether to generate a merge candidate (S620). If the number of valid remaining candidates is smaller than the predetermined number of remaining candidates, a merge candidate is generated (S630). The motion information of the remaining merge candidates can be combined to generate a merge candidate. A merge coder with a motion vector of 0 and a reference picture index of 0 may be added. Add merge candidates in a predetermined order.
  • a merge list is constructed using the merge candidates (S640). This step may be performed in combination with steps S620 and S630.
  • the merge candidate configuration and merge candidate search order i.e., list build order
  • the merge index corresponding to the merge code word of the received bit stream is recovered (S650). Since the number of merge candidates is fixed, a merge index corresponding to the merge code word can be obtained using one decoding table corresponding to the merge candidate number. However, different decoding tables may be used depending on whether the time merge candidate is used or not.
  • a candidate corresponding to the merge index is searched from the merged list (S660).
  • the searched merged candidate is determined as a merge predictor.
  • the motion information of the current predictor is generated using the motion information of the merge predictor (S670). Specifically, the motion information of the merge predictor, that is, the reference picture index and the motion vector, is determined as the reference picture index and motion vector of the current prediction unit.
  • FIG. 11 shows a motion vector decoding process when the number of AMVP candidates is variable.
  • the reference picture index and the differential motion vector of the current prediction unit are parsed (S710)
  • AMVP candidate configuration and AMVP candidate search order are the same as those shown in the detailed description related to FIG.
  • the motion vector of the AMVP candidate is set as a predicted motion vector of the current prediction unit (S740).
  • AMVP candidate list If there is an AMVP codeword, a valid AMVP candidate is searched to construct an AMVP candidate list (S750).
  • the AMVP candidate configuration and AMVP candidate list construction method are the same as those shown in the detailed description related to FIG.
  • a VLC table corresponding to the number of AMVP candidates is selected (S760).
  • step S790 the predicted motion vector obtained in step S740 or S780 and the differential motion vector obtained in step S710 are added to the final motion vector of the current block.
  • FIG. 12 shows a motion vector decoding process when the number of AMVP candidates is fixed.
  • the reference picture index and the difference motion vector of the current prediction unit are parsed (S810).
  • AMVP candidates are composed of space AMVP candidates and time AMVP candidates.
  • Location and Guidance Method of Space AMVP Candidate and Time The location and guidance method of the AMVP candidate is the same as that shown in Fig. 6 and will be omitted.
  • the time AMVP candidate may not apply to prediction units smaller than a predetermined size. For example, a merge candidate may be omitted in a 4x4 prediction unit.
  • an AMVP candidate is generated (S840).
  • the predetermined number may be 2 or 3.
  • a motion vector of the prediction unit may be added if a valid prediction unit other than the spatial upper AMVP candidate exists.
  • the motion vector of the prediction unit may be added if there is a valid prediction unit other than the spatial left AMVP candidate.
  • an AMVP candidate with a motion vector of zero may be added if there is no spatial left AMVP candidate and there is a spatial upper AMVP candidate.
  • the AMVP candidate list is constructed using the available AMVP candidates and / or the generated AMVP candidates (S850).
  • the above step may be present after S820. In this case, the step proceeds after step 840.
  • the candidate list construction method is the same as that shown in Fig.
  • the AMVP index may be fixed length encoded.
  • the AMVP candidate corresponding to the AMVP index is selected from the AMVP candidate list (S870). Then, the selected candidate is determined as an AMVP predictor.
  • the motion vector of the AMVP predictor is determined as a predictive motion vector of the current prediction unit (S880).
  • the differential motion vector obtained in step S810 and the predicted motion vector obtained in step S880 are added to the final motion vector of the current prediction unit and the reference picture index obtained in step S810 is set as a reference picture index of the current prediction unit (S880 ).

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Abstract

원래의 움직임 정보에 가까운 움직임 벡터를 이용하여 예측 부호화된 동영상 신호를 복원하기 위한 AMVP 모드에서의 예측 블록 생성 방법이 개시된다. 현재 예측 유닛의 유효한 공간 및 시간 AMVP 후보자들을 이용하여 AMVP 후보자 리스트를 구축하고, 상기 유효한 AMVP 후보자의 수가 미리 정해진 수보다 작으면, 미리 정해진 값을 갖는 움직임 벡터를 후보자로 상기 리스트에 추가한 후, 상기 AMVP 후보자 리스트 내의 움직임 벡터들 중에서, 현재 예측 유닛의 AMVP 인덱스에 대응하는 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 예측 움직임 벡터로 결정한다. 그리고, 차분 움직임 벡터 및 상기 예측 움직임 벡터를 이용하여 현재 예측 유닛이 움직임 벡터를 복원하고, 상기 참조 픽쳐 인덱스가 나타내는 참조 픽쳐 내에서 상기 복원된 움직임 벡터가 나타내는 위치에 대응하는 예측 블록을 생성한다. 따라서, 공간 및 시간 움직임 벡터 후보자를 이용함으로써 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 보다 잘 예측하여 부호화량을 줄이는 효과가 있다. 또한, AMVP 모드로 부호화된 움직임 정보를 매우 효과적으로 복호하여, 신속하고 정확한 예측 블록을 생성할 수 있는 효과가 있다.

Description

ＡＭＶＰ 모드에서의 예측 블록 생성 방법
본 발명은 AMVP 모드로 부호화된 영상의 예측 블록을 생성하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 AMVP 모드로 부호화된 움직임 정보를 복호화하고, 이를 기초로 예측 블록을 생성하는 방법에 관한 것이다.
영상의 품질을 유지하면서 동영상 신호를 효과적으로 압축하기 위한 많은 기술들이 제안되어 왔다. 특히, 현재 블록과 유사한 블록을 이전 화면에서 추출하여 그 차이값을 부호화하는 방식인 인터 예측 부호화 방식은 영상을 압축하는데 있어 가장 효과적인 방법 중의 하나이다.
그러나, 상기 인터 예측 부호화 방식의 경우에는 잔차 블록을 부호화하여 보내는 대신에 각 블록들에 대응하는 움직임 정보를 별도로 전송해야 한다. 따라서, 움직임 정보를 효과적으로 부호화하여 데이터량을 줄이는 것이 또 하나의 영상 압축 방안 중의 하나이다.
움직임 추정 부호화에서는 소정의 평가 함수를 이용하여 현재 블록과 가장 유사한 블록을 참조 픽처의 정해진 검색 범위에서 검색한다. 유사한 블록이 검색되면, 현재 블록과 참조 픽처 내의 유사한 블록 사이의 레지듀(residue)만 전송함으로써 데이터의 압축률을 높인다.
이 때, 움직임 추정 부호화된 현재 블록을 복호화하기 위해서는 현재 블록과 참조 픽처 내의 유사한 블록 사이의 위치 차이를 나타내는 움직임 벡터에 대한 정보가 필요하다. 따라서, 부호화시에 움직임 벡터에 대한 정보를 부호화하여 비트스트림에 삽입하게 되는데, 움직임 벡터에 대한 정보를 그대로 부호화하여 삽입하면, 오버헤드(overhead)가 증가하게 되어 영상 데이터의 압축률이 낮아진다.
따라서, 인터 예측 부호화 방법에서는 현재 블록의 움직임 벡터를 주변 블록들을 이용하여 예측하고, 예측의 결과로 생성된 예측 움직임 벡터와 원본 움직임 벡터와의 차분값만을 부호화하여 전송함으로써 움직임 벡터에 대한 정보도 압축한다.
H.264에서는 현재 블록의 움직임 벡터의 예측값인 예측 움직임 벡터는 예측 움직임 벡터=중앙값(mvA, mvB, mvC)에 의해 결정된다. 인접한 블록들은 유사성을 가지기 쉽기 때문에 현재 블록의 움직임 벡터를 주변 블록들의 움직임 벡터들의 중앙값으로 결정한다.
그러나, 인접 블록들의 움직임 벡터들 중 하나 이상이 현재 블록의 움직임 벡터와 상이한 경우, 상기 중앙값이 현재 블록의 움직임 벡터를 효과적으로 예측하지 못하는 점이 발생한다.
또한, 예측 블록의 크기가 커지고 다양해지고, 참조할 픽쳐의 수도 다양해지면서, 잔차 블록의 데이터량은 줄어드는 반면에, 전송해야 할 움직임 정보량(움직임 벡터 및 참조 픽쳐 인덱스)은 점점 더 증가하게 된다.
따라서, 전송해야 할 움직임 정보량을 더욱 효과적으로 줄일 수 있는 기법이 필요하다. 또한, 상기 방법에 따라 부호화된 움직임 정보를 효율적으로 복원하기 위한 방식이 요구된다.
본 발명은 AMVP 모드로 부호화된 움직임 정보를 효과적으로 복원하여 예측 블록을 생성하는 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 AMVP 모드에서의 예측 블록 생성 방법은 현재 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스 및 차분 움직임 벡터를 복원하는 단계, 현재 예측 유닛의 유효한 공간 AMVP 후보자들을 검색하는 단계, 현재 예측 유닛의 유효한 시간 AMVP 후보자를 검색하는 단계, 상기 유효한 공간 및 시간 AMVP 후보자를 이용하여 AMVP 후보자 리스트를 구축하는 단계, 상기 유효한 AMVP 후보자의 수가 미리 정해진 수보다 작으면, 미리 정해진 값을 갖는 움직임 벡터를 후보자로 상기 리스트에 추가하는 단계, 상기 AMVP 후보자 리스트 내의 움직임 벡터들 중에서, 현재 예측 유닛의 AMVP 인덱스에 대응하는 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 예측 움직임 벡터로 결정하는 단계, 상기 차분 움직임 벡터 및 상기 예측 움직임 벡터를 이용하여 현재 예측 유닛이 움직임 벡터를 복원하는 단계, 및 상기 참조 픽쳐 인덱스가 나타내는 참조 픽쳐 내에서 상기 복원된 움직임 벡터가 나타내는 위치에 대응하는 예측 블록을 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 AMVP 모드에서의 예측 블록 생성 방법은 현재 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스 및 차분 움직임 벡터를 복원하고, 현재 예측 유닛의 유효한 공간 및 시간 AMVP 후보자들을 이용하여 AMVP 후보자 리스트를 구축하고, 상기 유효한 AMVP 후보자의 수가 미리 정해진 수보다 작으면, 미리 정해진 값을 갖는 움직임 벡터를 후보자로 상기 리스트에 추가한 후, 상기 AMVP 후보자 리스트 내의 움직임 벡터들 중에서, 현재 예측 유닛의 AMVP 인덱스에 대응하는 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 예측 움직임 벡터로 결정한다. 그리고, 상기 차분 움직임 벡터 및 상기 예측 움직임 벡터를 이용하여 현재 예측 유닛이 움직임 벡터를 복원하고, 상기 참조 픽쳐 인덱스가 나타내는 참조 픽쳐 내에서 상기 복원된 움직임 벡터가 나타내는 위치에 대응하는 예측 블록을 생성한다.
따라서, 공간 및 시간 움직임 벡터 후보자를 이용함으로써 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 보다 잘 예측하여 부호화량을 줄이는 효과가 있다. 또한, AMVP 모드로 부호화된 움직임 정보를 매우 효과적으로 복호하여, 신속하고 정확한 예측 블록을 생성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인터 예측 부호화 과정을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 머지 부호화 과정을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 머지 후보자의 위치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 머지 후보자의 위치를 나태는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 AMVP 부호화 과정을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 인터 예측 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 머지 모드 움직임 벡터 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 머지 모드 움직임 벡터 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 AMVP 모드 움직임 벡터 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 AMVP 모드 움직임 벡터 복호화 과정을 나타내는 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 동영상 부호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 변환부(120), 양자화부(130), 스캐닝부(131), 엔트로피 부호화부(140), 인트라 예측부(150), 인터 예측부(160), 역양자화부(135), 역변환부(125), 후처리부(170), 픽쳐 저장부(180), 감산부(190) 및 가산부(195)를 포함한다.
픽쳐 분할부(110)는 입력되는 비디오 신호를 분석하여 픽쳐를 가장 큰 코딩 유닛(LCU:Largest Coding Unit)마다 소정 크기의 코딩 유닛으로 분할하여 예측 모드를 결정하고, 상기 코딩 유닛별로 예측 유닛의 크기를 결정한다. 그리고, 픽쳐 분할부(110)는 부호화할 예측 유닛을 예측 모드(또는 예측 방법)에 따라 인트라 예측부(150) 또는 인터 예측부(160)로 보낸다. 또한, 픽쳐 분할부(110)는 부호화할 예측 유닛을 감산부(190)로 보낸다.
변환부(120)는 입력된 예측 유닛의 원본 블록과 인트라 예측부(150) 또는 인터 예측부(160)에서 생성된 예측 블록의 잔차신호인 잔차 블록을 변환한다. 상기 잔차 블록은 코딩 유닛 또는 예측 유닛으로 구성된다. 코딩 유닛 또는 예측 유닛으로 구성된 잔차 블록은 최적의 변환 단위로 분할되어 변환된다. 예측 모드(intra or inter)에 따라 서로 다른 변환 매트릭스가 결정될 수 있다. 또한, 인트라 예측의 잔차 신호는 인트라 예측 모드에 따라 방향성을 가지므로 인트라 예측 모드에 따라 적응적으로 변환 매트릭스가 결정될 수 있다. 변환 단위는 2개(수평, 수직)의 1차원 변환 매트릭스에 의해 변환될 수 있다. 예를 들어, 인터 예측의 경우에는 미리 결정된 1개의 변환 매트릭스가 결정된다. 반면에, 인트라 예측의 경우, 인트라 예측 모드가 수평인 경우에는 잔차 블록이 수직방향으로의 방향성을 가질 확률이 높아지므로, 수직방향으로는 DCT 기반의 정수 매트릭스를 적용하고, 수평방향으로는 DST 기반 또는 KLT 기반의 정수 매트릭스를 적용한다. 인트라 예측 모드가 수직인 경우에는 수직방향으로는 DST 기반 또는 KLT 기반의 정수 매트릭스를, 수평 방향으로는 DCT 기반의 정수 매트릭스를 적용한다. DC 모드의 경우에는 양방향 모두 DCT 기반 정수 매트릭스를 적용한다. 또한, 인트라 예측의 경우, 변환 단위의 크기에 의존하여 변환 매트릭스가 적응적으로 결정될 수도 있다.
양자화부(130)는 상기 변환 매트릭스에 의해 변환된 잔차 블록의 계수들을 양자화하기 위한 양자화 스텝 사이즈를 결정한다. 양자화 스텝 사이즈는 미리 정해진 크기 이상의 부호화 단위(이하, 양자화 유닛이라 함)별로 결정된다. 상기 미리 정해진 크기는 8x8 또는 16x16일 수 있다. 그리고, 결정된 양자화 스텝 사이즈 및 예측 모드에 따라 결정되는 양자화 매트릭스를 이용하여 상기 변환 블록의 계수들을 양자화한다. 양자화부(130)는 현재 양자화 유닛의 양자화 스텝 사이즈 예측자로서 현재 양자화 유닛에 인접한 양자화 유닛의 양자화 스텝 사이즈를 이용한다.
양자화부(130)는 현재 양자화 유닛의 좌측 양자화 유닛, 상측 양자화 유닛, 좌상측 양자화 유닛 순서로 검색하여 1개 또는 2개의 유효한 양자화 스텝 사이즈를 이용하여 현재 양자화 유닛의 양자화 스텝 사이즈 예측자를 생성할 수 있다. 예를 들어, 상기 순서로 검색된 유효한 첫번째 양자화 스텝 사이즈를 양자화 스텝 사이즈 예측자로 결정할 수 있다. 또한, 상기 순서로 검색된 유효한 2개의 양자화 스텝 사이즈의 평균값을 양자화 스텝 사이즈 예측자로 결정할 수도 있고, 1개만이 유효한 경우에는 이를 양자화 스텝 사이즈 예측자로 결정할 수 있다. 상기 양자화 스텝 사이즈 예측자가 결정되면, 현재 부호화 단위의 양자화 스텝 사이즈와 상기 양자화 스텝 사이즈 예측자 사이의 차분값을 엔트로피 부호화부(140)로 전송한다.
한편, 현재 코딩 유닛의 좌측 코딩 유닛, 상측 코딩 유닛, 좌상측 코딩 유닛 모두가 존재하지 않을 가능성이 있다. 반면에 최대 코딩 유닛 내의 부호화 순서 상으로 이전에 존재하는 코딩 유닛이 존재할 수 있다. 따라서, 현재 코딩 유닛에 인접한 양자화 유닛들과 상기 최대 코딩 유닛 내에서는 부호화 순서상 바로 이전의 양자화 유닛의 양자화 스텝 사이즈가 후보자가 될 수 있다. 이 경우, 1) 현재 코딩 유닛의 좌측 양자화 유닛, 2) 현재 코딩 유닛의 상측 양자화 유닛, 3) 현재 코딩 유닛의 좌상측 양자화 유닛, 4) 부호화 순서상 바로 이전의 양자화 유닛 순서로 우선순위를 둘 수 있다. 상기 순서는 바뀔 수 있고, 상기 좌상측 양자화 유닛은 생략될 수도 있다.
상기 양자화된 변환 블록은 역양자화부(135)와 스캐닝부(131)로 제공된다.
스캐닝부(131)는 양자화된 변환 블록의 계수들을 스캐닝하여 1차원의 양자화 계수들로 변환한다. 양자화 후의 변환 블록의 계수 분포가 인트라 예측 모드에 의존적일 수 있으므로, 스캐닝 방식은 인트라 예측 모드에 따라 결정된다. 또한, 계수 스캐닝 방식은 변환 단위의 크기에 따라 달리 결정될 수도 있다. 상기 스캔 패턴은 방향성 인트라 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 양자화 계수들의 스캔순서는 역방향으로 스캔한다.
상기 양자화된 계수들이 복수개의 서브셋으로 분할된 경우에는 각각의 서브셋 내의 양자화 계수들에 동일한 스캔패턴을 적용한다. 서브셋 간의 스캔패턴은 지그재그 스캔 또는 대각선 스캔을 적용한다. 스캔 패턴은 DC를 포함하는 메인 서브셋으로부터 순방향으로 잔여 서브셋들로 스캔하는 것이 바람직하나, 그 역방향도 가능하다. 또한, 서브셋 내의 양자화된 계수들의 스캔패턴과 동일하게 서브셋 간의 스캔패턴을 설정할 수도 있다. 이 경우, 서브셋 간의 스캔패턴이 인트라 예측 모드에 따라 결정된다. 한편, 부호기는 상기 변환 유닛내의 0이 아닌 마지막 양자화 계수의 위치를 나타낼 수 있는 정보를 복호기로 전송한다. 각 서브셋 내의 0이 아닌 마지막 양자화 계수의 위치를 나타낼 수 있는 정보도 복호기로 전송할 수 있다.
역양자화(135)는 상기 양자화된 양자화 계수를 역양자화한다. 역변환부(125)는 역양자화된 변환 계수를 공간 영역의 잔차 블록으로 복원한다. 가산기는 상기 역변환부에 의해 복원된 잔차블록과 인트라 예측부(150) 또는 인터 예측부(160)로부터의 수신된 예측 블록을 합쳐서 복원 블록을 생성한다.
후처리부(170)는 복원된 픽쳐에 발생하는 블록킹 효과의 제거하기 위한 디블록킹 필터링 과정, 화소 단위로 원본 영상과의 차이값을 보완하기 위한 적응적 오프셋 적용 과정 및 코딩 유닛으로 원본 영상과의 차이값을 보완하기 위한 적응적 루프 필터링 과정을 수행한다.
디블록킹 필터링 과정은 미리 정해진 크기 이상의 크기를 갖는 예측 유닛 및 변환 단위의 경계에 적용하는 것이 바람직하다. 상기 크기는 8x8일 수 있다. 상기 디블록킹 필터링 과정은 필터링할 경계(boundary)를 결정하는 단계, 상기 경계에 적용할 경계 필터링 강도(bounary filtering strength)를 결정하는 단계, 디블록킹 필터의 적용 여부를 결정하는 단계, 상기 디블록킹 필터를 적용할 것으로 결정된 경우, 상기 경계에 적용할 필터를 선택하는 단계를 포함한다.
상기 디블록킹 필터의 적용 여부는 i) 상기 경계 필터링 강도가 0보다 큰지 여부 및 ii) 상기 필터링할 경계에 인접한 2개의 블록(P 블록, Q블록) 경계 부분에서의 화소값들이 변화 정도를 나타내는 값이 양자화 파라미터에 의해 결정되는 제1 기준값보다 작은지 여부에 의해 결정된다.
상기 필터는 적어도 2개 이상인 것이 바람직하다. 블록 경계에 위치한 2개의 화소들간의 차이값의 절대값이 제2 기준값보다 크거나 같은 경우에는 상대적으로 약한 필터링을 수행하는 필터를 선택한다. 상기 제2 기준값은 상기 양자화 파라미터 및 상기 경계 필터링 강도에 의해 결정된다.
적응적 오프셋 적용 과정은 디블록킹 필터가 적용된 영상내의 화소와 원본 화소간의 차이값(distortion)을 감소시키기 위한 것이다. 픽쳐 또는 슬라이스 단위로 상기 적응적 오프셋 적용 과정을 수행할지 여부를 결정할 수 있다. 픽쳐 또는 슬라이스는 복수개의 오프셋 영역들로 분할될 수 있고, 각 오프셋 영역별로 오프셋 타입이 결정될 수 있다. 오프셋 타입은 미리 정해진 개수(예를 들어, 4개)의 에지 오프셋 타입과 2개의 밴드 오프셋 타입을 포함할 수 있다. 오프셋 타입이 에지 오프셋 타입일 경우에는 각 화소가 속하는 에지 타입을 결정하여, 이에 대응하는 오프셋을 적용한다. 상기 에지 타입은 현재 화소와 인접하는 2개의 화소값의 분포를 기준으로 결정한다.
적응적 루프 필터링 과정은 디블록킹 필터링 과정 또는 적응적 오프셋 적용 과정을 거친 복원된 영상과 원본 영상을 비교한 값을 기초로 필터링을 수행할 수 있다. 적응적 루프 필터링은 상기 결정된 ALF는 4x4 크기 또는 8x8 크기의 블록에 포함된 화소 전체에 적용될 수 있다. 적응적 루프 필터의 적용 여부는 코딩 유닛별로 결정될 수 있다. 각 코딩 유닛에 따라 적용될 루프 필터의 크기 및 계수는 달라질 수 있다. 코딩 유닛별 상기 적응적 루프 필터의 적용 여부를 나타내는 정보는 각 슬라이스 헤더에 포함될 수 있다. 색차 신호의 경우에는, 픽쳐 단위로 적응적 루프 필터의 적용 여부를 결정할 수 있다. 루프 필터의 형태도 휘도와 달리 직사각형 형태를 가질 수 있다.
적응적 루프 필터링은 슬라이스별로 적용 여부를 결정할 수 있다. 따라서, 현재 슬라이스에 적응적 루프 필터링이 적용되는지 여부를 나타내는 정보는 슬라이스 헤더 또는 픽쳐 헤더에 포함된다. 현재 슬라이스에 적응적 루프 필터링이 적용됨을 나타내면, 슬라이스 헤더 또는 픽쳐 헤더는 추가적으로 적응적 루프 필터링 과정에 사용되는 휘도 성분의 수평 및/또는 수직 방향의 필터 길이를 나타내는 정보를 포함한다.
슬라이스 헤더 또는 픽쳐 헤더는 필터 세트의 수를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 이때 필터 세트의 수가 2 이상이면, 필터 계수들이 예측 방법을 사용하여 부호화될 수 있다. 따라서, 슬라이스 헤더 또는 픽쳐 헤더는 필터 계수들이 예측 방법으로 부호화되는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있으며, 예측 방법이 사용되는 경우에는 예측된 필터 계수를 포함한다.
한편, 휘도 뿐만 아니라, 색차 성분들도 적응적으로 필터링될 수 있다. 따라서, 색차 성분 각각이 필터링되는지 여부를 나타내는 정보를 슬라이스 헤더 또는 픽쳐 헤더가 포함할 수 있다. 이 경우, 비트수를 줄이기 위해 Cr과 Cb에 대한 필터링 여부를 나타내는 정보를 조인트 코딩(즉, 다중화 코딩)할 수 있다. 이때, 색차 성분들의 경우에는 복잡도 감소를 위해 Cr과 Cb를 모두 필터링하지 않는 경우가 가장 빈번할 가능성이 높으므로, Cr과 Cb를 모두 필터링하지 않는 경우에 가장 작은 인덱스를 할당하여 엔트로피 부호화를 수행한다. 그리고, Cr 및 Cb를 모두 필터링하는 경우에 가장 큰 인덱스를 할당하여 엔트로피 부호화를 수행한다.
픽쳐 저장부(180)는 후처리된 영상 데이터를 후처리부(160)로부터 입력받아 픽쳐(picture) 단위로 영상을 복원하여 저장한다. 픽쳐는 프레임 단위의 영상이거나 필드 단위의 영상일 수 있다. 픽쳐 저장부(180)는 다수의 픽쳐를 저장할 수 있는 버퍼(도시되지 않음)를 구비한다.
인터 예측부(160)는 상기 픽쳐 저장부(180)에 저장된 적어도 하나 이상의 참조 픽쳐를 이용하여 움직임 추정을 수행하고, 참조 픽쳐를 나타내는 참조 픽쳐 인덱스 및 움직임 벡터를 결정한다. 그리고, 결정된 참조 픽쳐 인덱스 및 움직임 벡터에 따라, 픽쳐 저장부(180)에 저장된 다수의 참조 픽쳐들 중 움직임 추정에 이용된 참조 픽쳐로부터, 부호화하고자 하는 예측 유닛에 대응하는 예측 블록을 추출하여 출력한다.
인트라 예측부(150)는 현재 예측 유닛이 포함되는 픽처 내부의 재구성된 화소값을 이용하여 인트라 예측 부호화를 수행한다. 인트라 예측부(150)는 예측 부호화할 현재 예측 유닛을 입력받아 현재 블록의 크기에 따라 미리 설정된 개수의 인트라 예측 모드 중에 하나를 선택하여 인트라 예측을 수행한다. 인트라 예측부는 인트라 예측 블록을 생성하기 위해 참조 화소를 적응적으로 필터링한다. 참조 화소가 이용 가능하지 않은 경우에는 이용 가능한 참조 화소들을 이용하여 참조 화소들을 생성할 수 있다.
엔트로피 부호화부(140)는 양자화부(130)에 의해 양자화된 양자화 계수, 인트라 예측부(140)로부터 수신된 인트라 예측 정보, 인터 예측부(150)로부터 수신된 움직임 정보 등을 엔트로피 부호화한다.
도 2는 본 발명에 따른 인터 예측 부호화 과정을 나타내는 블록도이다.
인터 예측 부호화 과정은 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 결정하는 단계, 예측 블록을 생성하는 단계, 잔차 블록을 생성하는 단계, 잔차 블록을 부호화하는 단계 및 움직임 정보를 부호화하는 단계를 포함한다. 이하에서는 예측 유닛을 블록으로 명명하여 설명한다.
(1) 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 결정하는 단계(S110)
현재 예측 유닛의 움직임 정보는 현재 예측 유닛이 참조해야 할 참조픽쳐 인덱스와 움직임 벡터를 포함한다.
따라서, 현재 예측 유닛의 예측 블록을 결정하기 위해, 적어도 하나 이상의 복원된 참조 픽쳐들 중 하나를 현재 예측 유닛의 참조 픽쳐로 결정하고, 상기 참조 픽쳐 내의 상기 예측 블록의 위치를 나타내는 움직임 정보를 결정한다.
현재 블록의 참조픽쳐 인덱스는 현재 블록의 인터 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 현재 블록이 단방향 예측 모드인 경우에는 리스트 0(L0)에 속하는 참조 픽쳐들 중의 어느 하나를 나타내는 인덱스이다. 반면에, 현재 블록이 양방향 예측 모드인 경우에는 리스트 0(L0)에 속하는 참조 픽쳐를 나타내는 인덱스 및 리스트 1(L1)의 참조 픽쳐들 중 어느 하나를 나타내는 인덱스를 포함할 수 있다. 또한, 현재 블록이 양방향 예측 모드인 경우에는 리스트 0과 리스트 1을 결합하여 생성된 복합 리스트(LC)의 참조 픽쳐들 중의 1개 또는 2개의 픽쳐를 나타내는 인덱스를 포함할 수 있다.
움직임 벡터는 각각의 참조픽쳐 인덱스가 나타내는 픽쳐내의 예측 블록의 위치를 나타낸다. 움직임 벡터는 정수단위일수도 있으나, 1/8 또는 1/16 화소의 해상도를 가질 수 있다. 움직임 벡터가 정수단위가 아닐 경우에는 예측 블록은 정수 단위의 화소들로부터 생성된다.
(2) 예측 블록을 생성하는 단계(S120)
움직임 벡터가 정수 단위일 경우에는, 참조픽쳐 인덱스가 나타내는 픽쳐 내의 움직임 벡터가 나타내는 위치의 대응 블록을 복사하여 현재 예측 유닛의 예측 블록을 생성한다.
그러나, 움직임 벡터가 정수 단위가 아닐 경우에는, 참조픽쳐 인덱스가 나타내는 픽쳐내의 정수 단위 화소들로부터 예측 블록의 화소들을 생성한다. 이 경우, 휘도 화소의 경우에는 8탭의 보간 필터를 사용하여 예측 화소를 생성할 수 있다. 색차 화소의 경우에는 4탭 보간 필터를 사용하여 예측 화소를 생성할 수 있다.
(3) 잔차 블록을 생성하는 단계(S130) 및 잔차 블록을 부호화하는 단계(S140)
현재 예측 유닛의 예측 블록들이 생성되면, 현재 예측 유닛과 예측 블록의 차이값을 이용하여 잔차 블록을 생성한다. 잔차 블록의 크기는 현재 예측 유닛의 크기와 다를 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 유닛이 2Nx2N인 경우에는 현재 예측 유닛과 잔차 블록의 크기가 동일하다. 그러나, 현재 예측 유닛이 2NxN 또는 Nx2N인 경우에는, 잔차 블록은 2Nx2N일 수 있다. 즉, 현재 예측 유닛이 2NxN인 경우에는 잔차 블록은 2개의 2NxN 잔차 블록을 결합하여 구성될 수 있다. 이 경우, 2NxN의 예측 블록 2개의 경계부분의 불연속성을 해소하기 위해 경계 부분의 픽셀들을 오버랩 스무딩하여 형성된 2Nx2N 예측 블록을 생성한 후, 2Nx2N의 원본 블록(2개의 현재 블록으로 구성)과의 차이값을 잔차 블록으로 생성할 수도 있다.
잔차 블록이 생성되면, 잔차 블록은 변환 부호화 크기 단위의 블록으로 부호화된다. 즉, 변환 부호화 크기 단위로 변환 부호화, 양자화 및 엔트로피 부호화된다. 이때, 변환 부호화의 크기는 잔차 블록의 크기에 따라 쿼드트리 방식으로 결정될 수 있다. 즉, 변환 부호화는 정수기반 DCT를 사용한다.
변환 부호화된 블록은 양자화 매트릭스를 이용하여 양자화된다. 양자화된 블록은 CABAC 또는 CAVLC로 엔트로피 부호화된다.
(4) 움직임 정보를 부호화하는 단계(S150)
현재 예측 유닛의 움직임 정보는 현재 예측 유닛에 인접한 예측 유닛들의 움직임 정보를 이용하여 부호화된다. 현재 예측 유닛의 움직임 정보는 머지 부호화 또는 AMVP 부호화 된다. 따라서, 먼저 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 머지 부호화할지 또는 AMVP 부호화할지를 결정하고, 결정된 방식에 따라 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 부호화한다.
먼저, 도 3을 참조하여 머지 부호화 방식에 대해 설명한다.
공간 머지 후보자와 시간 머지 후보자를 유도한다(S210, S220).
여기서는 편의상 공간 머지 후보자를 유도하고 시간 머지 후보자를 구하는 것으로 예시하였으나, 공간 머지 후보자와 시간 머지 후보자를 구하는 순서는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 반대의 순서로 구해도 되고, 병렬적으로도 구해도 된다.
1) 공간 머지 후보자
공간 머지 후보자 구성은 다음의 실시예들 중 어느 하나일 수 있다. 공간 머지 후보자 구성 정보는 복호기로 전송될 수 있다. 이 경우, 상기 구성정보는 다음의 실시예들 중 어느 하나를 나타낼 수도 있고, 아래 실시예들 중 어느 하나에서 머지 후보자의 수를 나타내는 정보일 수 있다.
(a) 제 1 실시예 (공간 머지 후보자 구성 1)
복수개의 공간 머지 후보자는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C) 및 현재 예측 유닛의 좌하측 예측 유닛(블록 D)이 될 수 있다. 이 경우, 유효한 예측 유닛이 모두 후보자가 되거나 A, B, C, D 순으로 스캔하여 유효한 2개가 후보자가 될 수도 있다. 현재 예측 유닛의 좌측에 복수개의 예측 유닛이 존재할 경우에는 유효한 가장 상측에 존재하는 예측 유닛 또는 가장 큰 면적을 갖는 유효한 예측 유닛이 좌측 예측 유닛으로 설정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 예측 유닛의 상측에 복수개의 예측 유닛이 존재할 경우에는 유효한 가장 좌측에 존재하는 예측 유닛 또는 가장 큰 면적을 갖는 예측 유닛이 상측 예측 유닛으로 설정될 수 있다.
(b) 제 2 실시예 (공간 머지 후보자 구성 2)
복수개의 공간 머지 후보자는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C), 현재 예측 유닛의 좌하측 예측 유닛(블록 D) 및 현재 예측 유닛의 좌상측 예측 유닛(블록 E) 순으로 스캔하여 유효한 2개가 후보자가 될 수 있다. 여기서 좌측 예측 유닛은 블록 D에 인접하지 않고 블록 E에 인접한 예측 유닛일 수 있다. 마찬가지로, 상측 예측 유닛은 블록 C에 인접하지 않고 블록 E에 인접한 예측 유닛일 수 있다.
(c) 제3 실시예 (공간 머지 후보자 구성 3)
복수개의 공간 머지 후보자는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 블록의 좌측 블록(블록 A), 현재 블록의 상측 블록(블록 B), 현재 블록의 우상측 블록(블록 C), 현재 블록의 좌하측 블록(블록 D) 및 현재 블록의 좌상측 블록(블록 E) 순으로 유효한 블록이 후보자가 될 수 있다. 이 경우, 블록 E는 블록 A, B, C, D 중 하나 이상이 유효하지 않은 경우에 사용될 수 있다.
(d) 제4 실시예 (공간 머지 후보자 구성 4)
복수개의 공간 머지 후보자는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 코너 예측 유닛(블록 C, D, E 중 하나)로 설정될 수 있다. 코너 예측 유닛은 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C), 현재 예측 유닛의 좌하측 예측 유닛(블록 D) 및 현재 예측 유닛의 좌상측 예측 유닛(블록 E) 순으로 스캔하여 유효한 첫번째 예측 유닛이다.
상술한 실시예들에서 공간 머지 후보자들 중 현재 예측 유닛의 상측에 존재하는 머지 후보자들의 움직임 정보는 현재 예측 유닛의 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 유닛이 LCU의 상측 경계에 접하는 경우에는, 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B, C 또는 E)의 움직임 정보는 자기 자신의 움직임 정보 또는 인접 예측 유닛의 움직임 정보일 수 있다. 현재 예측 유닛의 크기 및 위치에 따라, 상기 상측 예측 유닛의 움직임 정보가 자기 자신의 움직임 정보 또는 인접 예측 유닛의 움직임 정보(참조 픽쳐 인덱스 및 움직임 벡터) 중 하나로 결정될 수 있다.
2) 시간 머지 후보자
시간 머지 후보자의 참조 픽쳐 인덱스와 움직임 벡터는 별도의 과정을 통해 얻어진다. 시간 머지 후보자의 참조 픽쳐 인덱스는 현재 예측 유닛에 공간적으로 인접한 예측 유닛들 중 어느 하나의 참조 픽쳐 인덱스를 이용하여 구할 수 있다.
현재 예측 유닛의 시간 머지 후보자의 참조 인덱스들을 구하기 위해 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 상측 예측 유닛(블록 B), 우상측 예측 유닛(블록 C), 좌하측 예측 유닛(블록 D) 및 좌상측 예측 유닛(블록 E)의 참조 픽쳐 인덱스들 중 일부 또는 전부가 이용될 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 상측 예측 유닛(블록 B) 및 코너 예측 유닛(블록 C, D, E 중 어느 하나)들의 참조 픽쳐 인덱스가 이용될 수 있다. 또한, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 상측 예측 유닛(블록 B), 우상측 예측 유닛(블록 C), 좌하측 예측 유닛(블록 D) 및 좌상측 예측 유닛(블록 E)의 순으로 스캔하여 유효한 홀수개(예를 들어, 3개)의 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스가 이용될 수도 있다.
현재 예측 유닛의 시간 머지 후보자의 참조 인덱스들을 구하기 위해, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛, 상측 예측 유닛, 및 코너 예측 유닛들의 참조 픽쳐 인덱스가 이용되는 경우에 대해 설명한다.
현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스(이하, 좌측 참조 픽쳐 인덱스), 상측 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스(이하, 상측 참조 픽쳐 인덱스) 및 코너 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스(이하, 코너 참조 픽쳐 인덱스)를 구한다. 여기에서는 코너의 예측 유닛들(C, D, E) 중 하나만을 후보자로 설정하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 예측 유닛 C, D가 후보자로 설정되는 경우(후보자 4개), 예측 유닛 C, D, E가 모두 후보자로 설정되는 경우(후보자 5개)도 가능하다.
여기에서는 3개 또는 그 이상의 유효한 참조 픽쳐 인덱스들을 이용하는 것으로 설정하였지만, 유효한 모든 개수를 이용하거나, 미리 정해진 위치의 참조 픽쳐 인덱스만을 이용할 수도 있다. 또한, 유효한 참조 픽쳐 인덱스가 존재하지 않을 경우에는 참조 픽쳐 인덱스 0을 설정할 수도 있다.
복수개의 상기 참조 픽쳐 인덱스들을 이용하는 경우, 유효한 참조 픽쳐 인덱스들 중 가장 많은 빈도를 갖는 참조 픽쳐 인덱스가 시간 머지 후보자의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다. 유효한 후보자들 중 가장 많은 빈도를 갖는 참조 픽쳐 인덱스가 복수 개 존재할 경우에는 상기 복수개의 참조 픽쳐 인덱스 중 최소값을 갖는 참조 픽쳐 인덱스 또는 좌측 블록 또는 상측 블록의 참조 픽쳐 인덱스가 시간 머지 후보자의 참조 픽쳐 인덱스로 설정될 수 있다.
다음으로, 상기 시간 머지 후보자의 움직임 벡터를 구하는 과정을 설명한다.
먼저, 상기 시간 머지 후보자 블록이 속하는 픽쳐(이하, 시간 머지 후보자 픽쳐)를 결정한다. 시간 머지 후보자 픽쳐는 참조 픽쳐 인덱스가 0인 픽쳐로 설정될 수도 있다. 이 경우, 슬라이스 타입이 P인 경우에는 리스트 0(list0)의 첫번째 픽쳐(즉 인덱스가 0인 픽쳐)가 시간 머지 후보자 픽쳐로 설정된다. 슬라이스 타입이 B인 경우에는 슬라이스 헤더 내의 시간 머지 후보자 리스트를 나타내는 플래그가 나타내는 참조픽쳐 리스트의 첫번째 픽쳐가 시간 머지 후보자 픽쳐로 설정된다. 예를 들어, 상기 플래그가 1을 나타내면 list0로부터, 0을 나타내면 list1으로부터 시간 머지 후보자 픽쳐를 설정할 수 있다.
다음으로, 상기 시간 머지 후보자 픽쳐 내의 시간 머지 후보자 블록을 구한다. 상기 시간 머지 후보자 블록으로서, 상기 시간 머지 후보자 픽쳐 내의 현재 에측 유닛에 대응하는 복수개의 대응 블록 중 어느 하나가 선택될 수 있다. 이 경우, 복수개의 대응 블록들에 우선순위를 부여하고, 상기 우선순위에 기초하여 유효한 첫번째 대응 블록이 시간 머지 후보자 블록으로 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 시간 머지 후보자 픽쳐 내의 현재 예측 유닛에 대응하는 블록에 인접하는 좌하측 코너 블록(BR_C) 또는 상기 시간 머지 후보자 픽쳐 내의 현재 예측 유닛에 대응하는 블록 내의 좌하측 블록(BR)을 제1 후보자 블록으로 설정하고, 상기 시간 머지 후보자 픽쳐 내의 현재 예측 유닛에 대응하는 블록의 중앙 위치의 좌상측 픽셀을 포함하는 블록(C1) 또는 우하측 픽셀을 포함하는 블록(C2)을 제 2 후보자 블록으로 설정될 수 있다.
상기 제1 후보자 블록이 유효하면 상기 제1 후보자 블록을 시간 머지 후보자 블록으로 설정하고, 상기 제1 후보자 블록이 유효하지 않고 상기 제2 후보자 블록이 유효하면, 상기 제2 후보자 블록을 시간 머지 후보자 블록으로 설정할 수 있다. 또는 현재 예측 유닛의 위치에 따라 제1 후보자 블록을 사용하지 않고, 제2 후보자 블록만이 사용될 수도 있다. 상기 현재 예측 유닛의 위치는 슬라이스 또는 LCU 내에서의 위치일 수 있다.
상기 시간 머지 후보자 예측 블록이 결정되면, 상기 시간 머지 후보자 예측 블록의 움직임 벡터를 시간 머지 후보자 움직임 벡터로 설정한다.
한편, 현재 예측 유닛의 크기에 따라 상기 시간 머지 후보자를 적응적으로 off 시킬 수도 있다. 예를 들어, 4x4 블록이 경우에는 복잡도 감소를 위해 상기 시간 머지 후보자를 off 시킬 수 있다.
다음으로 머지 후보자 리스트를 구축한다(S230)
유효한 머지 후보자를 이용하여 정해진 순서에 따라 머지 후보자 리스트를 구축한다. 이 경우, 복수개의 머지 후보자가 동일 움직임 정보(동일 움직임 벡터 및 동일 참조픽쳐 인덱스)를 가지면, 후순위의 머지 후보자를 리스트에서 삭제한다.
예를 들어, 제1 실시예(공간 머지 후보자 구성 1)의 경우, 정해진 순서는 A, B, Col, C, D 순이다. 여기서, Col은 시간 머지 후보자를 의미한다.
제2 실시예(공간 머지 후보자 구성 2)의 경우, A, B, C, D, E 순으로 스캔하여 유효한 2개, Col 순으로 구성될 수 있다.
제3 실시예(공간 머지 후보자 구성 3)의 경우, 정해진 순서는 A, B, Col, C, D의 순이되, A, B, C, D 중 적어도 하나가 유효하지 않을 경우에 E가 추가될 수 있다. 이 경우, E는 후순위로 추가될 수 있다. 또한, (A와 D 중 하나), (C, B, E 중 하나), Col 순으로 리스트가 구성될 수도 있다.
제4 실시예(공간 머지 후보자 구성 4)의 경우, 정해진 순서는 A, B, Col, Corner 순이거나, A, B, Corner, Col 순일 수 있다.
머지 후보자 수는 슬라이스 단위 또는 LCU 단위로 결정될 수 있다. 이 경우, 상술된 실시예들에서 정해진 순서로 머지 후보자 리스트를 구축한다.
다음으로, 머지 후보자 생성이 필요한지 여부를 판단한다(S240). 머지 후보자 수가 고정된 값으로 설정되는 경우에는, 유효한 머지 후보자 수가 고정된 머지 후보자 수보다 작으면 머지 후보자를 생성한다(S250). 그리고, 생성된 머지 후보자를 머지 후보자 리스트에 추가한다. 이 경우, 생성된 머지 후보자는 리스트 내의 가장 후순위의 머지 후보자 다음 위치에 추가한다. 복수개의 머지 후보자가 추가될 경우에는 미리 정해진 순서에 따라 추가한다.
상기 머지 추가되는 머지 후보자는 움직임 벡터가 0이고 참조픽쳐 인덱스가 0인 값이 후보자(제1 추가 머지 후보자) 일 수 있다. 또한, 유효한 머지 후보자들의 움직임 정보를 결합하여 생성된 후보자(제2 추가 머지 후보자)일 수도 있다. 예를 들어, 시간 머지 후보자의 움직임 정보(참조 픽쳐 인덱스)와 유효한 공간 후보자의 움직임 정보(움직임 벡터)를 결합하여 생성된 후보자를 추가할 수 있다. 상기 추가되는 머지 후보자는 제1 추가 머지 후보자, 제2 추가 머지 후보자 순서로 추가되거나 그 역순으로 추가될 수 있다.
그러나, 머지 후보자 수가 가변이고, 유효한 머지 후보자 만을 이용하는 경우에는 상기 단계들(S240, S250)은 생략 가능하다.
다음으로, 구축된 머지 후보자 리스트에서 하나의 머지 후보자를 현재 예측 유닛의 머지 예측자로 결정한다(S260)
다음으로, 상기 머지 예측자의 인덱스(즉, 머지 인덱스)를 부호화한다(S270). 머지 후보자 수가 한 개일 경우에는 머지 인덱스를 생략한다. 그러나, 머지 후보자 수가 두개 이상일 경우에는 머지 인덱스를 부호화한다.
머지 인덱스는 고정길이 부호화 또는 CAVLC가 사용될 수 있다. CAVLC가 사용될 경우, 모드워드 매핑을 위한 머지 인덱스는 블록의 형태(PU shape) 및 블록의 인덱스(PU index)에 따라 조정될 수 있다.
머지 후보자 수는 가변일 수 있다. 이 경우, 유효한 머지 후보자 수에 따라 결정되는 테이블을 이용하여 상기 머지 인덱스에 대응하는 코드워드를 선택한다.
머지 후보자 수는 고정될 수 있다. 이 경우에는 머지 후보자 수에 대응하는 하나의 테이블을 이용하여 상기 머지 인덱스에 대응하는 코드워드를 선택한다.
도 6을 참조하여 AMVP 부호화 방식에 대해 설명한다.
공간 AMVP 후보자와 시간 AMVP 후보자를 유도한다(S310, S320).
1) 공간 AMVP 후보자
(a) 공간 AMVP 후보자 구성 1
*공간 AMVP 후보자는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A)과 좌하측 예측 유닛(블록 D)들 중 하나(좌측 후보자), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C), 및 현재 예측 유닛의 좌상측 예측 유닛(블록 E)들 중 하나(상측 후보자)로 구성될 수 있다. 이때 미리 정해진 순서로 스캔하여 유효한 첫번째 예측 유닛의 움직임 벡터가 좌측 또는 상측 후보자로 선택된다. 미리 정해진 순서는 좌측 예측 유닛의 경우에는 블록 A, 블록 D순 또는 그 역순으로, 상측 예측 유닛의 경우에는 블록 B, 블록 C, 블록 E 순 또는 블록 C, 블록 B, 블록 E순일 수 있다.
(b) 공간 AMVP 후보자 구성 2
공간 AMVP 후보자는, 도 4에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C), 및 현재 예측 유닛의 좌하측 블록(블록 D) 순으로 스캔하여 유효한 2개의 예측 유닛으로 구성될 수 있다. 이 경우, 유효한 예측 유닛이 모두 후보자가 되거나 A, B, C, D 순으로 스캔하여 유효한 2개의 예측 유닛이 후보자가 될 수도 있다. 현재 예측 유닛의 좌측에 복수개의 예측 유닛이 존재할 경우에는 유효한 가장 상측에 존재하는 예측 유닛 또는 가장 큰 면적을 갖는 유효한 예측 유닛이 좌측 예측 유닛으로 설정될 수 있다. 마찬가지로, 현재 예측 유닛의 상측에 복수개의 예측 유닛이 존재할 경우에는 유효한 가장 좌측에 존재하는 예측 유닛 또는 가장 큰 면적을 갖는 예측 유닛이 상측 예측 유닛으로 설정될 수 있다.
(c) 공간 AMVP 후보자 구성 3
공간 AMVP 후보자는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C), 현재 예측 유닛의 좌하측 예측 유닛(블록 D), 현재 예측 유닛의 좌상측 예측 유닛(블록 E)들 순으로 스캔하여 유효한 2개의 예측 유닛으로 구성될 수 있다. 여기서 좌측 예측 유닛은 블록 D에 인접하지 않고 블록 E에 인접한 예측 유닛일 수 있다. 마찬가지로, 상측 예측 유닛은 블록 C에 인접하지 않고 블록 E에 인접한 예측 유닛일 수 있다.
(d) 공간 AMVP 후보자 구성 4
공간 AMVP 후보자는, 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C), 현재 예측 유닛의 좌하측 예측 유닛(블록 D) 및 현재 예측 유닛의 좌상측 예측 유닛(블록 E) 중 4개로 구성될 수 있다. 이 경우, 블록 E는 블록 A, B, C, D 중 어느 하나가 유효하지 않은 경우에 사용될 수 있다.
(e) 공간 AMVP 후보자 구성 5
공간 AMVP후보자는 도 5에 도시된 바와 같이, 현재 예측 유닛의 좌측 예측 유닛(블록 A), 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B), 현재 예측 유닛의 코너 예측 유닛(블록 C, D, E 중 하나)로 설정될 수 있다. 코너 예측 유닛은 현재 예측 유닛의 우상측 예측 유닛(블록 C), 좌하측 예측 유닛(블록 D) 및 좌상측 예측 유닛(블록 E) 순으로 스캔하여 유효한 첫번째 예측 유닛일 수 있다.
상술한 실시예들에서 공간 AMVP 후보자들 중 현재 예측 유닛의 상측에 존재하는 AMVP 후보자들의 움직임 정보는 현재 예측 유닛의 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 유닛이 LCU의 상측 경계에 접하는 경우에는, 현재 예측 유닛의 상측 예측 유닛(블록 B, C 또는 E)의 움직임 벡터는 자기 자신의 움직임 벡터 또는 인접 예측 유닛의 움직임 벡터일 수 있다. 현재 예측 유닛의 크기 및 위치에 따라, 상기 상측 예측 유닛의 움직임 벡터가 자기 자신의 움직임 벡터 또는 인접 예측 유닛의 움직임 벡터로 결정될 수 있다.
2) 시간 AMVP 후보자
시간 AMVP 후보자는 움직임 정보만을 필요로 하므로, 머지 후보자와 달이 참조픽쳐 인덱스를 구할 필요가 없다. 시간 AVMP 후보자의 움직임 벡터를 구하는 과정을 설명한다.
먼저, 상기 시간 AVMP 후보자 블록이 속하는 픽쳐(이하, 시간 AVMP 후보자 픽쳐)를 결정한다. 시간 AVMP 후보자 픽쳐는 참조 픽쳐 인덱스가 0인 픽쳐로 설정될 수 있다. 이 경우, 슬라이스 타입이 P인 경우에는 리스트 0(list0)의 첫번째 픽쳐(즉 인덱스가 0인 픽쳐)가 시간 AVMP 후보자 픽쳐로 설정된다. 슬라이스 타입이 B인 경우에는 슬라이스 헤더내의 시간 AVMP 후보자 리스트를 나타내는 플래그가 나타내는 리스트의 첫번째 픽쳐가 시간 머지 후보자 픽쳐로 설정된다.
다음으로, 상기 시간 AVMP 후보자 픽쳐 내의 시간 AVMP 후보자 블록을 구한다. 이 과정은 상술한 상기 시간 머지 후보자 블록을 구하는 과정과 동일하므로 생략한다.
한편, 현재 예측 유닛의 크기에 따라 상기 시간 AVMP 후보자를 적응적으로 off 시킬 수도 있다. 예를 들어, 현재 예측 유닛이 4x4이면, 복잡도 감소를 위해 상기 시간 AVMP 후보자를 off 시킬 수 있다.
*다음으로, AMVP 후보자 리스트를 구축한다(S330).
유효한 AVMP 후보자를 이용하여 정해진 순서에 따라 AVMP 후보자 리스트를 구축한다. 이 경우, 복수개의 AVMP 후보자가 동일 움직임 벡터를 가지면(참조픽쳐가 동일할 필요는 없음), 후순위의 AVMP 후보자를 리스트에서 삭제한다.
*공간 AMVP 후보자 구성 1의 경우, 정해진 순서는 A와 D 중 하나(A, D 순서 또는 D, A 순서), B, C, E 중 하나(B, C, E 순서 또는 C, B, E 순서), Col 순이거나, Col, A와 D 중 하나, B, C, E 중 하나의 순일 수 있다. 여기서 Col은 시간 AMVP 후보자를 나타낸다.
공간 AMVP 후보자 구성 2의 경우, 정해진 순서는 A, B, Col, C, D 순이거나, C, D, Col, A, B 순일 수 있다.
공간 AMVP 후보자 구성 3의 경우, 정해진 순서는 (A, B, C, D, E 순으로 유효한 2개), Col 순이거나, Col, (A, B, C, D, E 순으로 유효한 2개)의 순일 수 있다.
공간 AMVP 후보자 구성 4의 경우, 정해진 순서는 A, B, Col, C, D의 순이되, A, B, C, D 중 적어도 하나가 유효하지 않는 경우, E가 후순위로 추가될 수 있다. 또는 Col, (A, B, C, D, E 순으로 유효한 4개)의 순일 수 있다.
공간 AMVP 후보자 구성 5의 경우, 정해진 순서는 A, B, col, corner 순일 수 있다.
다음으로, AVMP 후보자 생성이 필요한지 여부를 판단한다(S340). 상기한 AVMP 후보자 구성에서 AVMP 후보자 수가 고정된 값으로 설정된 경우에는, 유효한 AVMP 후보자 수가 고정된 값보다 작으면 AVMP 후보자를 생성한다(S350). 고정된 수는 2 또는 3일 수 있다. 그리고, 상기 생성된 AMVP 후보자를 리스트 내의 가장 후순위의 AMVP 후보자 다음 위치에 추가한다. 상기 추가되는 후보자는 움직임 벡터가 0인 후보자가 추가될 수 있다.
*그러나, AMVP후보자 수가 가변이고, 유효한 AMVP후보자 만을 이용하는 경우에는 상기 단계들(S340, S350)은 생략 가능하다.
다음으로, 구축된 AMVP 후보자 리스트에서 현재 예측 유닛의 움직임 벡터 예측자를 결정한다(S360). 그리고, 상기 예측자를 나타내는 AMVP 인덱스를 생성한다.
다음으로, 현재 예측 유닛의 움직임 벡터와 상기 움직임 벡터 예측자 사이의 차분 움직임 벡터를 생성한다(S370)
다음으로, 현재 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스, 차분 움직임 벡터 및 AMVP 인덱스를 부호화한다(S380). 상기 AMVP 후보자가 한 개일 경우에는 AMVP 인덱스를 생략할 수도 있다.
AMVP 인덱스는 고정길이 부호화 또는 CAVLC가 사용될 수 있다. CAVLC가 사용될 경우, 코드워드 매핑을 위한 AMVP 인덱스는 블록의 형태(PU shape) 및 블록의 인덱스(PU index)에 따라 조정될 수 있다.
AMVP 후보자 수는 가변일 수 있다. 이 경우, 유효한 AMVP 후보자 수에 따라 결정되는 테이블을 이용하여 상기 AMVP 인덱스에 대응하는 코드워드를 선택한다.
한편, 상기 머지 후보자 블록과 AMVP 후보자 블록을 동일하게 설정할 수 있다. 상기한 머지 후보자 구성과 동일한 구성을 갖는 AMVP 후보자 구성의 경우가 이에 해당한다. 이 경우에는 부호화기의 복잡도를 감소시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 동영상 복호화 장치를 나타내는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 동영상 복호화 장치는, 엔트로피 복호부(210), 역양자화/역변환부(220), 가산기(270), 디블록킹 필터부(250), 픽쳐 저장부(260), 인트라 예측부(230), 움직임 보상 예측부(240) 및 인트라/인터전환 스위치(280)를 구비한다.
엔트로피 복호부(210)는, 동영상 부호화 장치로부터 전송되는 부호화 비트 스트림을 복호하여, 인트라 예측 모드 인덱스, 움직임 정보, 양자화 계수 시퀀스 등으로 분리한다. 엔트로피 복호부(210)는 복호된 움직임 정보를 움직임 보상 예측부(240)에 공급한다. 엔트로피 복호부(210)는 상기 인트라 예측 모드 인덱스를 상기 인트라 예측부(230), 역양자화/역변환부(220)로 공급한다. 또한, 상기 엔트로피 복호화(210)는 상기 역양자화 계수 시퀀스를 역양자화/역변환부(220)로 공급한다.
역양자화/역변환부(220)는 상기 양자화 계수 시퀀스를 2차원 배열의 역양자화 계수로 변환한다. 상기 변환을 위해 복수개의 스캐닝 패턴 중에 하나를 선택한다. 현재 블록의 예측모드(즉, 인트라 예측 및 인터 예측 중의 어느 하나)와 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 복수개의 스캐닝 패턴 중 하나를 선택한다. 상기 인트라 예측 모드는 인트라 예측부 또는 엔트로피 복호화부로부터 수신한다.
역양자화/역변환부(220)는 상기 2차원 배열의 역양자화 계수에 복수개의 양자화 매트릭스 중 선택된 양자화 매트릭스를 이용하여 양자화 계수를 복원한다. 복원하고자 하는 현재 블록의 크기에 따라 서로 다른 양자화 매트릭스가 적용되며, 동일 크기의 블록에 대해서도 상기 현재 블록의 예측 모드 및 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 양자화 매트릭스를 선택한다. 그리고, 상기 복원된 양자화 계수를 역변환하여 잔차 블록을 복원한다.
가산기(270)는 역양자화/역변환부(220)에 의해 복원된 잔차 블록과 인트라 예측부(230) 또는 움직임 보상 예측부(240)에 의해 생성되는 예측 블록을 가산함으로써, 영상 블록을 복원한다.
디블록킹 필터(250)는 가산기(270)에 의해 생성된 복원 영상에 디블록킹 필터 처리를 실행한다. 이에 따라, 양자화 과정에 따른 영상 손실에 기인하는 디블록킹 아티펙트를 줄일 수 있다.
픽쳐 저장부(260)는 디블록킹 필터(250)에 의해 디블록킹 필터 처리가 실행된 로컬 복호 영상을 유지하는 프레임 메모리이다.
인트라 예측부(230)는 엔트로피 복호화부(210)로부터 수신된 인트라 예측 모드 인덱스에 기초하여 현재 블록의 인트라 예측 모드를 복원한다. 그리고, 복원된 인트라 예측 모드에 따라 예측 블록을 생성한다.
움직임 보상 예측부(240)는 움직임 벡터 정보에 기초하여 픽쳐 저장부(240)에 저장된 픽쳐로부터 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성한다. 소수 정밀도의 움직임 보상이 적용될 경우에는 선택된 보간 필터를 적용하여 예측 블록을 생성한다.
인트라/인터 전환 스위치(280)는 부호화 모드에 기초하여 인트라 예측부(250)와 움직임 보상 예측부(260)의 어느 하나에서 생성된 예측 블록을 가산기(235)에 제공한다.
도 8은 본 발명에 따른 인터 예측 복호화 과정을 설명한다.
먼저, 복원하고자 하는 현재 예측 유닛이 스킵(SKIP) 부호화되었는지를 판단한다(S405). 이는 코딩 유닛의 skip_flag를 통해 확인할 수 있다.
현재 예측 유닛이 SKIP 부호화된 경우에는 현재 예측 유닛의 스킵 모드 움직임 정보 복호화 과정을 통해 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 복호화한다(S410). 스킵 모드 움직임 정보 복호화 과정은 머지 모드 움직임 정보 복호화 과정과 동일하다.
그리고, 유도된 현재 예측 유닛의 움직임 정보가 나타내는 참조픽쳐의 대응 블록을 복사하여 현재 예측 유닛의 복원블록을 생성한다(S415).
현재 예측 유닛이 스킵 부호화되지 않았으면, 현재 예측 유닛의 움직임 정보가 머지 모드로 부호화되었는지를 판단한다(S420).
현재 예측 유닛의 움직임 정보가 머지 모드로 부호화 되었으면, 머지 모드 움직임 정보 복호화 과정을 통해 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 복호화한다(S425).
그리고, 복호화된 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성한다(S430).
현재 예측 유닛의 움직임 정보가 머지 모드로 부호화 되었으면, 잔차블록을 복호화한다(S435).
*그리고, 상기 예측 블록과 잔차 블록을 이용하여 현재 예측 유닛의 복원블록을 생성한다(S440)
한편, 현재 예측 유닛의 움직임 정보가 머지 모드로 부호화되지 않았으면, AMVP 모드 움직임 정보 복호화 과정을 통해 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 복호화한다(S445).
그리고, 상기 복호화된 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 이용하여 예측 블록을 생성한다(S450). 그리고, 잔차 블록을 복호화한다(S455), 상기 예측 블록과 잔차 블록을 이용하여 복원블록을 생성한다(S460).
움직임 정보 복호화 과정은 현재 예측 유닛의 움직임 정보의 부호화 패턴에 따라 달라진다. 현재 예측 유닛의 움직임 정보 부호화 패턴은 머지 모드, AMVP모드 중 하나일 수 있다. 스킵 모드의 경우에는 머지 모드와 동일한 움직임 정보 복호화 과정을 가지므로 생략한다.
먼저, 현재 예측 유닛의 움직임 정보 부호화 패턴이 머지 모드인 경우의 움직임 정보 복호화 과정에 대해 설명한다.
도 9는 머지 후보자 수가 가변일 경우, 움직임 벡터 복호화 과정을 도시한다.
먼저, 머지 코드워드가 존재하는지를 판단한다(S510).
머지 코드워드가 존재하지 않으면, 현재 예측 유닛의 머지 후보자가 1개인 것으로 판단하고, 유효한 머지 후보자를 검색한다(S520). 머지 후보자 구성 및 머지 후보자 검색 순서(즉, 리스트 구축순서)는 상기 도 3과 관련된 상세한 설명에 도시된 내용과 동일하다.
유효한 머지 후보자가 검색되면, 상기 머지 후보자의 움직임 정보로부터 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 생성한다(S530). 즉, 상기 머지 후보자의 참조픽쳐 인덱스와 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 참조픽쳐 인덱스와 움직임 벡터로 설정한다.
머지 코드워드가 존재하면, 유효한 머지 후보자를 검색하여 머지 후보자 리스트를 구축한다(S540). 머지 후보자 구성 및 머지 후보자 리스트 구축 방법은 상기 도 3과 관련된 상세한 설명에 도시된 내용과 동일하다.
머지 후보자 수에 대응하는 VLC 테이블을 선택한다(S550).
상기 머지 코드워드에 대응하는 머지 인덱스를 구한다(S560).
머지 인덱스에 대응하는 머지 후보자를 머지 후보자 리스트 상에서 선택하고, 상기 머지 후보자의 움직임 정보를 현재 예측 유닛의 움직임 정보로 설정한다(S570).
도 10은 머지 후보자 수가 고정일 경우의 머지 모드 움직임 벡터 복호화 과정을 도시한다. 상기 머지 후보자 수는 픽쳐 또는 슬라이스 단위로 고정된 값일 수도 있다.
유효한 머지 후보자를 검색한다(S610). 머지 후보자는 공간 머지 후보자 및 시간 머지 후보자로 구성된다. 공간 머지 후보자의 위치 및 유도 방법은 도 3에 도시된 것과 동일한 방식으로 유도한다. 시간 머지 후보자의 위치 및 유도 방법도 도 3에 도시된 것과 동일하므로 생략한다. 시간 머지 후보자는 현재 예측 유닛의 크기가 미리 정해진 크기보다 작은 경우에는 적용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 4x4 크기의 예측 유닛에서는 머지 후보자가 생략될 수 있다.
유효한 머지 후보자가 검색되면, 머지 후보자를 생성할지 여부를 결정한다(S620). 유효한 머지 후보자의 수가 미리 정해진 머지 후보자 수보다 작으면 머지 후보자를 생성한다(S630). 머지 후보자를 생성하기 위해 유효한 머지 후보자들의 움직임 정보를 조합할 수 있다. 움직임 벡터가 0이고 참조 픽쳐 인덱스가 0인 머지 부호자를 추가할 수도 있다. 미리 정해진 순서로 머지 후보자들을 추가한다.
상기 머지 후보자들을 이용하여 머지 리스트를 구축한다(S640). 이 단계는 상기 단계 S620 및 단계 S630과 결합하여 이루어질 수 있다. 머지 후보자 구성 및 머지 후보자 검색 순서(즉, 리스트 구축순서)는 상기 도 3과 관련된 상세한 설명에 도시된 내용과 동일하다.
한편, 수신된 비트스트림의 머지 코드워드에 대응하는 머지 인덱스를 복원한다(S650). 머지 후보자의 수가 고정이므로, 상기 머지 후보자 수에 대응하는 하나의 복호화 테이블을 이용하여 상기 머지 코드워드에 대응하는 머지 인덱스를 구할 수 있다. 다만, 시간 머지 후보자의 사용 여부에 따라 서로 다른 복호화 테이블이 사용될 수 있다.
다음으로, 상기 머지 인덱스에 대응하는 후보자를 머지 리스트로부터 검색한다(S660). 상기 검색된 머지 후보자는 머지 예측자로 결정된다.
머지 예측자가 결정되면, 상기 머지 예측자의 움직임 정보를 이용하여 현재 예측 유닛의 움직임 정보를 생성한다(S670). 구체적으로 머지 예측자의 움직임 정보, 즉, 참조 픽쳐 인덱스와 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스와 움직임 벡터로 결정한다.
다음으로, 현재 예측 유닛의 움직임 정보 부호화 패턴이 AMVP인 경우의 움직임 정보 복호화 과정에 대해 설명한다.
도 11은 AMVP 후보자 수가 가변일 경우의 움직임 벡터 복호화 과정을 도시한다.
현재 예측 유닛의 참조픽쳐 인덱스와 차분 움직임 벡터를 파싱한다(S710)
AMVP 코드워드가 존재하는지를 판단한다(S720).
AMVP 코드워드가 존재하지 않으면, 현재 예측 유닛의 AMVP 후보자 수가 1인 것으로 판단하고, 유효한 AMVP 후보자를 검색한다(S730). AMVP 후보자 구성 및 AMVP 후보자 검색 순서(즉, 리스트 구축순서)는 상기 도 6과 관련된 상세한 설명에 도시된 내용과 동일하다.
유효한 AMVP 후보자가 검색되면, 상기 AMVP 후보자의 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 예측 움직임 벡터로 설정한다(S740).
AMVP 코드워드가 존재하면, 유효한 AMVP 후보자를 검색하여 AMVP 후보자 리스트를 구축한다(S750). AMVP 후보자 구성 및 AMVP 후보자 리스트 구축 방법은 상기 도 6과 관련된 상세한 설명에 도시된 내용과 동일하다.
AMVP 후보자 수에 대응하는 VLC 테이블을 선택한다(S760).
상기 AMVP 코드워드에 대응하는 AMVP 인덱스를 구한다(S770).
AMVP 인덱스에 대응하는 AMVP 후보자를 AMVP 후보자 리스트 상에서 선택하고, 상기 AMVP 후보자의 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 예측 움직임 벡터로 설정한다(S780).
상기 S740 단계 또는 S780단계에서 구한 예측 움직임 벡터와 상기 S710단계에서 구한 차분 움직임 벡터를 더하여 현재 블록의 최종 움직임 벡터로 설정한다(S790).
도 12는 AMVP 후보자 수가 고정일 경우의 움직임 벡터 복호화 과정을 도시한다.
현재 예측 유닛의 참조픽쳐 인덱스와 차분 움직임 벡터를 파싱한다(S810).
유효한 AMVP 후보자를 검색한다(S820). AMVP 후보자는 공간 AMVP 후보자 및 시간 AMVP 후보자로 구성된다. 공간 AMVP 후보자의 위치 및 유도 방법 및 시간 AMVP 후보자의 위치 및 유도 방법도 도 6에 도시된 것과 동일하므로 생략한다. 시간 AMVP 후보자는 미리 정해진 크기보다 작은 예측 유닛에 대해서는 적용하지 않을 수 있다. 예를 들어, 4x4 크기의 예측 유닛에서는 머지 후보자가 생략될 수 있다.
유효한 AMVP 후보자 수에 기초하여 AMVP 후보자를 생성할지 여부를 판단한다(S830). 유효한 AMVP 후보자 수가 미리 정해진 수보다 작으면 AMVP 후보자를 생성한다(S840). 상기 미리 정해진 수는 2 또는 3일 수 있다.
예를 들어 공간 좌측 AMVP 후보자가 존재하지 않는 않고 공간 상측 AMVP 후보자가 존재하는 경우에는, 공간 상측 AMVP 후보자 이외의 유효한 예측 유닛이 존재하면 상기 예측 유닛의 움직임 벡터를 추가할 수 있다. 반대로 공간 좌측 AMVP 후보자가 존재하고 상측의 AMVP 후보자가 존재하지 않는 경우에는, 공간 좌측 AMVP 후보자 이외의 유효한 예측 유닛이 존재하면 상기 예측 유닛의 움직임 벡터를 추가할 수 있다. 또는 움직임 벡터가 0인 AMVP 후보자를 추가할 수 있다.
유효한 AMVP 후보자 및/또는 생성된 AMVP 후보자를 이용하여 AMVP 후보자 리스트를 구축한다(S850). 상기 단계는 S820 이후에 존재할 수도 있다. 이 경우, 단계 840 이후에 상기 단계가 진행된다. 후보자 리스트 구축 방법은 도 6에 도시된 바와 동일하다.
AMVP 코드워드에 대응하는 AMVP 인덱스를 복원한다(S860). 상기 AMVP 인덱스는 고정 길이 부호화된 것일 수 있다.
다음으로, AMVP 인덱스에 대응하는 AMVP 후보자를 AMVP 후보자 리스트에서 선택한다(S870). 그리고, 선택된 후보자를 AMVP 예측자로 결정한다.
다음으로, 상기 AMVP 예측자의 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 예측 움직임 벡터로 결정한다(S880).
상기 단계 S810에서 구한 차분 움직임 벡터 및 상기 단계 S880에서 구한 예측 움직임 벡터를 더하여 현재 예측 유닛의 최종 움직임 벡터로 설정하고, 상기 S810에서 구한 참조 픽쳐 인덱스를 현재 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스로 설정한다(S880).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (9)

  1. AMVP 모드에서의 예측 블록 생성 방법에 있어서,
    현재 예측 유닛의 참조 픽쳐 인덱스 및 차분 움직임 벡터를 복원하는 단계;
    현재 예측 유닛의 유효한 공간 AMVP 후보자들을 검색하는 단계;
    현재 예측 유닛의 유효한 시간 AMVP 후보자를 검색하는 단계;
    상기 유효한 공간 및 시간 AMVP 후보자를 이용하여 AMVP 후보자 리스트를 구축하는 단계;
    상기 유효한 AMVP 후보자의 수가 미리 정해진 수보다 작으면, 미리 정해진 값을 갖는 움직임 벡터를 후보자로 상기 리스트에 추가하는 단계;
    상기 AMVP 후보자 리스트 내의 움직임 벡터들 중에서, 현재 예측 유닛의 AMVP 인덱스에 대응하는 움직임 벡터를 현재 예측 유닛의 예측 움직임 벡터로 결정하는 단계;
    상기 차분 움직임 벡터 및 상기 예측 움직임 벡터를 이용하여 현재 예측 유닛이 움직임 벡터를 복원하는 단계; 및
    상기 참조 픽쳐 인덱스가 나타내는 참조 픽쳐 내에서 상기 복원된 움직임 벡터가 나타내는 위치에 대응하는 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 AMVP 후보자 리스트를 구축하는 단계는 움직임 벡터가 동일한 AMVP 후보자가 2 이상이면, 후순위의 AMVP 후보자를 상기 리스트에서 삭제하는 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 시간 AMVP 후보자를 검색하는 단계는
    시간 AMVP 후보자 픽쳐를 결정하는 단계;
    상기 시간 AMVP 후보자 픽쳐 내의 시간 AMVP 후보자 블록을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 시간 AMVP 후보자 픽쳐는 슬라이스 타입에 따라 달리 결정되는 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 시간 AMVP 후보자 픽쳐는 참조 픽쳐 인덱스가 0인 픽쳐인 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 시간 AMVP 후보자 블록은 제1 후보자 블록 또는 제2 후보자 블록이고, 상기 제1 후보자 블록은 상기 시간 후보자 픽쳐 내의 현재 예측 유닛에 대응하는 블록의 좌하측 코너 블록이고, 제2 후보자 블록은 현재 예측 유닛에 대응하는 블록의 중앙 위치의 우하측 픽셀을 포함하는 블록인 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 시간 AMVP 후보자 블록은 제1 후보자 블록 및 제2 후보자 블록 순으로 검색하여 유효한 첫번째 블록인 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  7. 제1항에 있어서, 현재 예측 유닛의 공간 AMVP 후보자의 움직임 벡터는 현재 예측 유닛의 크기 및 위치에 따라 달리 설정되는 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  8. 제7항에 있어서, 현재 예측 유닛이 LCU 상측경계와 접하는 경우, 현재 예측 유닛의 상측에 존재하는 공간 AMVP 후보자의 움직임 벡터는 상기 AMVP 후보자에 대응하는 예측 유닛의 움직임 벡터 또는 상기 AMVP 후보자의 좌측 또는 우측 예측 유닛의 움직임 벡터인 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 수는 2인 것을 특징으로 하는 예측 블록 생성 방법.
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