WO2016137149A1 - 폴리곤 유닛 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

폴리곤 유닛 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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unit
motion vector
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vertex
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예세훈
손은용
허진
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엘지전자(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a method for encoding / decoding a still image or a video, and more particularly, to a method for encoding / decoding a still image or a video based on a polygon unit and an apparatus for supporting the same.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • block-based image compression technology compresses the image by dividing the image into a fixed shape in a square, so that the characteristics of the image are appropriately It may not reflect, and is not particularly suitable for complex texture coding.
  • an object of the present invention is to propose a method of encoding / decoding a still image or a moving picture based on a polygonal unit having a triangular shape or an arbitrary shape.
  • a method of decoding an image based on a polygon unit comprising: deriving a motion vector predictor for a polygon vertex constituting the polygon unit; Deriving a motion vector for the polygon vertex based on the motion vector difference and the motion vector prediction value and predicting sample values of the polygon unit from the splitting unit specified by the motion vector in a reference picture. It may include the step of deriving (prediction sample).
  • a motion vector predictor deriving unit for deriving a motion vector predictor for a polygon vertex constituting the polygon unit
  • a motion vector derivation unit for deriving a motion vector for the polygon vertex based on a motion vector difference for the polygon vertex and the motion vector prediction value, and a division unit specified by the motion vector in a reference picture It may include a prediction sample derivation unit for deriving a prediction sample value (prediction sample) of the polygon unit from.
  • the prediction sample value may be determined as a corresponding sample value in the division unit using an affine transform.
  • the candidate list of motion vector prediction values comprises a motion vector of a block neighboring the polygon vertex and / or a motion vector of a polygon vertex neighboring the polygon vertex, wherein the motion vector prediction value is a candidate of the motion vector prediction value Can be derived from a list.
  • the candidate list of the motion vector prediction value may be configured according to the decoding order of the polygon vertices constituting the polygon unit.
  • the motion vectors for four vertices corresponding to the corners of the processing block including the polygon unit may be derived.
  • the motion vector for the polygon vertices of the processing block containing the polygon unit may be derived according to the raster-scan order.
  • a representative motion vector for the processing block including the polygon unit is derived, and the motion vector prediction value may be derived from the representative motion vector.
  • the motion vector prediction value may be determined by interpolating motion vectors of a plurality of polygonal vertices proximate to the polygonal vertex, or may be determined as a motion vector of a polygonal vertex closest to the polygonal vertex.
  • the motion vector prediction value for the polygon vertex located inside the processing block including the polygon unit is determined by interpolating the motion vectors of four vertices corresponding to the corner of the processing block, or the polygon vertex It can be determined by the motion vector of the polygon vertex closest to.
  • the motion vector prediction value may be derived from a motion vector of a vertex having the same position as the polygon vertex in a block adjacent to a processing block including the polygon unit.
  • a complex image may be processed more efficiently by encoding / decoding a still image or a moving image based on a polygonal unit having a triangular shape or any shape.
  • a complex image may be processed more efficiently by predicting a motion vector for each vertex constituting the polygon unit, as well as predicting a sample value for each sample of the polygon unit.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a polygon unit based coding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating polygon unit division according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating polygon unit division according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a polygon unit based coding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating polygon unit division according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining the coordinates of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a polygon unit based coding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a polygon unit division type according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a schematic internal block diagram of an image divider for performing polygon unit division, according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a diagram illustrating a polygon unit based decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a diagram illustrating a prediction method of polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a diagram illustrating a prediction method of polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a prediction method of a polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • 19 is a diagram illustrating a prediction method of polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • 20 is a diagram illustrating a prediction method of a polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a diagram illustrating a polygon unit based decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • 22 is a diagram illustrating a motion vector prediction method of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a motion vector prediction method of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 24 illustrates a schematic internal block diagram of a polygon unit prediction unit that performs prediction on polygon units according to an embodiment of the present invention.
  • 25 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector for a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 illustrates a motion compensation process of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a dividing method of polygonal units according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a diagram for describing a coding / decoding sequence for a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector for a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector with respect to a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector with respect to a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • 32 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector of a quad-tree block according to an embodiment of the present invention.
  • 33 is a diagram illustrating in more detail an inter prediction unit that performs polygon unit based coding / decoding according to an embodiment of the present invention.
  • 34 is a diagram illustrating a polygon unit-based image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder 100 may include an image divider 110, a subtractor 115, a transform unit 120, a quantizer 130, an inverse quantizer 140, an inverse transform unit 150, and a filtering unit. 160, a decoded picture buffer (DPB) 170, a predictor 180, and an entropy encoder 190.
  • the predictor 180 may include an inter predictor 181 and an intra predictor 182.
  • the image divider 110 converts an input video signal (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing unit blocks (hereinafter, referred to as 'processing blocks' or 'blocks'). Divide.
  • the processing unit block may be a coding tree unit (CTU), a coding unit (CU), a prediction unit (PU), or a transform unit (TU).
  • the image divider 110 may divide one processing block into one or more 'polygon units'.
  • the polygon unit according to the present invention refers to a polygonal unit divided from a block based on three or more pixels as a basic unit of encoding and decoding of an input image.
  • the image dividing unit 110 may implement a dividing process and / or method of the polygon unit proposed in the embodiments described below. A more detailed description of the method of dividing the polygon unit will be described later.
  • the subtractor 115 subtracts a prediction signal output from the predictor 180 (that is, the inter predictor 181 or the intra predictor 182) from the input image signal to a residual signal. Create The generated difference signal is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 generates a transform coefficient by applying a transform technique to the differential signal.
  • the quantization unit 130 quantizes the transform coefficients and transmits the transform coefficients to the entropy encoding unit 190, and the entropy encoding unit 190 entropy codes the quantized signals and outputs them as bit streams.
  • the quantized signal output from the quantization unit 130 may be used to generate a prediction signal.
  • the quantized signal may recover the differential signal by applying inverse quantization and inverse transformation through an inverse quantization unit 140 and an inverse transformation unit 150 in a loop.
  • a reconstructed signal may be generated by adding the reconstructed difference signal to a prediction signal output from the inter predictor 181 or the intra predictor 182.
  • the filtering unit 160 applies filtering to the reconstruction signal and outputs it to the reproduction apparatus or transmits the decoded picture buffer to the decoding picture buffer 170.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer 170 may be used as the reference picture in the inter prediction unit 181. As such, by using the filtered picture as a reference picture in the inter prediction mode, not only image quality but also encoding efficiency may be improved.
  • the decoded picture buffer 170 may store the filtered picture for use as a reference picture in the inter prediction unit 181.
  • the predictor 180 includes an inter predictor that performs inter prediction and an intra predictor that performs intra prediction, as described below.
  • the prediction unit 180 generates a prediction block by performing prediction on the processing unit of the picture in the image divider 110.
  • the processing unit of the picture in the prediction unit 180 may be a CU, a TU, or a PU.
  • the prediction unit 110 may determine whether the prediction performed on the processing unit is inter prediction or intra prediction, and determine specific contents (eg, prediction mode, etc.) of each prediction method.
  • the processing unit in which the prediction is performed and the processing unit in which the details of the prediction method and the prediction method are determined may be different.
  • the method of prediction and the prediction mode may be determined in units of PUs, and the prediction may be performed in units of TUs.
  • the inter prediction unit 181 performs temporal prediction and / or spatial prediction to remove temporal redundancy and / or spatial redundancy with reference to a reconstructed picture.
  • the inter prediction unit 181 may select a reference picture with respect to the current PU and select a reference block corresponding to the PU.
  • the reference block may be selected in integer pixel units. Subsequently, the inter prediction unit 181 generates a prediction block in which a residual signal with the current PU is minimized and the size of the motion vector is also minimized.
  • the prediction block may be generated in integer sample units, or may be generated in sub-pixel units such as 1/2 pixel unit or 1/4 pixel unit.
  • the motion vector may also be expressed in units of integer pixels or less.
  • the manner of generating the prediction block may vary depending on the prediction mode of the current block.
  • Prediction modes applied for inter prediction may include Advanced Motion Vector Predictor (AMVP), merge, and the like.
  • AMVP Advanced Motion Vector Predictor
  • the encoder may provide a skip flag indicating whether the skip mode is applied or a merge flag indicating whether the merge mode is applied to the decoder. .
  • the inter prediction unit 181 may use a motion vector of a reconstructed neighboring block and / or a motion vector of a co-located block, to be a motion vector candidate.
  • a motion vector candidate For example, when an Advanced Motion Vector Predictor (AMVP) is applied, the inter prediction unit 181 may use a motion vector of a reconstructed neighboring block and / or a motion vector of a co-located block, to be a motion vector candidate.
  • the motion vector of the reconstructed neighboring block and / or the motion vector of the call block may be used as a motion vector candidate.
  • the inter prediction unit 181 may derive (ie, motion vector prediction) a motion vector predictor (MVP) of the current block among the motion vector candidates included in the motion vector candidate list.
  • MVP motion vector predictor
  • the encoder may select a motion vector prediction value index indicating the optimal motion vector from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list, and provide it to the decoder.
  • the inter prediction unit 181 may derive the motion vector of the current block through the sum of the motion vector difference (MVD) and the motion vector prediction value.
  • the encoder can obtain a motion vector difference value between the motion vector of the current block and the motion vector prediction value, encode the motion vector difference value, and provide it to the decoder.
  • the inter prediction unit 181 may generate a prediction block for the current block based on the derived motion vector and the reference picture of the current block.
  • the encoder may provide a reference picture index or the like indicating the reference picture to the decoder so that the decoder can also generate the prediction block.
  • the inter prediction unit 181 may generate a merge candidate list by using the motion information of the reconstructed neighboring block and / or the motion information of the co-located block. Can be. That is, when there is motion information of the restored neighboring block and / or the call block, it may be used as a merge candidate for the current block.
  • the inter prediction unit 181 may derive a motion vector and a reference picture for the current block based on the merge candidate that can provide the best efficiency among the merge candidates included in the merge candidate list.
  • the encoder may provide the decoder with a merge index indicating the selected merge candidate.
  • the inter prediction unit 181 may generate a prediction block for the current block based on the derived motion vector and the reference picture.
  • the encoder may provide only information indicating to which decoder motion information to use as motion information of the current block to the decoder.
  • the inter prediction unit 181 may generate a prediction block of the current block by performing motion compensation on the current block based on the derived motion information. That is, the inter prediction unit 181 may acquire a reference region (or reference block) of the current block by using the motion information. The inter prediction unit 181 may use a pixel value or an interpolated value of the reference region specified by the motion information as a predictor of the current processing block.
  • the prediction block may mean a motion compensated block that is composed of prediction values generated as a result of performing motion compensation on the current block.
  • the plurality of motion compensated blocks may constitute one motion compensated image.
  • the reference picture used to perform the prediction is a transformed signal that has been quantized and dequantized in units of blocks at the time of encoding / decoding in the previous time, blocking artifacts or ringing artifacts may exist. have.
  • the inter prediction unit 181 may interpolate the signals between pixels in sub-pixel units by applying a lowpass filter to solve performance degradation due to discontinuity or quantization of such signals.
  • the subpixel refers to a virtual pixel generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixel refers to an actual pixel existing in the reconstructed picture.
  • the interpolation method linear interpolation, bi-linear interpolation, wiener filter, or the like may be applied.
  • the interpolation filter may be applied to a reconstructed picture to improve the precision of prediction.
  • the inter prediction unit 181 generates an interpolation pixel by applying an interpolation filter to integer pixels, and uses an interpolated block composed of interpolated pixels as a prediction block. You can make predictions.
  • the intra predictor 182 predicts the current block by referring to samples in the vicinity of the block to which the current encoding is to be performed.
  • the prediction mode may have 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional prediction mode may include an intra DC mode and an intra planar mode.
  • the intra prediction unit 182 may perform the following process to perform intra prediction. First, reference samples necessary for generating a prediction signal may be prepared. The prediction signal may be generated using the prepared reference sample. Then, the prediction mode is encoded. In this case, the reference sample may be prepared through reference sample padding and / or reference sample filtering. Since the reference sample has been predicted and reconstructed, there may be a quantization error. Accordingly, the reference sample filtering process may be performed for each prediction mode used for intra prediction to reduce such an error.
  • the prediction signal generated by the inter predictor 181 or the intra predictor 182 may be used to generate a reconstruction signal or to generate a differential signal.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which decoding of a video signal is performed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the decoder 200 includes an entropy decoding unit 210, an inverse quantization unit 220, an inverse transform unit 230, an adder 235, a filtering unit 240, and a decoded picture buffer (DPB).
  • Buffer Unit (250) the prediction unit 260 may be configured.
  • the predictor 260 may include an inter predictor 261 and an intra predictor 262.
  • the reconstructed video signal output through the decoder 200 may be reproduced through the reproducing apparatus.
  • the decoder 200 receives a signal (ie, a bit stream) output from the encoder 100 of FIG. 1, and the received signal is entropy decoded through the entropy decoding unit 210.
  • the inverse quantization unit 220 obtains a transform coefficient from the entropy decoded signal using the quantization step size information.
  • the inverse transform unit 230 obtains a residual signal by inversely transforming a transform coefficient.
  • the adder 235 adds the obtained difference signal to a prediction signal output from the predictor 260 (that is, the inter predictor 261 or the intra predictor 262), thereby reconstructing a signal. Is generated.
  • the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262 predicts the division structure (that is, the vertex position) of the polygon unit or the motion vector of the polygon unit proposed in the embodiments described below, and / Or the method can be implemented.
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal and outputs the filtering to the reproducing apparatus or transmits it to the decoded picture buffer unit 250.
  • the filtered signal transmitted to the decoded picture buffer unit 250 may be used as a reference picture in the inter predictor 261.
  • the embodiments described by the filtering unit 160, the inter prediction unit 181, and the intra prediction unit 182 of the encoder 100 are respectively the filtering unit 240, the inter prediction unit 261, and the decoder of the decoder. The same may be applied to the intra predictor 262.
  • a still image or video compression technique uses a block-based image compression method.
  • the block-based image compression method is a method of processing an image by dividing the image into specific block units, and may reduce memory usage and calculation amount.
  • FIG. 3 is a diagram for describing a partition structure of a coding unit that may be applied to the present invention.
  • the encoder splits one image (or picture) into units of a coding tree unit (CTU) in a rectangular shape.
  • CTU coding tree unit
  • one CTU is sequentially encoded according to a raster scan order.
  • the size of the CTU may be set to any one of 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, and 16 ⁇ 16.
  • the encoder may select and use the size of the CTU according to the resolution of the input video or the characteristics of the input video.
  • the CTU includes a coding tree block (CTB) for luma components and a CTB for two chroma components corresponding thereto.
  • CTB coding tree block
  • One CTU may be divided into a quad-tree structure.
  • One CTU may be divided into four units having a square shape and each side is reduced by half in length. This partitioning of the quad-tree structure can be performed recursively.
  • the root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which is referred to as a coding unit (CU).
  • CU coding unit
  • the CU refers to a basic unit of coding in which an input image is processed, for example, intra / inter prediction is performed.
  • the CU includes a coding block (CB) for a luma component and a CB for two chroma components corresponding thereto.
  • CB coding block
  • the size of a CU may be set to any one of 64 ⁇ 64, 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, and 8 ⁇ 8.
  • the CTU corresponds to a root node and has the smallest depth (ie, level 0) value.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image. In this case, the CTU corresponds to a CU.
  • the CTU may be divided into quad tree shapes, and as a result, lower nodes having a depth of level 1 are generated. And, a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 1 corresponds to a CU.
  • CU (a), CU (b) and CU (j) corresponding to nodes a, b and j are divided once in the CTU and have a depth of level 1.
  • At least one of the nodes having a depth of level 1 may be split into a quad tree again.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a level 2 depth corresponds to a CU.
  • CU (c), CU (h), and CU (i) corresponding to nodes c, h and i are divided twice in the CTU and have a depth of level 2.
  • At least one of the nodes having a depth of 2 may be divided into quad tree shapes.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of level 3 corresponds to a CU.
  • CU (d), CU (e), CU (f), and CU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in the CTU, and level 3 Has a depth of
  • the maximum size or the minimum size of the CU may be determined according to characteristics (eg, resolution) of the video image or in consideration of encoding efficiency. Information about this or information capable of deriving the information may be included in the bitstream.
  • a CU having a maximum size may be referred to as a largest coding unit (LCU), and a CU having a minimum size may be referred to as a smallest coding unit (SCU).
  • LCU largest coding unit
  • SCU smallest coding unit
  • a CU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information).
  • Each partitioned CU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the CU, the depth information may include information about the size of the CU.
  • the size of the SCU can be obtained by using the size and maximum depth information of the LCU. Or conversely, using the size of the SCU and the maximum depth information of the tree, the size of the LCU can be obtained.
  • information indicating whether the corresponding CU is split may be transmitted to the decoder.
  • This partitioning information is included in all CUs except the SCU. For example, if the flag indicating whether to split or not is '1', the CU is divided into 4 CUs again. If the flag indicating whether to split or not is '0', the CU is not divided further. Processing may be performed.
  • the above-described quadtree structure may also be applied to the partitioning process of a transform unit (TU), which is a basic unit for transforming.
  • TU transform unit
  • the TU is hierarchically divided into quad-tree structures from the CU to be coded. That is, a CU corresponds to a root note of a tree for a transform unit (TU).
  • TU transform unit
  • the TU divided from the CU can be further divided into smaller lower TUs.
  • the size of the TU may be set to any one of 32 ⁇ 32, 16 ⁇ 16, 8 ⁇ 8, and 4 ⁇ 4.
  • information indicating whether the corresponding TU is split may be delivered to the decoder.
  • This partitioning information is included in all TUs except the smallest TU. For example, if the value of the flag indicating whether to split is '1', the corresponding TU is divided into four TUs again. If the value of the flag indicating whether to split is '0', the corresponding TU is no longer divided.
  • a CU is a basic unit of coding in which intra prediction or inter prediction is performed.
  • HEVC divides a CU into prediction units (PUs) in order to code an input image more effectively.
  • the PU is a basic unit for generating a prediction block, and may generate different prediction blocks in PU units within one CU. However, PUs belonging to one CU are not mixed with intra prediction and inter prediction, and PUs belonging to one CU are coded by the same prediction method (ie, intra prediction or inter prediction).
  • the PU is not divided into quad-tree structures, but is divided once in a predetermined form in one CU. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a prediction unit applicable to the present invention.
  • the PU is divided differently according to whether an intra prediction mode or an inter prediction mode is used as a coding mode of a CU to which the PU belongs.
  • FIG. 4A illustrates a PU when an intra prediction mode is used
  • FIG. 4B illustrates a PU when an inter prediction mode is used.
  • N ⁇ N type PU when divided into N ⁇ N type PU, one CU is divided into four PUs, and different prediction blocks are generated for each PU unit.
  • the division of the PU may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • one CU has 8 PU types (ie, 2N ⁇ 2N). , N ⁇ N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, nL ⁇ 2N, nR ⁇ 2N, 2N ⁇ nU, 2N ⁇ nD).
  • PU partitioning in the form of N ⁇ N may be performed only when the size of the CB for the luminance component of the CU is the minimum size (that is, the CU is the SCU).
  • AMP Asymmetric Motion Partition
  • 'n' means a 1/4 value of 2N.
  • AMP cannot be used when the CU to which the PU belongs is a CU of the minimum size.
  • an optimal partitioning structure of a coding unit (CU), a prediction unit (PU), and a transformation unit (TU) is subjected to the following process to perform a minimum rate-distortion. It can be determined based on the value. For example, looking at the optimal CU partitioning process in 64 ⁇ 64 CTU, rate-distortion cost can be calculated while partitioning from a 64 ⁇ 64 CU to an 8 ⁇ 8 CU.
  • the specific process is as follows.
  • the partition structure of the optimal PU and TU that generates the minimum rate-distortion value is determined by performing inter / intra prediction, transform / quantization, inverse quantization / inverse transform, and entropy encoding for a 64 ⁇ 64 CU.
  • the 32 ⁇ 32 CU is subdivided into four 16 ⁇ 16 CUs, and a partition structure of an optimal PU and TU that generates a minimum rate-distortion value for each 16 ⁇ 16 CU is determined.
  • 16 ⁇ 16 blocks by comparing the sum of the rate-distortion values of the 16 ⁇ 16 CUs calculated in 3) above with the rate-distortion values of the four 8 ⁇ 8 CUs calculated in 4) above. Determine the partition structure of the optimal CU within. This process is similarly performed for the remaining three 16 ⁇ 16 CUs.
  • HEVC still image or video compression techniques
  • the present invention proposes a method of compressing an image in units of 'polygon units'.
  • the polygon unit proposed by the present invention will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 5 is a view for explaining a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • one image (or picture) 501 is divided into a processing block 502 having a square shape.
  • the processing block 502 may be understood as a concept encompassing the coding tree unit (CTU) and the coding unit (CU) described above.
  • One processing block 502 may be divided into one or more polygonal units 503 formed based on three or more pixels.
  • the polygon unit 503 means a basic unit of encoding and decoding of an input image. That is, it may be understood as a concept encompassing the coding unit CU, the prediction unit PU, and the transform unit TU described above. In addition, one polygon unit 503 may be further divided into smaller sub-polygon units.
  • each side of one processing block 502 and each side of the polygon unit are composed of a plurality of consecutive points.
  • each processing block 502 is each composed of a plurality of consecutive different points.
  • points denoted by 'a' indicate the right side of the left processing block
  • points denoted by 'b' indicate the left side of the right processing block.
  • FIG. 5A the right side of the left side processing block and the left side of the right side processing block are shown as one side. Will be explained.
  • the point marked 'A' in FIG. 5 (b) is a vertex of the polygon unit located on the right side of the processing block on the left side
  • the point marked 'B' is a vertex of the polygon unit located on the left side of the processing block on the right side.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a polygon unit based coding method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder divides an input image into processing block units (S601).
  • the processing block refers to a block having a square shape.
  • the encoder determines the location of at least one point within the processing block to be currently coded (S602). Then, the position of at least one point on each side of the processing block to be currently coded is determined (S603).
  • the encoder exemplifies a method of determining the position of at least one point in the processing block to be currently coded and determining the position of at least one point in each side of the processing block to be currently coded. That is, after determining the position of at least one point on each side of the processing block to be currently coded, the encoder may determine the position of at least one point within the processing block to be currently coded. In this case, the order of steps S602 and S603 may be reversed.
  • the encoder generates a polygon unit by dividing the current processing block into at least one polygon unit using at least two of the vertices of the processing block to be currently coded and the points determined on each side and the points determined inside the current processing block. S604).
  • the encoder performs coding in units of polygon units.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a polygon unit based coding method according to an embodiment of the present invention.
  • one point is determined inside one processing block and one point is determined on each side of the processing block, but the present invention is not limited thereto. That is, a plurality of points may be determined inside one processing block, and similarly, a plurality of points may be determined on each side of the processing block.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating polygon unit division according to an embodiment of the present invention.
  • R7, R8 regions can be generated. That is, at least two of the four points P1, P3, P7, and P9 that are the vertices of the processing block and the points P2, P4, P6, and P8 of each side and one point P5 inside the processing block are used. Thus a polygon unit can be generated.
  • (Px, Py, Pz) refers to a polygon unit having Px, Py, and Pz as vertices.
  • (P1, P2, P5) refers to a polygonal unit (i.e., R2 in FIG. 7) with P1, P2 and P5 as vertices.
  • P5 can be freely positioned within the processing block, and the encoder device determines the position of P5 within the processing block.
  • One point P5 within the processing block may be determined using a full search method or various fast search methods.
  • the full search method or the fast search method may apply all possible methods used in the existing image coding technology.
  • a diamond search technique, a cross diamond search technique, a new cross diamond search technique, or the like may be used.
  • the encoder assumes that all polygons within the processing block (for full search) or candidate points (for quick search) are located inside the processing block and that the four polygon units (ie, (P1, P3, P5), (P1, P7, P5), (P3, P9, P5), (P7, P9, P5)). And, for the four polygon units, distortion (for example, sum of square difference (SSD) or sum of absolute difference (SAD), etc.) or rate-distortion value (r) is compared with the original image. Or cost) and determine that P5 minimizes the distortion value or the rate-distortion cost.
  • distortion for example, sum of square difference (SSD) or sum of absolute difference (SAD), etc.
  • SAD sum of absolute difference
  • r rate-distortion value
  • the position of one point P5 in the processing block may be determined as the center point of the processing block.
  • the encoder device determines the positions of four points (ie, P2, P4, P6, P8) located on each side of the processing block.
  • P2 may be freely positioned between P1 and P3, P4 between P1 and P7, P6 between P3 and P9, and P8 between P7 and P9.
  • the position of four points (ie, P2, P4, P6, P8) located on each side of the processing block may be determined by minimizing the rate-distortion cost of each polygon unit.
  • the R2 and R3 polygon units may be determined as positions that minimize the rate-distortion cost of R2 and R3 by adjusting the position of P2 in the region R2 + R3 generated based on P1, P3, and P5 that have already been determined.
  • the polygon units of R1, R4, R5, R6, R7 and R8 are determined by adjusting the positions of P4, P6 and P8.
  • the positions of four points (that is, P2, P4, P6, and P8) located on each side of the processing block may be determined as the position where the gradient is greatest in each side of the processing block.
  • the position of P2 may be determined as the point where the change between adjacent points is greatest among the points constituting the side connecting P1 and P3.
  • the embodiment according to FIG. 7 has described the polygon unit division structure in which a total of eight polygon units are generated in one processing block, but fewer polygon units may be generated in one processing block. That is, four points P2, P4, P6, and P8 located at each side of the processing block are determined to generate eight polygon units, and then adjacent polygon units may be merged with each other. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating polygon unit division according to an embodiment of the present invention.
  • polygon units A1, A2, A3, and A4 are generated using P5 determined in the processing block and vertices P1, P3, P7, and P9 of the processing block.
  • variable division means that the positions of P2, P4, P6, and P8 on each side of the processing block are divided into sub-polygons, and sub-divided from the same polygon in consideration of rate-distortion cost and the like.
  • -It means to combine polygons. That is, for each polygon unit A1, A2, A3, A4 generated using P5, P1, P3, P7, and P9, an optimal polygon unit division structure having a minimum rate-distortion cost is determined.
  • the rate-distortion cost is calculated for each polygon unit, and the rate-distortion cost is calculated for each sub-polygon unit divided inside the polygon unit.
  • the structure divided into sub-polygon units inside the polygon unit is an optimal divided structure with a minimum rate-distortion cost
  • the structure divided into sub-polygon units inside the polygon unit is determined.
  • the structure in which the polygon unit is not divided into sub-polygon units is determined. That is, the sub-polygon units that have been divided inside the polygon unit can be merged.
  • the adjacent generated within A1, A2, A3, A4 in consideration of the rate-distortion cost Sub-polygon units can be combined together.
  • sub-polygon units generated inside A3 and A4 are merged to finally generate R4 polygon units and R5 polygon units, respectively, and sub-polygon units generated inside A1 and A2 are not merged and finally The case where R1 and R6, R2 and R3 are generated is illustrated.
  • four polygon units B1, B2, B3, and B4 are variably generated using P5 determined in the processing block and vertices P1, P3, P7, and P9 of the processing block.
  • the position of P5 inside the processing block is determined and divided into four polygons, and one or more adjacent polygons are combined in consideration of the rate-distortion cost and the like.
  • the rate-distortion cost is calculated for each divided polygon unit. Then, the rate-distortion cost is calculated in a structure in which one or more adjacent polygon units of the four polygon units are combined. Then, determine the polygonal unit division structure with the smallest rate-distortion cost. That is, one or more adjacent polygon units can be merged.
  • polygon units that are not merged in the determined polygon unit division structure may be divided in more detail to determine a sub-polygon unit.
  • the B2 and B3 regions are combined to form an R2 polygon unit, and the uncombined B1 and B4 regions are further divided into R1 and R5, R3 and R4, respectively.
  • eight polygon units are determined using P5 determined inside the processing block, P2, P4, P6, P8 determined on each side of the processing block, and vertices P1, P3, P7, and P9 of the processing block. And determine the polygon unit division structure with the least rate-distortion cost.
  • the rate-distortion cost is calculated for each divided polygon unit.
  • the rate-distortion cost is then calculated in the combined structure of one or more adjacent polygon units of the eight polygon units. Then, determine the polygonal unit division structure with the smallest rate-distortion cost. That is, one or more adjacent polygon units can be merged.
  • FIG. 8 (c) the positions of P5, P2, P4, P6, and P8 are all determined to generate C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, and C8 eight polygon units, and one or more adjacent polygon units Put it together.
  • C2, C3 and C4 are combined to generate R2, and C1 and C8 are combined to generate R1.
  • one processing block may be divided by mixing a quad-tree structure and a polygonal unit division structure.
  • the structure in which the quad-tree shape and the polygon unit shape are mixed and divided may be referred to as a hybrid structure.
  • a unit generated using a hybrid structure may be referred to as a hybrid unit (HU).
  • HU may also be referred to as a hybrid coding unit (HCU), a hybrid prediction unit (HPU), or a hybrid transform unit (HTU). This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a polygon unit based coding method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder divides an input image into processing block units (S901).
  • the processing block refers to a block having a square shape.
  • the encoder determines whether to divide the processing block in more detail (S902).
  • step S902 when it is determined that the processing block to be currently coded is no longer split, the encoder performs coding in units of processing blocks.
  • the encoder divides the processing block to be coded into a polygonal unit partition structure (that is, a polygon mode) or quad-tree partition structure. (I.e., block mode).
  • step S903 when it is determined to divide into the polygon unit mode, the encoder determines the position of at least one point inside the processing block to be currently coded (S904). Then, the position of at least one point on each side of the processing block to be currently coded is determined (S905).
  • the encoder exemplifies a method of determining the position of at least one point inside the processing block to be currently coded and determining the position of the at least one point on each side of the current processing block. That is, after determining the position of at least one point on each side of the processing block to be currently coded, the encoder may determine the position of at least one point within the current processing block. In this case, the order of steps S904 and S905 may be reversed.
  • the encoder divides the processing block to be currently coded into at least one polygon unit by using at least two of the vertices of the processing block to be currently coded and the points determined on each side of the current processing block and the point determined inside the current processing block, A polygon unit is generated (S906).
  • the encoder performs coding in units of polygon units.
  • step S903 when it is determined in step S903 that it is determined to divide the block mode, the encoder divides the processing block to be currently coded into a quad-tree structure (S907).
  • step S902 determines whether to divide the processing block divided into a quad-tree structure, and the above-described process is performed in the same way until the processing block to be coded is no longer divided.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating polygon unit division according to an embodiment of the present invention.
  • the highest processing block when the size of the highest processing block is 2N ⁇ 2N, the highest processing block has the smallest depth (ie, level 0).
  • the highest processing block may be divided into quad tree shapes, and as a result, four lower processing blocks having a depth of level 1 may be generated. That is, the virtual upper processing block may be divided into four lower processing blocks having N ⁇ N sizes.
  • one processing block having an N ⁇ N size may be further divided into processing blocks having a depth of level 2 having an N / 2 ⁇ N / 2 size, and a processing block having an N / 2 ⁇ N / 2 size It can be further divided into processing blocks of level 3 depth having a size of N / 4 x N / 4. That is, the division process of the processing block may be performed recursively, and not all processing blocks need to be divided in the same form.
  • one processing block may be divided into polygon units according to the method described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • processing blocks divided into polygon units are no longer divided into quad-tree shapes. That is, the polygon unit corresponds to a leaf node.
  • a processing block in which one processing block having a size of 2N ⁇ 2N is divided into polygon units is no longer divided into quad-tree shapes.
  • processing blocks divided into polygon units among processing blocks having N ⁇ N or N / 2 ⁇ N / 2 sizes are no longer divided into quad-tree shapes.
  • a processing block 1001 having an N / 2 ⁇ N / 2 size and a processing block 1002 having an N ⁇ N size are divided into polygon units.
  • FIG. 10 it is assumed that one processing block is divided into a total of eight polygons for convenience of description. As such, processing blocks divided into polygonal unit division structures are no longer divided into quad-tree shapes regardless of the division depth of the processing blocks.
  • the indication information indicating whether each processing block is divided into a quad-tree form or a polygon unit form Is needed.
  • a split mode flag eg, a coding unit mode flag
  • '0' indicates a quad-tree split structure (ie, block mode) and '1'.
  • ' May indicate a split structure in the form of a polygon unit (ie, polygon unit mode).
  • the decoder may determine whether a processing block to be currently decoded is divided into a block mode or a polygon unit mode by receiving flag information indicating a split mode from an encoder.
  • the above-described hybrid structure may be applied in units of coding units (CUs). That is, in this case, the processing block corresponds to a coding unit.
  • CUs coding units
  • syntax elements defined in the existing HEVC in the syntax illustrated in the present specification may refer to the HEVC standard specification document, and a detailed description thereof will be omitted.
  • Table 1 illustrates syntax for a hybrid structure of a CU unit.
  • 'coding_unit (x0, y0, log2CbSize)' is a syntax element for specifying a CU (ie, a processing block) to be currently decoded.
  • x0 and y0 indexes indicate the position of the upper left point of the current CU, and may be specified as a relative position from the upper left point of the picture.
  • log2CbSize represents the size of the current CU.
  • 'hybrid_coding_unit_enabled_flag' is a flag indicating whether a CU can have a hybrid structure. If '1', 'cu_hybrid_flag' is present. If '0', 'cu_hybrid_flag' is not present.
  • 'cu_hybrid_flag' is a flag indicating that the current CU is coded in hybrid CU mode. That is, the current CU indicates that the quad-tree shape and the polygon unit shape are mixed and divided.
  • 'cu_hybrid_flag' is '1'
  • 'cu_hybrid_flag' is '0', the coding unit syntax of the existing HEVC is called.
  • 'cu_hybrid_flag' does not exist, the value is regarded as '0'.
  • the decoder device receives 'hybrid_coding_unit_enabled_flag' from the encoder device to determine whether the current CU may have a hybrid structure, and receives 'cu_hybrid_flag' to determine whether the current CU is coded in hybrid CU mode. Can be determined.
  • the aforementioned hybrid structure may be applied in units of prediction units (PUs).
  • the processing block corresponds to the prediction unit.
  • Table 2 illustrates the predictive block partitioning mode in HEVC.
  • PartMode eight partition modes (PartMode) are defined as shown in FIG. 4.
  • PART_2N ⁇ 2N and PART_N ⁇ N may be used in an intra prediction mode or an inter prediction mode.
  • PART_N ⁇ 2N, PART_2N ⁇ N, PART_nL ⁇ 2N, PART_nR ⁇ 2N, PART_2N ⁇ nU, and PART_2N ⁇ nD may be used only in the inter prediction mode.
  • One of the modes defined in Table 2 may be determined according to the prediction mode applied to the current CU.
  • PartMode partition mode of the polygon type (ie, PART_polygon) is additionally defined to determine the PU partition mode as shown in Table 3 below.
  • partition mode (PartMode) of the polygon type ie, PART_polygon
  • PartMode partition mode of the polygon type
  • the split mode PART_polygon of a polygon type may be used regardless of whether the current CU is predicted to be an intra prediction mode or an inter prediction mode.
  • Table 4 illustrates syntax for a hybrid structure of a PU unit.
  • a call of a polygon type PU (ie, PART_polygon) may be added when calling a PU syntax in an existing CU syntax.
  • part_mode specifies the partition mode of the current CU as shown in Table 3 above.
  • the meaning of part_mode is determined according to the prediction mode 'CuPredMode [x0] [y0]' of the current CU.
  • the decoder may determine which mode of the corresponding processing block is divided by calling the partition mode information received from the encoder.
  • a syntax element 'polygon_prediction_unit ()' that calls the polygon type PU that performs a function different from the existing prediction_unit () syntax is added to perform prediction of the prediction block having the polygon structure.
  • a block mode and a polygon unit mode are determined in units of a processing block (for example, a coding unit or a prediction unit).
  • the block mode and the polygon unit mode are determined in units of the largest processing block. May be determined.
  • the maximum processing block may be repeatedly divided into quad-tree shapes, but lower processing blocks are not divided into polygon unit shapes.
  • the maximum processing block may be divided only into a polygon unit form.
  • the processing block is divided into polygon units by applying the polygon mode
  • the position information of the polygon vertices forming the polygon unit should be transmitted to the decoder. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 11 is a view for explaining the coordinates of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder receives horizontal / vertical coordinates of the upper left point P1 of the vertex of the processing block and size information of the processing block from the encoder, and based on the received information, the remaining vertices P3 and P7 of the processing block. , P9) can be specified.
  • 'center_pos_x' and 'center_pos_y' indicate horizontal coordinates and vertical coordinates of points located inside the processing block, respectively.
  • 'Upper_pos_x' indicates horizontal coordinates of a point located on an upper side of the processing block.
  • 'right_pos_y' represents the vertical coordinate of the point located on the right side of the processing block.
  • 'down_pos_x' indicates the horizontal coordinate of the point located on the lower side of the processing block.
  • 'left_pos_y' represents the vertical coordinate of the point located on the left side of the processing block.
  • the position information of the polygon vertex forming the polygon unit may be represented as a relative displacement based on the coordinates of the upper left point of the processing block to which the polygon unit belongs.
  • the position information of the polygon vertex forming the polygon unit may be represented by a relative displacement based on the coordinates of the center point of the processing block to which the polygon unit belongs.
  • This 'displacement' means the amount of change in the position with respect to the reference point, expressed as the difference between the horizontal and / or vertical coordinate values, or the distance and angle with the center point (the vertical axis passing through the center point to 0 ° / 360 °) Hypothesis).
  • some position information of the polygon vertices may not be transmitted to the decoder.
  • location information of P6 located on the right side of the processing block and P8 located on the lower side of the processing block may not be transmitted to the decoder.
  • the decoder determines the vertical coordinates of the points on the upper and lower sides of the processing block and the horizontal coordinates of the points on the left and right sides of the processing block, the coordinates of the upper left point P1 of the vertices of the processing block, and the size of the processing block. Can be derived from information.
  • Table 5 illustrates the syntax for vertex coordinates of polygon units.
  • 'cu_polygon_flag' is a flag indicating that the current CU is coded in polygon mode.
  • syntax elements 'center_pos_x', 'center_pos_y', 'upper_pos_x', 'right_pos_y', 'down_pos_x' and 'left_pos_y' indicating the position of the polygon vertex are called.
  • the decoder may determine which polygon unit is divided into a partition structure of each polygonal block by receiving the position information of the polygon vertex from the encoder together with the coordinates of the upper left point of the processing block and the size information of the processing block.
  • one processing block may be a predetermined polygon. It may be divided into any one type selected from among division types (or patterns) of the unit. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a polygon unit based coding method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder divides an input image into processing block units (S1201).
  • the processing block refers to a block having a square shape.
  • the encoder selects one polygon unit division type from among the predetermined polygon unit division types (S1202). A more detailed description of the polygon unit division type will be given later.
  • the encoder generates a polygon unit by dividing the processing block to be currently coded by the polygon unit division type selected in operation S1202 into polygon units (S1203).
  • the encoder performs coding in units of polygon units.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a polygon unit division type according to an embodiment of the present invention.
  • the partition type of the polygon unit may be predetermined.
  • two polygon units are divided into two polygon units (PART_nRD) by a line segment connecting a lower left corner at the upper right corner of the processing block, and two polygon units by a line segment connecting the lower right corner at the upper left corner of the processing block.
  • a type (PART_nCR) divided into four types and a type (PART_nCR) divided into four polygon units using two vertices and a center point among four vertices of a processing block may be predefined.
  • polygon unit division type illustrated in FIG. 13 is just one example and the present invention is not limited thereto.
  • Table 6 illustrates the polygon unit division type.
  • the partition type (PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR) of the polygon unit may be further defined in the partition mode (PartMode) as shown in Table 2.
  • Table 6 exemplifies a case in which the division type (PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR) of the polygon unit is added in the inter prediction mode
  • the division type of the polygon unit may also be added in the intra prediction mode.
  • the decoder may determine which type of polygon unit of the current processing block is divided from the polygon type division type. Therefore, in this case, the encoder may not transmit coordinate information (see FIG. 11) for polygon vertices to the decoder.
  • Table 7 illustrates the syntax for polygon unit division type.
  • a call of the division type (PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR) of the polygon unit may be added.
  • part_mode specifies the partition mode of the current CU as shown in Table 6 above.
  • the meaning of part_mode is determined according to the prediction mode 'CuPredMode [x0] [y0]' of the current CU.
  • the decoder may determine which polygon unit division type of the corresponding processing block is divided by calling the partition mode information received from the encoder.
  • a syntax element 'polygon_prediction_unit ()' that calls the PU of the partition type of the selected polygon unit is added to predict the polygon structure having the selected type. Perform the prediction of the block.
  • FIG. 14 illustrates a schematic internal block diagram of an image divider for performing polygon unit division, according to an embodiment of the present invention.
  • the image divider 1400 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 3 to 13.
  • the image divider 1400 may include a block divider 1401 and a polygon unit divider 1402.
  • the image splitter 1400 may correspond to the image splitter 110 in FIG. 1.
  • the block dividing unit 1401 divides the input image input to the encoder in units of processing blocks.
  • the input image is output in units of processing blocks.
  • the polygon unit divider 1402 receives an input image in units of process blocks from the process block divider 1401.
  • the processing block to be currently coded is divided into polygon units.
  • the polygon unit dividing unit 1402 determines the position of at least one point inside each processing block to be coded and on each side of the processing block, and at least two of vertices of the processing block to be currently coded and points determined at each side.
  • the current processing block may be divided into at least one polygon unit by using the points and the points determined in the current processing block.
  • the polygon unit dividing unit 1402 may select one polygon unit dividing type from a predetermined polygon unit dividing type, and divide the processing block to be currently coded into the selected polygon unit dividing type into polygon units.
  • the position information or polygon unit division type information of the points determined in the processing block and the points determined on each side should be transmitted to the decoder.
  • the location information of the determined point and the determined point inside each side of the processing block should be transmitted.However, the amount of information is reduced because the amount of information is large to convey the location information for all polygon vertices. We need a way to do this.
  • the present invention proposes a method of predicting position information of vertices forming a polygon unit from previously decoded adjacent processing blocks or other images (or pictures). Accordingly, in the present invention, it is assumed that the polygon unit division type is not predetermined.
  • 15 is a diagram illustrating a polygon unit based decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder receives a difference value for a vertex of a polygon unit of a processing block to be currently decoded from an encoder (S1501).
  • the difference value of the vertex position of the polygon unit of the processing block to be currently decoded is the prediction value of the vertex of the polygon unit of the current processing block determined from the previously decoded adjacent processing block or another picture and the vertex of the polygon unit of the current processing block. It means the difference from the position of.
  • the decoder determines a prediction value for the vertex of the polygon unit of the processing block to be currently decoded (S1502).
  • the prediction value at the vertex of the polygon unit of the processing block to be decoded may be determined from a previously decoded adjacent processing block or another picture in the temporal direction.
  • the position of the vertex of the polygon unit of the processing block to be currently decoded is derived based on the difference value and the prediction value of the vertex of the polygon unit of the processing block to be currently decoded (S1503).
  • the decoder can determine the polygon unit division structure of the current processing block.
  • the decoder performs decoding in polygon units based on the determined polygon unit division structure of the current processing block.
  • 16 is a diagram illustrating a prediction method of polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • polygon units generated in each processing block may also have continuity with each other.
  • the position information of the polygon unit vertices located on the adjacent side of the adjacent processing block can be used to predict the position information of the vertex of the current polygon unit. That is, for the vertex of the polygon unit located on the left (top) side of the current processing block, the position information of the vertex of the polygon unit located on the right (bottom) side of the processing block adjacent to the left (up) side of the current processing block is used as a prediction value. I use it.
  • processing blocks are sequentially encoded / decoded according to a raster scan order, position information of vertices of polygon units belonging to processing blocks adjacent to the left of the current processing block is already determined.
  • the encoder determines, as a predictive value, the position (ie, coordinates or displacement) of the vertex 1611 of the polygon unit located on the right side of the previously decoded left adjacent processing block.
  • the difference value ⁇ between the determined position prediction value of the vertex of the polygon unit and the position of the vertex 1601 of the polygon unit located on the left side of the current processing block is transmitted to the decoder.
  • the difference value means a difference value in the vertical axis direction because it is a difference value from the predicted value in the processing block adjacent to the left side.
  • the difference value with the predicted value in the processing block adjacent to the upper side means the difference value in the horizontal axis direction.
  • the decoder receives from the encoder a difference between the vertex position of the polygon unit of the current processing block and the vertex 1601 of the polygon unit located on the left side of the current processing block. Then, the position information of the vertex 1611 of the polygon unit located on the right side of the adjacent processing block on the left side which has been previously decoded is determined as a prediction value. The position of the vertex 1601 of the polygon unit of the current processing block is derived based on the received difference value ⁇ and the determined position prediction value of the vertex of the polygon unit.
  • FIG. 16 only a method of predicting position information of a vertex 1601 of a polygon unit located on a left side of a current processing block is illustrated. However, using the same method, a vertex of a polygon unit located on an upper side of a current processing block ( A vertex of a polygon unit located at the bottom of the adjacent processing block above may be used to predict location information for 1602.
  • the encoder may transmit the displacement value information based on the coordinate value or the center point (or one point located inside the processing block) to the decoder.
  • the decoder when the decoder acquires position information of vertices of all polygon units in the current processing block, the decoder may derive a partition structure of the polygon units in the current processing block.
  • Table 8 illustrates the decoding syntax for the prediction process of the polygon unit division structure.
  • the vertex position in the adjacent CU is used as a predictor. Illustrates the process of decoding only the displacement (i.e., difference) for that location.
  • 'upper_pos_x_off' means a position difference value between a vertex of a polygon unit located on the top side of the current CU and a polygon vertex located on the bottom side of the CU adjacent to the current CU.
  • 'left_pos_y_off' means a position difference value between a vertex of a polygon unit located on the left side of the current CU and a polygon vertex located on the right side of the CU adjacent to the left.
  • 'upper_cu_down_pos_x' means the position value of the polygon vertex located at the base of the current CU and the adjacent adjacent CU.
  • 'left_cu_right_pox_y' means a position value of a polygon vertex located on the right side of the current CU and a CU adjacent to the left.
  • the position of the vertex position of the polygon unit of the upper side of the current CU (upper_pos_x) is added by adding a displacement (that is, a difference value) (upper_pos_x_off) by using the vertex position (upper_cu_down_pos_x) of the polygon unit of the base adjacent to the upper side as a predictor.
  • the same coding / decoding method for the polygon partition vertex position (left_pos_y) on the left side can be performed as above.
  • the current processing block is one on the left or the top. It may be adjacent to a plurality of processing blocks without being adjacent to the processing blocks of.
  • the current processing block has a size of 2N ⁇ 2N, but the processing block adjacent to the left side may be two processing blocks having a size of N ⁇ N once again divided into quad-tree shapes. In this case, the number of vertices of polygon units for each processing block determined on sides adjacent to each other may be different.
  • vertices of a greater number of polygon units in the adjacent processing block than the current processing block may be determined. That is, the number of polygon vertices for each processing block determined on sides adjacent to each other may be different.
  • 17 is a diagram illustrating a prediction method of polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a case where the polygon unit division structure of an adjacent processing block is more subdivided than the polygon unit division structure of a current processing block.
  • the predicted value determined from the position information of the vertices of the plurality of polygon units located on the adjacent sides of the adjacent processing block can be used to predict the position information of the vertices of the current polygon unit. That is, for the vertex of the polygon unit located on the left (top) side of the current processing block, the prediction value determined from the vertex position information of the plurality of polygon units located on the right (bottom) side of the processing block adjacent to the left (up) side of the current processing block.
  • Position information may be used as a prediction value, using a polygonal unit selected from a plurality of polygonal unit vertices positioned on adjacent sides of an adjacent processing block.
  • the selected polygon unit vertex may be indicated by an index. That is, the encoder can transmit the index information for the selected polygon unit vertex to the decoder.
  • the encoder may determine vertices of one polygon unit (eg, 1711) among vertices 1711, 1712, and 1713 of a plurality of polygon units located on the right side of a previously decoded left adjacent processing block.
  • the position information of is determined as a predicted value.
  • the decoder extracts the difference value ⁇ between the determined position prediction value of the vertex of the polygon unit and the vertex 1701 of the polygon unit located on the left side of the current processing block and the index information of the vertex of the selected polygon unit (for example, 1711). To send.
  • the difference value means a difference value in the vertical axis direction because it is a difference value from the predicted value in the processing block adjacent to the left side.
  • the difference value with the predicted value in the processing block adjacent to the upper side means the difference value in the horizontal axis direction.
  • the decoder receives from the encoder a difference value ⁇ between the predicted value and the vertex 1701 of the polygon unit located on the left side of the current processing block, and the index information of the vertex (eg, 1711) of the selected polygon unit. Then, the received index information is used to determine the position information of the vertex (eg, 1711) of the selected polygon unit in the processing block adjacent to the left side as a predicted value.
  • the position of the vertex 1701 of the polygon unit of the current processing block is derived based on the received difference value ⁇ and the determined position prediction value of the vertex of the polygon unit.
  • the position information of the polygon unit vertices located on adjacent sides of the adjacent processing block may be converted into displacement values based on the center point, and representative values (eg, average values or median values) may be used as prediction values from the displacement values. .
  • the center point means a center at an adjacent side between adjacent processing blocks (the left side of the current processing block or the right side of the left processing block in FIG. 17).
  • an encoder may represent a representative value (eg, an average value or a center) of a displacement of vertices 1711, 1712, 1713 of a plurality of polygon units located on the right side of a previously decoded left adjacent processing block. Value) as a predicted value.
  • the difference value ⁇ between the determined vertex position of the polygon unit and the vertex 1701 of the polygon unit on the left side of the current processing block is transmitted to the decoder.
  • the decoder receives from the encoder a difference value ⁇ between the predicted value and the vertex 1701 of the polygon unit located on the left side of the current processing block.
  • a representative value eg, an average value or a median value
  • the position of the vertex 1701 of the polygon unit of the current processing block is derived based on the received difference value ⁇ and the determined position prediction value of the vertex of the polygon unit.
  • the center point means a center at an adjacent side between adjacent processing blocks (the left side of the current processing block or the right side of the left processing block in FIG. 17).
  • the lowest point of the absolute value of the displacement of the polygon unit vertex located on the left (upper) side of the current processing block is used as the predicted value among the plurality of polygon unit vertices positioned on the adjacent side of the adjacent processing block.
  • the encoder determines the vertex and displacement absolute value of the polygon unit on the left side of the current processing block among vertices 1711, 1712, and 1713 of the plurality of polygon units located on the right side of the adjacent process block on the left that have been previously decoded.
  • the point where the difference is smallest (for example, 1711) is determined as a predicted value.
  • the difference value ⁇ between the determined predicted value and the vertex 1701 of the polygon unit on the left side of the current processing block and the index information of the vertex of the selected polygon unit (for example, 1711) are transmitted to the decoder.
  • the decoder receives from the encoder a difference value ⁇ between the predicted value and the vertex 1701 of the polygon unit located on the left side of the current processing block, and the index information of the vertex (eg, 1711) of the selected polygon unit. Then, the received index information is used to determine the position information of the vertex (eg, 1711) of the selected polygon unit in the processing block adjacent to the left side as a predicted value.
  • the position of the vertex 1701 of the polygon unit of the current processing block is derived based on the received difference value ⁇ and the determined position prediction value of the vertex of the polygon unit.
  • FIG. 17 only a method of predicting position information of a vertex 1701 of a polygon unit located on a left side of a current processing block is illustrated. However, the same method is used to determine a vertex of a polygon unit located on an upper side of a current processing block. The vertex of the polygon unit located at the bottom of the processing block adjacent to the above may be used to predict the position information about the position.
  • the encoder may transmit the displacement value information based on the coordinate value or the center point (or one point located inside the processing block) to the decoder.
  • the decoder when the decoder acquires position information of vertices of all polygon units in the current processing block, the decoder may derive a partition structure of the polygon units in the current processing block.
  • Table 9 illustrates the decoding syntax for the prediction process of the polygon unit division structure.
  • Table 9 illustrates a process of determining a prediction value by decoding an index for designating one of the candidates when there are several predictor candidates for the polygon unit vertex position.
  • 'upper_pos_x_off' means a position difference value between a vertex of a polygon unit located on the top side of the current CU (ie, a processing block) and a polygon vertex located on the bottom side of the CU adjacent to the current CU.
  • 'left_pos_y_off' means a position difference value between a vertex of a polygon unit located on the left side of the current CU and a polygon vertex located on the right side of the CU adjacent to the left.
  • 'upper_pos_x_pred_idx' is an index for predicting the position of the polygon vertex of the upper side of the current CU
  • 'left_pos_y_pred_idx' is an index for predicting the position of the polygon vertex of the left side of the current CU.
  • the corresponding index may not be signaled.
  • the polygon vertex position (upper_pos_x_pred_cand [upper_pos_x_pred_idx]) of the polygon base adjacent to the upper side indicated by 'upper_pos_x_pred_idx' is added as a predictor to add the displacement (that is, the difference value) (upper_pos_x_off) to the upper side of the polygon unit of the current CU. Deduce the vertex position value (upper_pos_x).
  • the same coding / decoding method for the polygon partition vertex position (left_pos_y) on the left side can be performed as above.
  • the size of the current processing block may be smaller than the size of the processing block adjacent to the left or top.
  • the current processing block may have a size of N ⁇ N, but the processing block adjacent to the left side may have a size of 2N ⁇ 2N.
  • the number of vertices of polygon units for each processing block determined on sides adjacent to each other may be different.
  • the current processing block and the adjacent processing block have the same size, fewer polygon unit vertices than the current processing block may be determined on adjacent sides of the adjacent processing block. That is, the number of polygon vertices for each processing block determined on sides adjacent to each other may be different.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating a prediction method of a polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • the predicted value determined from the position information of the polygon unit vertices located on the adjacent sides of the adjacent processing blocks can be used to predict the position information of some points among the plurality of polygon unit vertices located on the sides of the current processing block. That is, for some of the plurality of polygon unit vertices located on the left (top) side of the current processing block, a prediction value determined from the position information of the polygon unit vertex located on the right (bottom) side of the processing block adjacent to the left (top) is used.
  • the vertices of multiple polygon units determined on the left (top) side of the current processing block each have a range of possible displacement values (ie, the vertices of the polygon units can be located), and each polygon unit vertex It can only be predicted if the polygon unit vertices located on adjacent sides of adjacent processing blocks are within the range of possible displacement values for.
  • the position information of the polygon unit vertex located on the left (upper) side of the current processing block may be predicted from the polygon unit vertex of the adjacent processing block within the range in which it may be located.
  • the polygon unit vertices 1801 and 1802 positioned on the left side of the current processing block have a range in which they can be located, respectively. That is, polygon unit vertex 1801 can be located between a and b, and polygon unit vertex 1802 can be located between b and c.
  • the polygon unit vertex 1811 position of the adjacent processing block to predict the polygon unit vertex 1801 of the current processing block can be used.
  • the encoder determines whether the vertex 1811 of the polygon unit located on the right side of the previously decoded left adjacent processing block falls within the range of possible displacement values a-b of the polygon vertices of the left processing polygon of the current processing block. Then, the position information of the vertex 1811 of the polygon unit located on the right side of the previously decoded adjacent adjacent processing block, the polygon vertex 1801 located within the corresponding displacement value range ab among the left polygon polygon vertices of the current processing block. Determined by the predicted value for. Then, the difference value ⁇ between the determined predicted value and the vertex 1801 of the polygon unit located within the corresponding displacement value range a-b is transmitted to the decoder.
  • the difference value means a difference value in the vertical axis direction because it is a difference value from the predicted value in the processing block adjacent to the left side.
  • the difference value with the predicted value in the processing block adjacent to the upper side means the difference value in the horizontal axis direction.
  • the decoder receives from the encoder a difference value ⁇ between the predicted value and the vertex 1801 of the polygon unit located on the left side of the current processing block. Then, the position information of the vertex (for example, 1811) of the polygon unit in the processing block adjacent to the left side is determined as a predicted value. The position of the vertex 1801 of the polygon unit of the current processing block is derived based on the received difference value ⁇ and the determined prediction value.
  • the position of the polygon unit vertex 1802 which does not include the polygon unit vertex of the adjacent processing block within the displacement where it can be located among the polygon unit vertices 1801 and 1802 of the current processing block, can be predicted using the points of the adjacent processing blocks. Can't.
  • the position of the polygon unit vertex 1802 can be indicated by a displacement value based on a coordinate value or a center point (or one point located inside the processing block).
  • the position information for polygon unit vertices located within the current processing block and polygon unit vertices located on the right (bottom) side of the processing block are also based on coordinate values or center points (or one point located inside the processing block). It can be indicated by the displacement value.
  • FIG. 18 illustrates only a method of predicting position information of a vertex 1801 of a polygon unit located on the left side of the current processing block
  • the same method may be used to predict the position information of the polygon unit located on the upper side of the current processing block.
  • a vertex of a polygon unit located at the bottom of an adjacent processing block may be used.
  • Table 10 illustrates the decoding syntax for the prediction process of the polygon unit division structure.
  • 'upper_pos_x_off' refers to a position difference value between a vertex of a polygon unit located on the top side of the current CU (ie, a processing block) and a polygon vertex located on the bottom side of the CU adjacent to the current CU.
  • 'left_pos_y_off' means a position difference value between a vertex of a polygon unit located on the left side of the current CU and a polygon vertex located on the right side of the CU adjacent to the left.
  • 'upper_pos_x_pred' means the position value of the polygon vertex located at the base of the current CU adjacent to the upper CU.
  • 'left_pos_y_pred' means a position value of a polygon vertex located on the right side of the current CU and a CU adjacent to the left.
  • the vertex position of the polygon unit of the lower side of the adjacent adjacent CU is available (upper_cu_polygon_available). If the polygon vertex of the bottom side of the CU adjacent adjacent in the range of possible displacement values of the polygon vertex of the upper side of the current CU belongs to '1' can be indicated. On the other hand, '0' may be indicated when the polygon vertex of the bottom side of the CU adjacent to the upper side does not belong to the range of possible displacement values of the polygon vertex of the upper side of the current CU.
  • the position of the vertex of the polygon unit on the upper side of the current CU (upper_pos_x) is added by adding a displacement (that is, a difference value) (upper_pos_x_off) by using the vertex position (upper_pos_x_pred) of the polygon unit on the lower side of the adjacent CU as a predictor.
  • the same coding / decoding method for the polygon partition vertex position (left_pos_y) on the left side can be performed as above.
  • a quad-tree split structure ie, block mode
  • a polygon unit split structure ie, polygon unit mode
  • the block mode and the polygon unit mode on a processing block basis Can be determined.
  • a split point of an adjacent processing block may be used to predict a polygon unit vertex in the processing block to which the polygon unit mode is applied. This will be described with reference to the drawings below.
  • 19 is a diagram illustrating a prediction method of polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 illustrates a case where a polygonal unit mode is applied to a current processing block and a block mode is applied to a processing block adjacent to the left side.
  • the method according to the example of FIG. 16 may be equally applied.
  • the method according to the example of FIG. 17 may be equally applied.
  • the method according to the example of FIG. 17 may be equally applied.
  • the method according to the example of FIG. 17 may be equally applied.
  • the vertex of the polygon unit and the processing block adjacent to the processing block are divided into the block mode. Or lower blocks) to play the same role. Therefore, the 'vertex of the polygon unit' and the 'block dividing point' referred to herein may be collectively referred to as a 'split point'.
  • a method of spatially predicting a polygonal unit division structure of the current processing block from an adjacent processing block has been described.
  • the polygonal unit division structure of the current processing block may be temporally predicted.
  • a block used as prediction information about a polygonal unit partition structure is referred to as a 'prediction block'. This will be described with reference to the drawings below.
  • 20 is a diagram illustrating a prediction method of a polygonal unit division structure according to an embodiment of the present invention.
  • a picture including the current processing block 2002 is Picture Order Count (POC) 2
  • a picture including the prediction block 2001 is POC 1.
  • polygon unit division for a prediction block 2001 co-located of another picture in a temporal direction to determine a polygon unit division structure for the current processing block 2002.
  • the structural information can be used as a prediction value.
  • the encoder determines, as a predictive value, the position (ie, coordinate or displacement) of the vertex of the polygon unit in the predictive block 2001 co-located of the previously decoded picture.
  • the difference value ⁇ between the determined predicted value and the vertex position of the polygon unit in the current processing block is transmitted to the decoder.
  • the difference value for the vertex of the polygon unit on the left side / right side means the difference value in the vertical axis direction
  • the top side / bottom side means the difference value in the vertical axis direction
  • the difference value for the vertex of the polygon unit in the processing block means a difference value in the vertical axis and the horizontal axis direction.
  • temporal direction (ie, prediction direction) information about a picture used for prediction and a picture index identifying the prediction block 2001 for example, For example, POC
  • the encoder transmits the picture index (eg, POC) and prediction direction information including the prediction block 2001 to the decoder.
  • the decoder receives from the encoder a difference value ⁇ between a vertex position of the polygon unit in the current processing block 2002 and a prediction value thereof, and a picture index and prediction direction information including the prediction block 2001. Then, using the picture index and the prediction direction information, the polygon unit vertex position information in the co-located prediction block 2001 is determined as a prediction value. Then, the position of the vertex of the polygon unit of the current processing block 2002 is derived based on the received difference value ⁇ and the determined prediction value.
  • the decoder may derive the partition structure of the polygon unit in the current processing block by deriving the position information of the vertices of all the polygon units in the current processing block.
  • Time direction prediction may also be used.
  • Table 11 illustrates the decoding syntax for the prediction process of the polygon unit division structure.
  • 'center_pos_x_pred' and 'center_pos_y_pred' respectively indicate horizontal and vertical prediction values for polygon vertices determined inside a current CU (ie, a processing block).
  • 'upper_pos_x_pred' and 'down_pos_x_pred' represent the horizontal predictions for polygon vertices determined on the top and bottom sides of the current CU, respectively
  • 'Collocated_center_pos_x' and 'collocated_center_pos_y' respectively indicate horizontal and vertical positions (ie, coordinates or displacements) of polygon vertices determined inside the prediction CU.
  • 'collocated_upper_pos_x' and 'collocated_down_pos_x' indicate horizontal positions (ie, coordinates or displacements) of polygon vertices determined on the top and bottom sides of the prediction CU, respectively
  • 'collocated_right_pos_y' and 'collocated_left_pos_y' respectively indicate the right and left sides of the prediction CU. It represents the horizontal position (ie, coordinates or displacements) of the polygon vertices determined at.
  • 'center_pos_x_off' and 'center_pos_y_off' indicate horizontal and vertical difference values between polygon vertices of the current CU and the prediction CU, respectively.
  • 'upper_pos_x_off' and 'down_pos_x_off' indicate horizontal difference values between the upper and lower polygon vertices inside the current CU and the predictive CU, respectively
  • 'right_pos_y_off' and 'left_pox_y_off' respectively indicate the right side of the inner CU and the predictive CU.
  • 'derive_polygon_partition_info_from_collocated_cu' indicates whether to use polygon partition information of a collocated predictive CU in a temporal direction as a predictor.
  • 'derive_polygon_partition_info_from_collocated_cu' may be set to 1 when the same collocated prediction CU is coded in polygon mode.
  • 'derive_polygon_partition_info_from_collocated_cu' is set to '1', the polygon vertex position of the prediction CU is determined as a prediction value for the polygon vertex of the current CU.
  • 'merge_flag [x0] [y0]' is a flag indicating merge mode, and an offset value (ie, a difference value) with respect to the vertex position of the polygon unit is set differently according to the flag value. That is, when 'merge_flag [x0] [y0]' is '1', an offset value is assigned to 0 for each polygon vertex position. Otherwise, an offset value is separately allocated for each polygon vertex position. That is, a position offset value (ie, a difference value) is transmitted from the encoder to the decoder for each vertex of each polygon unit.
  • the final position of the polygon vertex of the current CU is decoded by adding a predictor and an offset value.
  • the motion vector (MV) of the polygon unit of the current processing block can also be predicted from a previously decoded neighboring processing block (or polygon unit) or a prediction block (or polygon unit) of another picture.
  • 21 is a diagram illustrating a polygon unit based decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder receives a motion vector difference value for a polygon unit of a current processing block from an encoder (S2101).
  • the motion vector difference value for the polygon unit of the processing block to be currently decoded is a prediction unit determined from a previously decoded neighboring processing block (or polygon unit) or another picture's prediction block (or polygon unit) and the polygon unit of the current processing block. It means the difference with the motion vector of.
  • the decoder determines a motion vector prediction value for the polygon unit of the processing block to be currently decoded (S2102).
  • the motion vector prediction value for the polygon unit of the processing block to be currently decoded may be determined from the previously decoded neighboring processing block (or polygon unit) or the prediction block (or polygon unit) of another picture.
  • the motion vector prediction value for the polygon unit of the processing block to be currently decoded may be determined in units of polygon units or may be determined in units of processing blocks.
  • a motion vector of the polygon unit of the processing block to be currently decoded is derived based on the motion vector difference value and the prediction value of the polygon unit of the processing block to be currently decoded (S2103).
  • the decoder can decode the processing block in polygon units.
  • a motion vector for a predicted block 2001 co-located of another picture to determine a motion vector for each polygon unit in the current processing block 2002. Can be used as a prediction value.
  • the encoder determines, as a predictive value, the motion vector of each polygon unit of the predictive block 2001 co-located of the previously decoded picture.
  • the difference value ⁇ between the determined prediction value and the motion vector of the polygon unit in the current processing block is transmitted to the decoder.
  • the difference value ⁇ for the motion vector means a two-dimensional difference value in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the encoder transmits a picture index (eg, POC) including the prediction block 2001 and temporal direction (ie, prediction direction) information about a picture used for prediction to the decoder.
  • a picture index eg, POC
  • temporal direction ie, prediction direction
  • the decoder receives from the encoder a difference value ⁇ between the motion vector for the polygon unit in the current processing block 2002 and the prediction value thereof, and the picture index and the prediction direction information including the prediction block 2001. Then, using the picture index and the prediction direction information, the motion vector for the polygon unit in the co-located prediction block 2001 is determined as the prediction value.
  • the motion vector for the polygon unit of the current processing block 2002 is derived based on the received motion vector difference value ⁇ and the determined motion vector prediction value.
  • the decoder may decode the current processing block in polygon units by deriving motion vectors of all polygon units in the current processing block.
  • Table 12 illustrates the decoding syntax for the motion vector prediction process of the polygon unit.
  • 'polygon_mv_x_pred [i]' and 'polygon_mv_y_pred [i]' represent motion vector prediction values for each polygon unit of the current CU (ie, a processing block).
  • 'collocated_polygon_mv_x [i]' and 'collocated_polygon_mv_y [i]' indicate motion vector values for each polygon unit of the prediction CU co-located with the current CU.
  • 'Polygon_mv_x_off [i]' and 'polygon_mv_y_off [i]' indicate motion vector difference values of the polygon unit of the current CU and the polygon unit of the prediction CU.
  • 'polygon_mv_x [i]' and 'polygon_mv_y [i]' indicate motion vector values for each polygon unit of the current CU.
  • 'derive_polygon_motion_info_from_collocated_cu' indicates whether to use a motion vector value of a collocated predictive CU in a temporal direction. 'derive_polygon_motion_info_from_collocated_cu' may be set to 1 when the same collocated prediction CU is coded in polygon mode.
  • 'merge_flag [x0] [y0]' is a flag indicating merge mode, and the offset value (i.e., differential value) of the motion vector for the polygon unit is different depending on the flag value. Is set. That is, when 'merge_flag [x0] [y0]' is '1', an offset value is assigned to 0 for each polygon. Otherwise, an offset value is separately allocated for each polygon. In this case, a motion vector offset value (ie, a difference value) is transmitted from the encoder to the decoder for each polygon unit.
  • the motion vector is predicted for each polygon unit.
  • a polygon unit having the same shape is required in a previously decoded picture to determine a prediction value.
  • the motion vector can be predicted in units of processing blocks, which will be described with reference to the following drawings.
  • 22 is a diagram illustrating a motion vector prediction method of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • a picture including the current processing block 2202 is POC (Picture Order Count) 2
  • a picture including the prediction block 2201 is POC 1.
  • a motion vector value of a prediction block 2201 in a temporal direction may be used for prediction to determine a motion vector for the current processing block 2202.
  • the encoder determines a prediction block 2201 where the rate-distortion cost has a minimum value in the candidate block available for inter prediction.
  • the amount of change in the position of the prediction block 2201 is determined based on the position of the current processing block 2202. That is, the motion vector prediction value applied to each polygon unit in the current processing block 2202 corresponds to a motion vector value determined in units of the current processing block 2202. In other words, the motion vector of the processing block corresponds to the motion vector prediction value in terms of each polygon unit in the processing block. Therefore, the motion vector of the processing block is referred to as the motion vector prediction value for the polygon unit hereinafter.
  • the encoder transmits the difference value ⁇ between the determined motion vector prediction value and the motion vector value for each polygon unit in the current processing block to the decoder.
  • the encoder transmits a picture index (eg, POC) including the prediction block 2201 and temporal direction (ie, prediction direction) information on a picture used for prediction to the decoder.
  • a picture index eg, POC
  • temporal direction ie, prediction direction
  • the decoder receives a difference value ⁇ between the motion vector prediction value and the motion vector value for each polygon unit in the current processing block, the picture index including the prediction block 2201 and the prediction direction.
  • the prediction block 2201 having the minimum rate-distortion cost in the candidate block available for inter prediction is determined using the picture index and the prediction direction, and the prediction block is based on the position of the current processing block 2202.
  • a change amount (ie, a difference value) of the position of 2201 is determined as a motion vector prediction value.
  • a motion vector value is derived for each polygon unit of the current processing block 2202 based on the received motion vector difference value? For each polygon unit and the determined prediction value.
  • the decoder decodes the current processing block in polygon units by deriving motion vectors of all polygon units in the current processing block.
  • the polygon unit division structure of the current processing block does not depend on the polygon unit division structure of the prediction block. That is, the polygon unit division structure of the current processing block may be independently determined according to the aforementioned method regardless of the prediction block.
  • Table 13 illustrates the decoding syntax for the motion vector prediction process of the polygon unit.
  • 'cu_polygon_mv_x' and 'cu_polygon_mv_y' mean motion vectors for the entire CU (ie, a processing block). That is, as described above, the motion vector of the processing block corresponds to the motion vector prediction value for each polygon unit.
  • 'Polygon_mv_x_off [i]' and 'polygon_mv_y_off [i]' represent difference values ⁇ between the motion vector prediction value and the motion vector value for each polygon unit in the current CU.
  • 'polygon_mv_x [i]' and 'polygon_mv_y [i]' represent motion vector values for each polygon unit in the current CU.
  • the motion vector value of each polygon unit in the current CU includes one prediction value (that is, 'cu_polygon_mv_x' and 'cu_polygon_mv_y') and the difference value of the corresponding polygon unit (that is, 'polygon_mv_x_off [i]' and 'polygon_mv_y_off [i]'). In addition, it is derived.
  • the motion vector prediction value for the polygon unit is determined to be the same on a processing block basis, but the motion vector prediction value may be independently determined for each polygon unit in the processing block. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a motion vector prediction method of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • an already coded polygon unit may be included in a current processing block or may be included in a processing block adjacent to the current processing block.
  • the motion vector of the polygon unit in the adjacent processing block may be used as a prediction value to derive the motion vector of the corresponding polygon unit.
  • the motion vector of the adjacent polygon unit in the current processing block is used as a prediction value to derive the motion vector of the corresponding polygon unit. It is available.
  • the encoder is adjacent to a processing block adjacent to the left (or top) with respect to polygon units 2302, 2303, 2304, and 2305 that are in contact with the left (or top side) of the processing block among the polygon units in the current processing block.
  • the motion vector value of the polygon unit is determined as a predicted value.
  • the motion vector value of the adjacent polygon unit 2301 in the adjacent processing block may be determined as the motion vector prediction value for the polygon unit 2302.
  • the encoder calculates motion vector values of polygon units adjacent in the current processing block for polygon units 2306, 2307, 2308, and 2309 that are not in contact with the left side (or the upper side) of the processing block among the polygon units in the current processing block. Determined by the predicted value.
  • the motion vector can be used as a prediction value.
  • the motion vector of the adjacent polygon unit can be used as a prediction value.
  • the polygon unit 2302 is coded after the polygon unit 2304 is coded, in order to derive the motion vector prediction value of the polygon unit 2302, the polygon unit 2301 or the current in the adjacent processing block.
  • the motion vector of polygon unit 2304 in the processing block can be used.
  • the encoder sets the motion vectors of neighboring polygon units as prediction candidates in the neighboring processing block or the current processing block for each polygon unit, and selects one of them to derive the motion vector prediction value.
  • prediction candidates may be generated from processing blocks that have been collocated again in the picture.
  • a motion vector for a polygon unit adjacent to the longest side of the current polygon unit may be selected as a prediction value. That is, in the above example, the polygon unit 2302 can use both the motion vector of the polygon unit 2301 in the adjacent processing block or the polygon unit 2304 in the current processing block as a prediction value, but the most of the current polygon unit 2302 is used.
  • the motion vector of the polygon unit 2304 adjacent to the long side may be selected as a prediction value.
  • the encoder transmits the difference value ⁇ between the determined motion vector prediction value and the motion vector of the polygon unit in the current processing block and the index of the selected polygon unit to derive the motion vector prediction value to the decoder.
  • the decoder receives, from the encoder, the difference value ⁇ between the motion vector and the motion vector prediction value for each polygon unit in the current processing block, and the index of the polygon unit selected to derive the motion vector prediction value. Then, using the index of the polygon unit, the motion vector of the polygon unit indicated by the index is determined as the motion vector predicted value. Then, a motion vector for each polygon unit of the current processing block is derived based on the received motion vector difference value ⁇ and the determined motion vector prediction value.
  • Table 14 illustrates the decoding syntax for the motion vector prediction process of the polygon unit.
  • 'polygon_mv_cand_idx [i]' indicates an index of a polygon unit selected to determine a motion vector prediction value for each polygon unit in a CU (ie, a processing block).
  • 'Polygon_mv_x_cand []' and 'polygon_mv_y_cand []' represent motion vector predictor candidates available in an adjacent processing block or in a current processing block.
  • 'polygon_mv_x_off [i]' and 'polygon_mv_y_off [i]' represent difference values ⁇ between the motion vector and the motion vector prediction value for each polygon unit in the current CU.
  • 'Polygon_mv_x [I]' and 'polygon_mv_y [i]' represent motion vector values for each polygon unit in the current CU.
  • the motion vector difference value of all polygon units is set to 0, and if 'merge_flag [x0] [y0]' is '0', the motion vector for each polygon unit is The difference value is set. That is, the encoder transmits a motion vector difference value to each decoder for each polygon unit.
  • the motion vector value of each polygon unit in the current CU is determined by the motion vector prediction values (ie, 'polygon_mv_x_cand []' and 'polygon_mv_y_cand []') and the difference value (ie, 'polygon_mv_x_off [i]' and 'polygon_mv_y_off [ i] ').
  • Table 14 assumes that a maximum of eight polygon units are configured for one CU (R1 to R8) and performs a for loop consisting of eight iterations. However, this is only one example, and as shown in the example of FIG. 8, when adjacent polygon units are combined, one CU may be configured with fewer polygon units. In this case, a for loop may be repeated as many times as the number of polygon units constituting the corresponding CU.
  • FIG. 24 illustrates a schematic internal block diagram of a polygon unit prediction unit that performs prediction on polygon units according to an embodiment of the present invention.
  • the polygon unit predictor 2400 implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 15 to 23.
  • the polygon unit predictor 2400 may include a difference value receiver 2401, a predictor value determiner 2402, and a derivation unit 2403.
  • the difference value receiver 2401 and the derivation unit 2403 may correspond to the adder 235 in FIG. 2
  • the prediction value determiner 2402 may correspond to the prediction unit 260.
  • the difference value receiver 2401 receives a difference value for a vertex or a motion vector of a polygon unit of a processing block to be currently decoded.
  • the prediction value determiner 2402 determines a prediction value or a motion vector prediction value of a vertex of the polygon unit of the processing block to be currently decoded.
  • the prediction value determiner 2402 may determine the predicted value or the motion vector predicted value of the vertex of the polygon unit of the processing block to be decoded from a previously decoded adjacent processing block or another picture in a temporal direction.
  • the derivation unit 2403 may derive the vertex position of the polygon unit of the processing block to be currently decoded based on the difference value and the prediction value of the vertex of the polygon unit of the processing block to be currently decoded. Also, the derivation unit 2403 may derive the motion vector of the polygon unit of the processing block to be currently decoded based on the motion vector difference value and the motion vector prediction value of the polygon unit of the processing block to be currently decoded.
  • the present invention proposes a method for predicting motion information of polygon vertices.
  • a motion vector refers to a multi-dimensianl vector (e.g., two or three dimensions) used for inter prediction, wherein the motion vector is a coordinate in the picture to be decoded. Provides an offset of the coordinates in the reference picture from (coordinates).
  • the motion vectors may be represented by respective motion vector components about the x-axis (horizontal direction) and the y-axis (vertical direction) orthogonal to each other constituting the xy plane.
  • Direction and y-axis (vertical direction), respectively.
  • the motion vector predictor and the motion vector difference also collectively refer to respective components on the x-axis (horizontal direction) and y-axis (vertical direction).
  • polygon vertices belonging to a processing block refers to a polygon vertex corresponding to an edge of the processing block, one or more vertices located on each side of the processing block, and one or more vertices located inside the processing block.
  • a coding unit CU or a coding block
  • a prediction unit PU or a prediction block
  • a transform unit or a transform block
  • the coding unit / prediction unit / transform unit may be replaced with a processing unit (or processing block) or the like having any size or shape.
  • 25 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector for a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • the motion vectors of adjacent blocks are available for any one vertex of the polygon unit (or polygon splitting block), the motion vectors of the adjacent blocks can be used to derive the predictive motion vector.
  • the block adjacent to the vertex of the polygon means a block composed of sides or points to which the polygon vertex belongs.
  • blocks (a), (b) and (c) correspond to blocks adjacent to the top-left vertex 2501 of the block composed of polygon units.
  • the current processing block is a processing block 2502 composed of polygon units (hereinafter referred to as a 'polygon processing block'), and surrounding processing blocks are quad-trees (as in HEVC).
  • a processing block 2501 hereinafter, referred to as a 'quad-tree processing block'
  • quad-tree processing block' A case of a processing block 2501 (hereinafter, referred to as a 'quad-tree processing block') determined by quad-tree division is illustrated.
  • the movements of the PUs (or each peripheral PUs adjacent to the vertex of the polygon unit) (or (a), (b), (c) in FIG. 25) belonging to each peripheral processing block adjacent to the vertex of the polygon unit The vectors (shown by arrows in FIG. 25) are the motion vector predictors of the vertices of the polygon unit (in FIG. 25, the motion vector predictors for the top-left vertex 2503 of the current polygon CU). ) To be a candidate for
  • a motion vector prediction value for a corresponding vertex may be derived based on the candidate list for the motion vector prediction value configured as described above. For example, a motion vector prediction value for a corresponding vertex may be determined based on motion vector prediction value index information indicating a specific motion vector prediction value among candidate lists for the motion vector prediction value. In this case, the encoder may code and provide the motion vector prediction value index information to the decoder. As another example, a motion vector prediction value for a corresponding polygon vertex may be determined as an average value or a median of candidate values belonging to a candidate list for the motion vector prediction value.
  • a weighted sum or weighted average (eg, a vertex of a current polygon unit and neighboring PUs belonging to the candidate list may be weighted to candidate values belonging to the candidate list for the motion vector prediction value).
  • the motion vector prediction value for the corresponding polygon vertex may be determined by applying the distance between centers.
  • motion vectors may be independently determined for three vertices constituting one polygon unit.
  • the motion compensation process of the polygon unit will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 26 illustrates a motion compensation process of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • a sample position is found in a reference frame corresponding to each pixel (or sample) through an affine transform during motion compensation. Get the value.
  • the affine transformation is determined through three vertex pairs between the current polygon unit and the corresponding split block of the reference frame.
  • Equation 1 illustrates an affine transformation formula
  • Equation 1 if ⁇ (x, y), (u, v)> is a vertex pair (for example, p_a corresponds to (x, y) and p_a + mv_a corresponds to (u, v) in FIG. 26). ). Since six vertices are derived from three vertex pairs, six unknowns (ie six vertex coordinates) can be obtained from the linear equation.
  • the predicted sample value in the polygon unit is derived from the sample value of the sample in the corresponding dividing unit calculated based on Equation 1 above. That is, the prediction unit for the corresponding polygon unit is generated with the corresponding sample value in the division unit.
  • FIG. 27 is a diagram illustrating a dividing method of polygonal units according to an embodiment of the present invention.
  • a polygon unit whose division is determined from displacements of four points located on each side of the processing block and one point inside the processing block is referred to as a "complex polygon unit”. do.
  • a complex polygon unit means a polygon unit that is generated by using four points located on each side of the processing block, one point inside the processing block, and four vertices of the processing block. Up to eight polygon units can be generated at.
  • the polygon unit whose division is determined only by the displacement for one point inside the processing block is referred to as a "simple polygon unit".
  • a flag for identifying a polygon partitioning scheme may be defined, such as a simple polygon unit division scheme or a complex polygon unit division scheme, and the encoder codes a flag for identifying a polygon division scheme for each processing block. Can be provided to the decoder.
  • the decoder checks a flag for identifying a polygon splitting scheme for each processing block, and in the case of a complicated polygon unit, decodes position information of five polygon vertices, while in a simple polygon unit, one polygon vertex Decode the position information for
  • the polygon splitting scheme may be determined according to the size of the processing block. For example, complex polygon units may be applied to large processing blocks having a size greater than or equal to a predefined size, and simple polygon units may be applied to small processing blocks having a size less than a predefined size. In this case, there is an advantage in that the encoder does not need to code information about the polygon division scheme for each processing block and provide the information to the decoder.
  • the decoder checks the size of each processing block, and in the case of a large processing block (that is, divided into complex polygon units), the decoder decodes position information of five polygon vertices, while the small processing block ( That is, in case of simple polygon unit, the position information of one polygon vertex is decoded.
  • only division type information of the polygon unit may be coded and provided to the decoder as shown in FIGS. 13, 6, and 7.
  • a motion vector may be independently determined for four points located on each side of the processing block, one point inside the processing block, and four vertices of the processing block.
  • the prediction polygon unit may be generated for each polygon unit by using the affine transform described above.
  • a motion vector may be independently determined for one internal point and four vertices of the processing block.
  • the prediction polygon unit may be generated for each polygon unit by using the affine transform described above.
  • motion vectors may be independently determined for four vertices of the processing block.
  • the prediction unit may be generated using the affine transform described above.
  • FIG. 28 is a diagram for describing a coding / decoding sequence for a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • a coding order of a motion vector for each polygon unit vertex may be determined as follows.
  • a coding order for each polygon vertex is described for convenience of description, but a decoding order for each polygon vertex may be determined in the same manner as the coding order.
  • the motion vectors for the four vertices (verticals (1), (3), (7) and (9) in Figure 28) that make up the corners of the processing block are coded first, and then for the remaining polygon vertices.
  • the motion vector can be coded.
  • the remaining polygon vertices perform coding of motion vectors for polygon vertices (vertices (2), (4), (6), (8) in Figure 28) located on each side of the processing block, and the processing block Coding of motion vectors for polygon vertices (vertexes 5 in FIG. 28) located therein may be performed.
  • the polygon vertices located on each side of the processing block are coded in a clockwise order (i.e., in the order of vertices (2), (6), (8), and (4)) or counterclockwise (i.e. Coded in vertices (2), (4), (8), (6) or raster-scan order (i.e., vertices (2), (4), (6), (8) Can be coded).
  • the motion vector values for polygon vertices (1) and (3) and the block adjacent to the top of the polygon vertex (2) may be used for motion vector prediction for a corresponding polygon vertex (2).
  • the motion vector values for neighboring polygon vertices (1) and (3) and the motion vector values for blocks adjacent to the polygon vertex (2) above are polygon vertices (2). It can be composed of a candidate list for deriving the motion vector prediction value of. Then, the motion vector prediction value for the polygon vertex 2 can be derived based on the candidate list of the motion vector prediction value configured as described above.
  • the motion vector prediction value for the corresponding polygon vertex 2 may be determined based on the motion vector prediction value index information indicating a specific candidate value from the candidate list for the motion vector prediction value.
  • the encoder may code and provide the motion vector prediction value index information to the decoder.
  • the motion vector prediction value for the polygon vertex 2 may be determined as an average value or a median of candidate values belonging to the candidate list for the motion vector prediction value.
  • a weighted sum or a weighted average (eg, a vertex of the current polygon unit and a polygon vertex or neighbor belonging to the candidate list) may be weighted to candidate values belonging to the candidate list for the motion vector prediction value.
  • Motion vector prediction value for the corresponding polygon vertex 2 may be determined by applying the distance between the centers of the PUs of the s).
  • a motion vector for each polygon vertex may be coded according to the raster-scan order as in the order of the number of polygon vertices in FIG. 28.
  • the motion vectors of polygon vertices (1), (2), (3), and (4) are added to the motion vector prediction for that polygon vertex (5).
  • the motion vector values for the neighboring polygon vertices (1), (2), (3), and (4) coded first may consist of a candidate list for deriving the motion vector prediction value of the polygon vertex (5).
  • the motion vector prediction value for the polygon vertex 5 may be derived based on the candidate list of the motion vector prediction value configured as described above.
  • a motion vector prediction value for the corresponding polygon vertex 5 may be determined based on motion vector prediction value index information indicating a specific candidate value among candidate lists for the motion vector prediction value.
  • the encoder may code and provide the motion vector prediction value index information to the decoder.
  • the motion vector prediction value for the polygon vertex 5 may be determined as an average value or a median of candidate values in the candidate list for the motion vector prediction value belonging to the candidate for the motion vector prediction value.
  • a weighted sum or a weighted average (eg, a vertex of the current polygon unit and a polygon vertex or neighbor belonging to the candidate list) may be weighted to candidate values belonging to the candidate list for the motion vector prediction value.
  • Motion vector prediction value for the corresponding polygon vertex 5 may be determined by applying the distance between the centers of the PUs of the s).
  • the construction of the candidate list for the motion vector prediction value may vary according to the coding order of the motion vector for each polygon vertex. Accordingly, an optimal coding order may be selected according to the availability of the motion vector of neighboring blocks (eg, PU) adjacent to the corresponding processing block or the configuration of the current polygon processing block (ie, the division form of the polygon unit). Can be.
  • the encoder may code and provide coding order information about polygon vertices belonging to the corresponding processing block to the decoder.
  • the difference value for the representative motion vector is coded for the motion vector for each polygon vertex (that is, the polygon vertex belonging to the polygon processing block) constituting the polygon processing block.
  • the representative motion vector for the processing block may be used as a motion vector prediction value for polygon vertices belonging to the processing block.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector for a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • 'mv_curr_polygon_CU' represents a representative motion vector for a processing block (e.g., CU) currently coded, and only the offset from the 'mv_curr_polygon_CU' value for the vertices (1) to (9), respectively. can do.
  • a polygon vertex belonging to a specific polygon vertex belonging to the current processing block for example, a polygon vertex corresponding to a top-left vertex of the current processing block or a polygon vertex located inside the current processing block
  • Etc. an average value or a median value of a motion vector with respect to polygon vertices belonging to the current processing block.
  • the representative motion vector 1) may be coded by applying an existing coding scheme, and 2) when the neighboring processing block (for example, CU) is a polygon processing block, the representative motion vector of the neighboring polygon processing block or 3 ) May be coded using a motion vector of an adjacent polygon vertex (ie, a motion vector of a polygon vertex belonging to an adjacent polygon processing block) as a predictor.
  • the neighboring processing block for example, CU
  • the representative motion vector of the neighboring polygon processing block or 3 May be coded using a motion vector of an adjacent polygon vertex (ie, a motion vector of a polygon vertex belonging to an adjacent polygon processing block) as a predictor.
  • the motion vector for the neighboring prediction unit PU (in the case of FIG. 29, the prediction units (a) and (b) in FIG. 29) is applied as a prediction candidate for mv_curr_polygon_CU prediction by applying a conventional motion vector prediction scheme.
  • the motion vector predictor candidate list for the representative motion vector of the current processing block may be configured as the motion vector for the neighboring prediction unit.
  • a representative motion vector for an adjacent polygon processing block (motion vector 'mv_left_polygon_CU' for a processing block adjacent to the left of the current processing block in FIG. 29) may be used as a prediction candidate for mv_curr_polygon_CU prediction.
  • the motion vector predictor candidate list for the representative motion vector of the current processing block may be configured as the representative motion vector for the adjacent polygon processing block.
  • prediction units (a) and (b) in FIG. 29 may also form a motion vector candidate list. That is, the motion vector prediction value candidate list for the representative motion vector of the current processing block may be configured with the representative motion vector for the adjacent polygon processing block and the motion vector for the neighboring prediction unit.
  • the motion vector ((c) of FIG. 29) of the top-left vertex of the current processing block may be used as a prediction candidate for mv_curr_polygon_CU prediction.
  • a motion vector predictor candidate list for a representative motion vector of the current processing block may be configured as a motion vector of polygon vertices belonging to an adjacent polygon processing block.
  • a motion vector predictor candidate list for a representative motion vector of may be constructed.
  • FIG. 30 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector with respect to a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 30 (a) illustrates a case of predicting a motion vector of a polygon vertex located on a side in contact with a neighboring polygon processing block
  • FIG. 30 (b) illustrates a polygon located on a side in contact with a neighboring quad-tree processing block.
  • An example of predicting a motion vector of a vertex is illustrated.
  • a motion vector prediction value (or motion vector prediction value candidate list) of a polygon vertex may be derived as a motion vector (if available) for a polygon vertex adjacent to the polygon vertex.
  • the motion vector predictor candidate list for the polygon vertex (2) is composed of the motion vectors for the polygon vertices (1) and (3). (If the motion vectors for polygon vertices (1) and (3) are available).
  • a motion vector prediction value of the polygon vertex may be determined by interpolating the motion vectors of polygon vertices adjacent to both sides.
  • the motion vector prediction value for the polygon vertex 2 may be determined by interpolating the motion vectors of the polygon vertices 1 and 3. have.
  • the motion vector prediction value of the polygon vertex may be determined as the motion vector of the polygon vertex closest to the polygon vertex among the polygon vertices belonging to the processing block.
  • a motion vector prediction value for the polygon vertex 2 may be determined as the motion vector of the polygon vertex 1 that is closest to the polygon vertex 2.
  • a motion vector prediction value (or a motion vector predictor candidate list) of the polygon vertex may be derived as a motion vector for a block (for example, a prediction block) that is adjacent to the polygon vertex.
  • a motion vector prediction value (or a motion vector prediction value candidate list) for the polygon vertex 2 may be derived as the motion vector (a) for the polygon vertex 2 and the neighboring upper block.
  • the motion vectors for neighboring polygon vertices may also be regarded as motion vector candidates of the same phase.
  • the motion vector prediction value candidate list for the polygon vertex may be configured with the motion vector for the polygon vertex and the neighboring block and the motion vector for the polygon vertex and the neighboring polygon vertex.
  • the motion vector prediction value for the polygon vertex may be determined by applying interpolation to the motion vectors of the polygon vertices corresponding to the four corners of the polygon processing block with respect to the vertex located at the center (inside) of the polygon processing block.
  • the motion vector predictions for polygon vertices (5) are polygon vertices (1), (3), (7), (9) corresponding to four corners of the polygon processing block. It can be determined by applying bilinear interpolation to the motion vector for.
  • a motion vector prediction value for the polygon vertex may be determined as a motion vector for the polygon vertex at the position closest to the vertex located at the center (inside) of the polygon processing block.
  • the motion vector prediction value for polygon vertex 5 may be determined as the motion vector of polygon vertex 9 that is closest to polygon vertex 5.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector with respect to a vertex of a polygon unit according to an embodiment of the present invention.
  • motion vector values may be shared for adjacent vertices between adjacent processing blocks.
  • the polygon vertices corresponding to the four corners of the processing block are at the same position as the vertices corresponding to the corners of the adjacent processing block (i.e., the x-axis (horizontal direction) and / or y-axis (vertical movement) coordinates). Since the motion vector value can be shared. That is, the motion vector of the polygon vertex (in the case of FIG. 31, the polygon vertices 3101 and 3103) corresponding to the edge of the current processing block may be determined as the motion vector of the vertex having the same position of the adjacent processing block.
  • polygon vertices that are not corresponding to the edges of the processing block but located on the side of the processing block may share the motion vector values as above. That is, the motion vector of the polygonal vertex positioned on the side in contact with the adjacent processing block may be determined as the motion vector of the vertex of the adjacent processing block having the same position (in the case of FIG. 31, the polygon vertex 3102).
  • the motion vector prediction value of the polygon vertex may be determined as a motion vector of a polygon vertex that is in contact with an adjacent processing block.
  • the encoder may code to signal the corresponding motion vector difference value to the decoder.
  • the motion vectors may be shared or the motion vector prediction value may be determined only when the same positions are provided.
  • a motion vector predictor candidate list for the current polygon vertex may be configured as a vertex of an adjacent processing block having the same position as the motion vector and the current polygon vertex.
  • the motion vector prediction value for the polygon vertex may be derived based on the candidate list of the motion vector prediction value configured as described above.
  • a motion vector prediction value for a corresponding polygon vertex may be determined based on motion vector prediction value index information indicating a specific candidate value among candidate lists for the motion vector prediction value.
  • the encoder may code and provide the motion vector prediction value index information to the decoder.
  • a motion vector prediction value for a corresponding polygon vertex may be determined as an average value or a median of candidate values belonging to a candidate list for the motion vector prediction value.
  • 32 is a diagram illustrating a method of predicting a motion vector of a quad-tree block according to an embodiment of the present invention.
  • the motion vector of the vertices in contact with the current coding block is moved. Can be used as a candidate vector predictor.
  • the motion vector mva for the polygon vertex in contact with the block (a) may be used as the motion vector predictor candidate for the block (a).
  • the motion vectors mvb and mvc for the polygon vertices in contact with the block may be used as motion vector prediction value candidates for the block.
  • 33 is a diagram illustrating in more detail an inter prediction unit that performs polygon unit based coding / decoding according to an embodiment of the present invention.
  • the inter prediction unit 181 (see FIG. 1 and 261: FIG. 2) implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 5 to 32.
  • the inter prediction units 181 and 261 may include a motion vector predictor derivation unit 3301, a motion vector difference derivation unit 3302, and a prediction sample derivation unit 3. 3303).
  • the motion vector predictor deriving unit 3301 derives a motion vector predictor for polygon vertices constituting the polygon unit.
  • the motion vector predictor deriving unit 3301 derives a motion vector predictor for each polygon vertex constituting the polygon unit by combining one or more of the methods described above in A) to H) or the methods described in A) to H). can do.
  • the motion vector prediction value candidate list for the polygon vertex When the motion vector prediction value candidate list for the polygon vertex is configured with a plurality of candidates for the motion vector prediction of the polygon vertex, the motion vector prediction value for the polygon vertex may be derived based on the configured motion vector prediction value candidate list. In this case, when any one of the candidate values belonging to the motion vector predictor candidate list is selected, the motion vector predictor deriving unit 3301 belonging to the decoder may receive index information indicating the selected candidate value from the encoder.
  • the motion vector difference value deriving unit 3302 derives a motion vector for the polygon vertex based on the motion vector difference and the motion vector prediction value for the polygon vertex.
  • the motion vector difference value deriving unit 3302 belonging to the decoder may receive a motion vector difference value for each polygon vertex from the encoder.
  • the motion vector difference value deriving unit 3302 may derive a motion vector for the polygon vertex by adding a motion vector difference value for the polygon vertex and a motion vector prediction value for the polygon vertex.
  • the predictive sample derivation unit 3303 derives the predictive sample value (or pixel value) of the corresponding polygon unit from the splitting unit specified by the motion vector in the reference picture (S3303).
  • the predictive sample derivation unit 3303 belonging to the decoder may receive information for specifying a reference picture from the encoder.
  • the prediction sample derivator 3303 may specify a corresponding division unit in the reference picture by using a motion vector for each polygon vertex constituting the polygon unit using the method described in A). Then, the predicted sample value (or pixel value) of the polygon unit may be derived from the sample value in the corresponding division unit. That is, the pixel value or interpolated value of the division unit (ie, the reference region) specified by the motion vector in the reference picture may be used as the prediction sample value (or pixel value) of the polygon unit.
  • an affine transform is used to belong to the corresponding polygon unit from a sample value in a corresponding division unit.
  • a predictive sample can be derived for the samples. That is, the pixel value of the reference region derived through the affine transform may be used as the prediction sample value (or pixel value) of the polygon unit.
  • 34 is a diagram illustrating a polygon unit-based image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder derives a motion vector predictor for polygon vertices constituting the polygon unit (S3401).
  • the encoder / decoder may derive a motion vector prediction value for each polygon vertex constituting the polygon unit by combining one or more of the methods described in A) to H) or the methods described in A) to H). .
  • the motion vector prediction value candidate list for the polygon vertex When the motion vector prediction value candidate list for the polygon vertex is configured with a plurality of candidates for the motion vector prediction of the polygon vertex, the motion vector prediction value for the polygon vertex may be derived based on the configured motion vector prediction value candidate list. In this case, when any one of the candidate values belonging to the motion vector predictor candidate list is selected, the decoder may be provided with index information indicating the selected candidate value from the encoder.
  • the encoder / decoder derives a motion vector for the polygon vertex based on the motion vector difference for the polygon vertex and the motion vector prediction value derived in step S3401 (S3402).
  • the decoder may receive a motion vector difference value for each polygon vertex from the encoder.
  • the encoder / decoder may derive the motion vector for the polygon vertex by adding the motion vector difference value for the polygon vertex and the motion vector prediction value for the polygon vertex derived in step S3401.
  • the encoder / decoder derives a prediction sample value (or pixel value) of the corresponding polygon unit from the division unit specified by the motion vector in the reference picture (S3403).
  • the decoder may be provided with information for specifying the reference picture from the encoder.
  • the encoder / decoder may specify a corresponding division unit using a motion vector for each polygon vertex constituting the polygon unit using the method described in A). Then, the predicted sample value (or pixel value) of the polygon unit may be derived from the sample value in the corresponding division unit. That is, the pixel value or interpolated value of the division unit (ie, the reference region) specified by the motion vector in the reference picture may be used as the prediction sample value (or pixel value) of the polygon unit.
  • each pixel (or sample) of the polygon unit is mapped using an affine transform.
  • a prediction sample for samples belonging to the corresponding polygon unit may be derived from the sample value of the splitting unit. That is, the pixel value of the reference region derived through the affine transform may be used as the prediction sample value (or pixel value) of the polygon unit.
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

본 발명에서는 폴리곤 유닛 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 폴리곤 유닛(polygon unit) 기반으로 영상을 디코딩하는 방법에 있어서, 상기 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)을 도출하는 단계, 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 및 상기 움직임 벡터 예측값을 기반으로 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출하는 단계 및 참조 픽쳐 내 상기 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛으로부터 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(prediction sample)을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

폴리곤 유닛 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상의 인코딩/디코딩 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 폴리곤(polygon) 유닛 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
기존의 정지 영상 또는 동영상의 압축 기술에서는 블록 기반으로 영상을 압축하는 방법을 이용하나, 블록 기반의 영상 압축 기술은 영상을 정방형으로 고정된 형태로 분할하여 영상을 압축하게 되므로 영상의 특성을 적절하게 반영하지 못할 수 있으며, 특히 복잡한 텍스쳐 코딩에 적합하지 않다.
본 발명의 목적은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 삼각형 형태 또는 임의의 형태를 가지는 폴리곤(polygon) 유닛을 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 폴리곤 유닛을 구성하는 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 예측하는 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 폴리곤 유닛의 샘플을 예측하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 폴리곤 유닛(polygon unit) 기반으로 영상을 디코딩하는 방법에 있어서, 상기 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)을 도출하는 단계, 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 및 상기 움직임 벡터 예측값을 기반으로 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출하는 단계 및 참조 픽쳐 내 상기 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛으로부터 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(prediction sample)을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 폴리곤 유닛(polygon unit) 기반으로 영상을 디코딩하는 장치에 있어서, 상기 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)을 도출하는 움직임 벡터 예측값 도출부, 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 및 상기 움직임 벡터 예측값을 기반으로 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출하는 움직임 벡터 도출부 및 참조 픽쳐 내 상기 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛으로부터 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(prediction sample)을 도출하는 예측 샘플 도출부를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 예측 샘플값은 아핀 변환(affine transform)을 이용하여 상기 분할 유닛 내 대응되는 샘플 값으로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트가 상기 폴리곤 꼭지점에 이웃하는 블록의 움직임 벡터 및/또는 상기 폴리곤 꼭지점에 이웃하는 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 구성되고, 상기 움직임 벡터 예측값은 상기 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트로부터 도출될 수 있다.
바람직하게, 상기 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점의 디코딩 순서에 따라 상기 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트가 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록의 모서리에 해당하는 4개의 꼭지점에 대한 움직임 벡터가 도출된 후, 상기 처리 블록의 나머지 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터가 도출될 수 있다.
바람직하게, 상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록의 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터는 레스터 스캔(raster-scan) 순서에 따라 도출될 수 있다.
바람직하게, 상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록에 대한 대표 움직임 벡터가 도출되고, 상기 움직임 벡터 예측값은 상기 대표 움직임 벡터로부터 도출될 수 있다.
바람직하게, 상기 움직임 벡터 예측값은 상기 폴리곤 꼭지점에 근접한 복수의 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터를 보간(interpolation)하여 결정되거나, 상기 폴리곤 꼭지점에 가장 근접한 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록의 내부에 위치하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값은 상기 처리 블록의 모서리에 해당하는 4개의 꼭지점의 움직임 벡터를 보간(interpolation)하여 결정되거나, 상기 폴리곤 꼭지점에 가장 근접한 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 결정될 수 있다.
바람직하게, 상기 움직임 벡터 예측값은 상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록에 인접한 블록에서 상기 폴리곤 꼭지점과 동일한 위치를 가지는 꼭지점의 움직임 벡터로부터 도출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 정지 영상 또는 동영상을 삼각형 형태 또는 임의의 형태를 가지는 폴리곤(polygon) 유닛을 기반으로 인코딩/디코딩함으로써 복잡한 영상을 보다 효율적으로 처리할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 폴리곤 유닛을 구성하는 각각의 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 예측하며, 또한 뿐만 아니라 폴리곤 유닛의 샘플 별로 샘플값을 예측함으로써 복잡한 영상을 보다 효율적으로 처리할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 좌표를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 타입을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 수행하는 영상 분할부의 개략적인 내부 블록도를 예시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛에 대한 예측을 수행하는 폴리곤 유닛 예측부의 개략적인 내부 블록도를 예시한다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 움직임 보상 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 코딩/디코딩 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대의 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대의 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼드-트리 블록의 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩/디코딩을 수행하는 인터 예측부를 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 영상 디코딩 방법을 예시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
아울러, 본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어를 사용하여 설명한다. 그러한 경우에는 해당 부분의 상세 설명에서 그 의미를 명확히 기재하므로, 본 발명의 설명에서 사용된 용어의 명칭만으로 단순 해석되어서는 안 될 것이며 그 해당 용어의 의미까지 파악하여 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다. 예를 들어, 신호, 데이터, 샘플, 픽쳐, 프레임, 블록 등의 경우 각 코딩 과정에서 적절하게 대체되어 해석될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 인코더(100)는 영상 분할부(110), 감산기(115), 변환부(120), 양자화부(130), 역양자화부(140), 역변환부(150), 필터링부(160), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer)(170), 예측부(180) 및 엔트로피 인코딩부(190)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(180)는 인터 예측부(181), 인트라 예측부(182)을 포함하여 구성될 수 있다.
영상 분할부(110)는 인코더(100)에 입력된 입력 영상 신호(Input video signal)(또는, 픽쳐, 프레임)를 하나 이상의 처리 단위 블록(이하, '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭함)으로 분할한다. 이때, 처리 단위 블록은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)일 수 있다.
특히, 본 발명에 있어서, 영상 분할부(110)는 하나의 처리 블록을 하나 이상의 '폴리곤 유닛(polygon unit)'으로 분할할 수 있다. 본 발명에 따른 폴리곤 유닛은 입력 영상의 인코딩 및 디코딩의 기본 단위로서 3개의 이상의 픽셀을 기반으로 블록으로부터 분할되는 다각형 형태의 유닛을 의미한다.
영상 분할부(110)는 이하 설명하는 실시예에서 제안하는 폴리곤 유닛의 분할 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 폴리곤 유닛의 분할 방법에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)를 감산하여 차분 신호(residual signal)를 생성한다. 생성된 차분 신호는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호에 변환 기법을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다.
양자화부(130)는 변환 계수를 양자화하여 엔트로피 인코딩부(190)로 전송하고, 엔트로피 인코딩부(190)는 양자화된 신호(quantized signal)를 엔트로피 코딩하여 비트 스트림으로 출력한다.
한편, 양자화부(130)로부터 출력된 양자화된 신호(quantized signal)는 예측 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 양자화된 신호(quantized signal)는 루프 내의 역양자화부(140) 및 역변환부(150)를 통해 역양자화 및 역변환을 적용함으로써 차분 신호를 복원할 수 있다. 복원된 차분 신호를 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182)로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성될 수 있다.
한편, 위와 같은 압축 과정에서 인접한 블록들이 서로 다른 양자화 파라미터에 의해 양자화됨으로써 블록 경계가 보이는 열화가 발생될 수 있다. 이러한 현상을 블록킹 열화(blocking artifacts)라고 하며, 이는 화질을 평가하는 중요한 요소 중의 하나이다. 이러한 열화를 줄이기 위해 필터링 과정을 수행할 수 있다. 이러한 필터링 과정을 통해 블록킹 열화를 제거함과 동시에 현재 픽쳐에 대한 오차를 줄임으로써 화질을 향상시킬 수 있게 된다.
필터링부(160)는 복원 신호에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼(170)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(181)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다. 이처럼, 필터링된 픽쳐를 화면간 예측 모드에서 참조 픽쳐로 이용함으로써 화질 뿐만 아니라 부호화 효율도 향상시킬 수 있다.
복호 픽쳐 버퍼(170)는 필터링된 픽쳐를 인터 예측부(181)에서의 참조 픽쳐으로 사용하기 위해 저장할 수 있다.
예측부(180)는 후술하는 바와 같이, 인터 예측을 수행하는 인터 예측부와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부를 포함한다.
예측부(180)는, 영상 분할부(110)에서 픽쳐의 처리 단위에 대하여 예측을 수행하여 예측 블록을 생성한다. 예측부(180)에서 픽쳐의 처리 단위는 CU일 수도 있고, TU일 수도 있고, PU일 수도 있다.
또한, 예측부(110)는 해당 처리 단위에 대하여 실시되는 예측이 인터 예측인지 인트라 예측인지를 결정하고, 각 예측 방법의 구체적인 내용(예컨대, 예측 모드 등)을 정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 예측 방법의 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 PU 단위로 결정되고, 예측의 수행은 TU 단위로 수행될 수도 있다.
인터 예측부(181)는 복원 픽쳐(reconstructed picture)를 참조하여 시간적 중복성 및/또는 공간적 중복성을 제거하기 위해 시간적 예측 및/또는 공간적 예측을 수행한다.
인터 예측의 방법으로서, 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, MVP(Motion Vector Predtiction) 등이 이용될 수 있다. 인터 예측부(181)는 현재 PU에 대하여, 참조 픽쳐를 선택하고 PU에 대응하는 참조 블록을 선택할 수 있다. 참조 블록은 정수 픽셀 단위로 선택될 수 있다. 이어서, 인터 예측부(181)는 현재 PU와의 차분 신호(residual signal)가 최소화되며, 움직임 벡터 크기 역시 최소가 되는 예측 블록을 생성한다.
예측 블록은 정수 샘플 단위로 생성될 수도 있고, 1/2 픽셀 단위 또는 1/4 픽셀 단위와 같이 정수 이하 픽셀 단위로 생성될 수도 있다. 이때, 움직임 벡터 역시 정수 픽셀 이하의 단위로 표현될 수 있다.
예측 블록을 생성하는 방식은 현재 블록의 예측 모드에 따라 달라질 수 있다. 인터 예측을 위해 적용되는 예측 모드에는 AMVP(Advanced Motion Vector Predictor), 머지(merge) 등이 있을 수 있다. 디코더에서도 인터 예측 모드를 식별할 수 있도록, 인코더는 스킵 모드의 적용 여부를 지시하는 스킵 플래그(skip flag), 머지 모드의 적용 여부를 지시하는 머지 플래그(merge flag) 등을 디코더로 제공할 수 있다.
일례로, AMVP(Advanced Motion Vector Predictor)가 적용되는 경우, 인터 예측부(181)는 복원된 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 콜 블록(co-located block)의 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 복원된 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 콜 블록의 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다.
그리고, 인터 예측부(181)는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 현재 블록의 움직임 벡터 예측값(MVP: Motion Vector Pridictor)을 도출(즉, 움직임 벡터 예측)할 수 있다. 디코더에서도 현재 블록의 움직임 벡터 예측값을 도출할 수 있도록, 인코더는 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 최적의 움직임 벡터를 지시하는 움직임 벡터 예측값 인덱스를 선택하고, 이를 디코더로 제공할 수 있다.
그리고, 인터 예측부(181)는 움직임 벡터 차분값(MVD: Motion Vector Difference)과 움직임 벡터 예측값의 합을 통해 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 디코더에서도 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있도록, 인코더는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 간의 움직임 벡터 차분값을 구하고, 움직임 벡터 차분값을 인코딩하여 디코더로 제공할 수 있다.
그리고, 인터 예측부(181)는 도출한 움직임 벡터와, 현재 블록의 참조 픽쳐를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다. 디코더에서도 예측 블록을 생성할 수 있도록, 인코더는 참조 픽쳐를 지시하는 참조 픽쳐 인덱스 등을 디코더로 제공할 수 있다.
다른 예로, 머지(merge)가 적용되는 경우, 인터 예측부(181)는 복원된 주변 블록의 움직임 정보 및/또는 콜 블록(co-located block)의 움직임 정보를 이용하여, 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다. 즉, 복원된 주변 블록 및/또는 콜 블록의 움직임 정보가 존재하는 경우, 이를 현재 블록에 대한 머지 후보로 사용할 수 있다.
그리고, 인터 예측부(181)는 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보 중에서 최적의 효율을 제공할 수 있는 머지 후보를 기반으로 현재 블록에 대한 움직임 벡터와 참조 픽처를 도출할 수 있다. 디코더에서도 현재 블록에 대한 움직임 벡터와 참조 픽처를 도출할 수 있도록, 인코더는 선택된 머지 후보를 지시하는 머지 인덱스를 디코더로 제공할 수 있다.
그리고, 인터 예측부(181)는 도출한 움직임 벡터와 참조 픽쳐를 기반으로 현재 블록에 대한 예측 블록을 생성할 수 있다.
또 다른 예로, 스킵 모드가 적용되는 경우, 주변 블록의 정보를 그대로 현재 블록에 이용할 수 있다. 따라서 스킵 모드의 경우에, 인코더는 현재 블록의 움직임 정보로서 어떤 블록의 움직임 정보를 이용할 것인지를 지시하는 정보만을 디코더에 제공할 수 있다.
인터 예측부(181)는 도출된 움직임 정보에 기반하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행함으로써, 현재 블록의 예측 블록을 생성할 수 있다. 즉, 인터 예측부(181)는 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 영역(또는 참조 블록)을 획득할 수 있다. 그리고, 인터 예측부(181)는 움직임 정보에 의해 특정된 참조 영역의 픽셀값 또는 보간(interpolation)된 값을 상기 현재 처리 블록의 예측값(predictor)으로 이용할 수 있다.
여기서, 예측 블록은 현재 블록에 대한 움직임 보상 수행 결과 생성된 예측값으로 구성되는, 움직임 보상된 블록을 의미할 수 있다. 또한, 복수의 움직임 보상된 블록은 하나의 움직임 보상된 영상을 구성할 수 있다.
여기서, 예측을 수행하기 위해 이용되는 참조 픽쳐는 이전 시간에 부호화/복호화 시 블록 단위로 양자화와 역양자화를 거친 변환된 신호이기 때문에, 블로킹 아티팩트(blocking artifact)나 링잉 아티팩트(ringing artifact)가 존재할 수 있다.
따라서, 인터 예측부(181)는 이러한 신호의 불연속이나 양자화로 인한 성능 저하를 해결하기 위해, 로우패스 필터(lowpass filter)를 적용함으로써 픽셀들 사이의 신호를 서브 픽셀 단위로 보간할 수 있다. 여기서, 서브 픽셀은 보간 필터를 적용하여 생성된 가상의 화소를 의미하고, 정수 픽셀은 복원된 픽쳐에 존재하는 실제 화소를 의미한다. 보간 방법으로는 선형 보간, 양선형 보간(bi-linear interpolation), 위너 필터(wiener filter) 등이 적용될 수 있다.
보간 필터는 복원 픽쳐(reconstructed picture)에 적용되어 예측의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 인터 예측부(181)는 정수 픽셀에 보간 필터를 적용하여 보간 픽셀을 생성하고, 보간 픽셀들(interpolated pixels)로 구성된 보간 블록(interpolated block)을 예측 블록(prediction block)으로 사용하여 예측을 수행할 수 있다.
인트라 예측부(182)는 현재 부호화를 진행하려고 하는 블록의 주변에 있는 샘플들을 참조하여 현재 블록을 예측한다.
인트라 예측에서 예측 모드는 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 예측 모드는 인트라 DC(Intra DC) 모드 및 인트라 플래너(Intra Planar) 모드를 포함할 수 있다.
인트라 예측부(182)는, 인트라 예측을 수행하기 위해 다음과 같은 과정을 수행할 수 있다. 먼저, 예측 신호를 생성하기 위해 필요한 참조 샘플을 준비할 수 있다. 그리고, 준비된 참조 샘플을 이용하여 예측 신호를 생성할 수 있다. 이후, 예측 모드를 부호화하게 된다. 이때, 참조 샘플은 참조 샘플 패딩 및/또는 참조 샘플 필터링을 통해 준비될 수 있다. 참조 샘플은 예측 및 복원 과정을 거쳤기 때문에 양자화 에러가 존재할 수 있다. 따라서, 이러한 에러를 줄이기 위해 인트라 예측에 이용되는 각 예측 모드에 대해 참조 샘플 필터링 과정이 수행될 수 있다.
인터 예측부(181) 또는 상기 인트라 예측부(182)를 통해 생성된 예측 신호(prediction signal)는 복원 신호를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 비디오 신호의 디코딩이 수행되는 디코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 디코더(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 역양자화부(220), 역변환부(230), 가산기(235), 필터링부(240), 복호 픽쳐 버퍼(DPB: Decoded Picture Buffer Unit)(250), 예측부(260)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고, 예측부(260)는 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디코더(200)를 통해 출력된 복원 영상 신호(reconstructed video signal)는 재생 장치를 통해 재생될 수 있다.
디코더(200)는 도 1의 인코더(100)로부터 출력된 신호(즉, 비트 스트림)을 수신하고, 수신된 신호는 엔트로피 디코딩부(210)를 통해 엔트로피 디코딩된다.
역양자화부(220)에서는 양자화 스텝 사이즈 정보를 이용하여 엔트로피 디코딩된 신호로부터 변환 계수(transform coefficient)를 획득한다.
역변환부(230)에서는 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)가 생성된다.
특히, 본 발명에 있어서 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262) 이하 설명하는 실시예에서 제안하는 폴리곤 유닛의 분할 구조(즉, 꼭지점 위치) 또는 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 예측하는 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)에 필터링을 적용하여 이를 재생 장치로 출력하거나 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송한다. 복호 픽쳐 버퍼부(250)에 전송된 필터링된 신호는 인터 예측부(261)에서 참조 픽쳐로 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 인코더(100)의 필터링부(160), 인터 예측부(181) 및 인트라 예측부(182)에서 설명된 실시예들은 각각 디코더의 필터링부(240), 인터 예측부(261) 및 인트라 예측부(262)에도 동일하게 적용될 수 있다.
일반적으로 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다. 블록 기반의 영상 압축 방법은 영상을 특정 블록 단위로 나누어서 처리하는 방법으로서, 메모리 사용과 연산량을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 코딩 유닛의 분할 구조를 설명하기 위한 도면이다.
인코더는 하나의 영상(또는 픽쳐)을 사각형 형태의 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit) 단위로 분할한다. 그리고, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 하나의 CTU 씩 순차적으로 인코딩한다.
HEVC에서 CTU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16 중 어느 하나로 정해질 수 있다. 인코더는 입력된 영상의 해상도 또는 입력된 영상의 특성 등에 따라 CTU의 크기를 선택하여 사용할 수 있다. CTU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CTB를 포함한다.
하나의 CTU은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조로 분할될 수 있다. 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 각 변의 길이가 절반씩 감소하는 4개의 유닛으로 분할될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다.
도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 코딩 유닛(CU: Coding Unit)으로 지칭된다.
CU은 입력 영상의 처리 과정, 예컨대 인트라(intra)/인터(inter) 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위를 의미한다. CU은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 블록(CB: Coding Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 CB를 포함한다. HEVC에서 CU의 크기는 64×64, 32×32, 16×16, 8×8 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
도 3을 참조하면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CTU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CTU은 CU에 해당한다.
CTU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 레벨 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 CU(a), CU(b), CU(j)는 CTU에서 한 번 분할되었으며, 레벨 1의 깊이를 가진다.
레벨 1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 CU(c), CU(h), CU(i)는 CTU에서 두 번 분할되었으며, 레벨 2의 깊이를 가진다.
또한, 레벨 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있다. 그리고, 레벨 3의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 CU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 d, e, f, g에 대응하는 CU(d), CU(e), CU(f), CU(g)는 CTU에서 3번 분할되었으며, 레벨 3의 깊이를 가진다.
인코더에서는 비디오 영상의 특성(예를 들어, 해상도)에 따라서 혹은 부호화의 효율을 고려하여 CU의 최대 크기 또는 최소 크기를 결정할 수 있다. 그리고, 이에 대한 정보 또는 이를 유도할 수 있는 정보가 비트스트림에 포함될 수 있다. 최대 크기를 가지는 CU를 최대 코딩 유닛(LCU: Largest Coding Unit)이라고 지칭하며, 최소 크기를 가지는 CU를 최소 코딩 유닛(SCU: Smallest Coding Unit)이라고 지칭할 수 있다.
또한, 트리 구조를 갖는 CU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 CU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 CU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, CU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 있다.
LCU가 쿼드 트리 형태로 분할되므로, LCU의 크기 및 최대 깊이 정보를 이용하면 SCU의 크기를 구할 수 있다. 또는 역으로, SCU의 크기 및 트리의 최대 깊이 정보를 이용하면, LCU의 크기를 구할 수 있다.
하나의 CU에 대하여, 해당 CU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 CU 플래그(split_cu_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 SCU을 제외한 모든 CU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 CU은 다시 4개의 CU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 CU은 더 이상 나누어지지 않고 해당 CU에 대한 처리 과정이 수행될 수 있다.
앞서 도 3의 실시예에서는 CU의 분할 과정에 대해 예로 들어 설명하였으나, 변환을 수행하는 기본 단위인 변환 유닛(TU: Transform Unit)의 분할 과정에 대해서도 상술한 쿼드 트리 구조를 적용할 수 있다.
TU는 코딩하려는 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다. 즉, CU은 변환 유닛(TU)에 대한 트리의 루트 노트(root node)에 해당한다.
TU는 쿼드-트리 구조로 분할되므로 CU로부터 분할된 TU는 다시 더 작은 하위 TU로 분할될 수 있다. HEVC에서는 TU의 크기는 32×32, 16×16, 8×8, 4×4 중 어느 하나로 정해질 수 있다.
하나의 TU에 대하여, 해당 TU이 분할 되는지 여부를 나타내는 정보(예를 들어, 분할 TU 플래그(split_transform_flag))가 디코더에 전달될 수 있다. 이 분할 정보는 최소 크기의 TU을 제외한 모든 TU에 포함되어 있다. 예를 들어, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '1'이면 해당 TU은 다시 4개의 TU으로 나누어지고, 분할 여부를 나타내는 플래그의 값이 '0'이면 해당 TU은 더 이상 나누어지지 않는다.
상술한 바와 같이, CU는 인트라 예측 또는 인터 예측이 수행되는 코딩의 기본 단위이다. HEVC는 입력 영상을 보다 효과적으로 코딩하기 위하여 CU를 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 단위로 분할한다.
PU는 예측 블록을 생성하는 기본 단위로서, 하나의 CU 내에서도 PU 단위로 서로 다르게 예측 블록을 생성할 수 있다. 다만, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 인트라 예측과 인터 예측이 혼합되어 사용되지 않으며, 하나의 CU 내에 속한 PU들은 동일한 예측 방법(즉, 인트라 예측 혹은 인터 예측)으로 코딩된다.
PU는 쿼드-트리 구조로 분할되지 않으며, 하나의 CU에서 미리 정해진 형태로 한번 분할된다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 예측 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
PU는 PU가 속하는 CU의 코딩 모드로 인트라 예측 모드가 사용되는지 인터 예측 모드가 사용되는지에 따라 상이하게 분할된다.
도 4(a)는 인트라 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시하고, 도 4(b)는 인터 예측 모드가 사용되는 경우의 PU를 예시한다.
도 4(a)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 2가지 타입(즉, 2N×2N 또는 N×N)으로 분할될 수 있다.
여기서, 2N×2N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU 내에 하나의 PU만이 존재하는 것을 의미한다.
반면, N×N 형태의 PU로 분할되는 경우, 하나의 CU는 4개의 PU로 분할되고, 각 PU 단위 별로 서로 다른 예측 블록이 생성된다. 다만, 이러한 PU의 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
도 4(b)를 참조하면, 하나의 CU의 크기가 2N×2N(N=4,8,16,32)인 경우를 가정하면, 하나의 CU는 8가지의 PU 타입(즉, 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD)으로 분할될 수 있다.
인트라 예측과 유사하게, N×N 형태의 PU 분할은 CU의 휘도 성분에 대한 CB의 크기가 최소 크기인 경우(즉, CU가 SCU인 경우)에만 수행될 수 있다.
인터 예측에서는 가로 방향으로 분할되는 2N×N 형태 및 세로 방향으로 분할되는 N×2N 형태의 PU 분할을 지원한다.
또한, 비대칭 움직임 분할(AMP: Asymmetric Motion Partition) 형태인 nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD 형태의 PU 분할을 지원한다. 여기서, 'n'은 2N의 1/4 값을 의미한다. 다만, AMP는 PU가 속한 CU가 최소 크기의 CU인 경우 사용될 수 없다.
하나의 CTU 내의 입력 영상을 효율적으로 부호화하기 위해 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU), 변환 유닛(TU)의 최적의 분할 구조는 아래와 같은 수행 과정을 거쳐 최소 율-왜곡(Rate-Distortion) 값을 기반으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 64×64 CTU 내 최적의 CU 분할 과정을 살펴보면, 64×64 크기의 CU에서 8×8 크기의 CU까지의 분할 과정을 거치면서 율-왜곡 비용을 계산할 수 있다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
1) 64×64 크기의 CU에 대해 인터/인트라 예측, 변환/양자화, 역양자화/역변환 및 엔트로피 인코딩 수행을 통해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
2) 64×64 CU를 32×32 크기의 CU 4개로 분할하고 각 32×32 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
3) 32×32 CU를 16×16 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 16×16 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
4) 16×16 CU를 8×8 크기의 CU 4개로 다시 분할하고, 각 8×8 CU에 대해 최소의 율-왜곡 값을 발생시키는 최적의 PU와 TU의 분할 구조를 결정한다.
5) 위의 3)의 과정에서 산출한 16×16 CU의 율-왜곡 값과 위의 4)의 과정에서 산출한 4개 8×8 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 16×16 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 16×16 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
6) 위의 2)의 과정에서 계산된 32×32 CU의 율-왜곡 값과 위의 5)의 과정에서 획득한 4개 16×16 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 32×32 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다. 이 과정을 나머지 3개의 32×32 CU들에 대해서도 동일하게 수행한다.
7) 마지막으로, 위의 1)의 과정에서 계산된 64×64 CU의 율-왜곡 값과 위의 6)의 과정에서 획득한 4개 32×32 CU의 율-왜곡 값의 합을 비교하여 64×64 블록 내에서 최적의 CU의 분할 구조를 결정한다.
상술한 바와 같이, 기존의 대부분의 정지 영상 또는 동영상 압축 기술(예를 들어, HEVC)에서는 블록 기반의 영상 압축 방법을 이용한다.
다만, 이러한 블록 기반의 영상 압축 기술은 영상의 분할 형태가 정방형으로 고정되어 있으므로 영상의 특성을 적절하게 반영하지 못할 수 있으며, 특히 복잡한 텍스쳐 코딩에 적합하지 않다. 이에 따라 보다 효과적으로 영상을 압축할 수 있는 영상 압축 기술이 요구된다.
이에 따라, 본 발명에서는 영상을 '폴리곤 유닛(polygon unit)' 단위로 압축하는 방법을 제안한다. 본 발명에서 제안하는 폴리곤 유닛에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 하나의 영상(또는 픽쳐)(501)는 정사각형 형태의 처리 블록(502)으로 분할된다. 여기서, 처리 블록(502)은 앞서 설명한 코딩 트리 유닛(CTU) 및 코딩 유닛(CU)을 포괄하는 개념으로 이해될 수 있다.
하나의 처리 블록(502)은 3개 이상의 픽셀을 기반으로 형성되는 하나 이상의 폴리곤 유닛(503)으로 분할될 수 있다.
상술한 바와 같이, 폴리곤 유닛(503)은 입력 영상의 인코딩 및 디코딩의 기본 단위를 의미한다. 즉, 앞서 설명한 코딩 유닛(CU), 예측 유닛(PU) 및 변환 유닛(TU)를 포괄하는 개념으로 이해될 수 있다. 또한, 하나의 폴리곤 유닛(503)은 크기가 작은 하위 폴리곤 유닛으로 더 분할될 수 있다.
이하, 본 명세서에서 설명의 편의를 위해 '픽셀'을 '점'으로 지칭한다. 그리고, 두 개의 점을 잇는 선분을 구성하는 연속적인 점의 집합을 '변'으로 지칭한다. 결국, 하나의 처리 블록(502)의 각 변 및 폴리곤 유닛의 각 변은 연속적인 복수 개의 점으로 구성된다.
실제 각각의 처리 블록(502)에 속하는 두 개의 변은 각각 서로 다른 연속적인 복수 개의 점으로 구성된다. 도 5(b)에서 'a'로 표시된 점들은 좌측의 처리 블록의 우변을 나타내고, 'b'로 표시된 점들은 우측의 처리 블록의 좌변을 나타낸다. 다만, 설명의 편의를 위해 도 5(a)에서 좌측 처리 블록의 우변과 우측 처리 블록의 좌변을 하나의 변으로 도시한 것과 마찬가지로, 이하 예시되는 도면에서 인접한 처리 블록 간에 인접한 변을 하나로 변으로 도시하여 설명한다.
또한, 도 5(b)에서 'A'로 표시된 점은 좌측의 처리 블록의 우변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점이고, 'B'로 표시된 점은 우측의 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점이다. 다만, 설명의 편의를 위해 서로 인접한 처리 블록의 인접한 점 간에 수직 인덱스(또는 좌표) 및/또는 수평 인덱스(또는 좌표)가 동일한 경우, 도 5(a)에서 'A'와 'B'를 하나의 점으로 도시한 것과 마찬가지로 이하 예시되는 도면에서 하나의 점으로 도시하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 인코더는 입력 영상을 처리 블록 단위로 분할한다(S601). 여기서, 처리 블록은 정사각형 형태의 블록을 의미한다.
인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록 내부에 적어도 하나의 점의 위치를 결정한다(S602). 그리고, 현재 코딩하려는 처리 블록의 각 변에 적어도 하나의 점의 위치를 결정한다(S603).
여기서, 인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록 내부에 적어도 하나의 점의 위치를 결정하고, 현재 코딩하려는 처리 블록의 각 변에 적어도 하나의 점의 위치를 결정하는 방법을 예시하였으나 이와 반대로 수행되어도 무방하다. 즉, 인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록의 각 변에 적어도 하나의 점의 위치를 결정한 후, 현재 코딩하려는 처리 블록 내부에 적어도 하나의 점의 위치를 결정할 수 있다. 이 경우, S602 단계와 S603 단계는 순서가 서로 바뀔 수 있다.
처리 블록 내부 또는 각 변에 점을 결정하는 방법에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록의 꼭지점과 각 변에 결정된 점 중 적어도 두 개의 점과 현재 처리 블록 내부에 결정된 점을 이용하여 현재 처리 블록을 적어도 하나의 폴리곤 유닛으로 분할함으로써, 폴리곤 유닛을 생성한다(S604).
그리고, 인코더는 폴리곤 유닛 단위로 코딩을 수행한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩 방법을 예시하는 도면이다.
이하 설명의 편의를 위해 하나의 처리 블록 내부에 하나의 점이 결정되고, 처리 블록의 각 변에 하나의 점이 결정되는 경우를 가정하여 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 하나의 처리 블록 내부에 복수 개의 점이 결정될 수 있으며, 마찬가지로 처리 블록의 각 변에 복수 개의 점이 결정될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 처리 블록 내부에 하나의 점이 결정되고, 처리 블록의 각 변에 하나의 점이 결정되는 경우에 각 처리 블록 별로 최대 8개의 폴리곤 유닛(R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 영역)이 생성될 수 있다. 즉, 처리 블록의 꼭지점인 4개의 점(P1, P3, P7, P9)과 각 변의 점(P2, P4, P6, P8) 중에서 적어도 2개의 점과 처리 블록의 내부의 한 점(P5)을 이용하여 폴리곤 유닛이 생성될 수 있다.
여기서, 처리 블록의 꼭지점인 4개의 점(P1, P3, P7, P9)은 고정되고, 나머지 5개의 점(즉, P2, P4, P5, P6, P8)은 가변적인 위치를 가질 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해 (Px, Py, Pz)는 Px, Py, Pz를 꼭지점으로 하는 폴리곤 유닛을 지칭한다. 예를 들어, (P1, P2, P5)는 P1, P2 및 P5를 꼭지점으로 하는 폴리곤 유닛(즉, 도 7에서 R2)을 지칭한다.
가변적인 위치를 가질 수 있는 점(P2, P4, P5, P6, P8)의 위치를 결정하기 위한 방법에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
먼저, P5는 처리 블록 내에서 자유롭게 위치할 수 있으며, 인코더 장치는 처리 블록 내에서 P5의 위치를 결정한다.
처리 블록 내부의 한 점(P5)는 풀 서치(full search) 방법 또는 다양한 빠른 서치(fast search) 방법을 사용하여 결정할 수도 있다. 여기서, 풀 서치 방법 또는 빠른 서치 방법은 기존의 영상 코딩 기술에서 사용하였던 모든 가능한 방법이 적용될 수 있다. 빠른 서치 방법의 일례로, 다이아몬드 탐색 기법(Diamond Search), 십자 다이아몬드 탐색 기법(Cross Diamond Search), 새로운 십자 다이아몬드 탐색 기법(New Cross Diamond Search) 등이 이용될 수 있다.
인코더는 처리 블록 내부의 모든 점(풀 서치의 경우) 또는 후보 점(빠른 서치의 경우)에 대하여 처리 블록 내부에 위치하는 점으로 가정하고 4 개의 폴리곤 유닛(즉, (P1, P3, P5), (P1, P7, P5), (P3, P9, P5), (P7, P9, P5))을 생성한다. 그리고, 4개의 폴리곤 유닛에 대하여 원본 영상과 비교하여 왜곡(distortion)(예를 들어, SSD(sum of square difference) 또는 SAD(sum of absolute difference) 등) 또는 율-왜곡(rate-distortion) 값(또는 비용)을 계산하고, 왜곡 값 또는 율-왜곡 비용이 최소가 되는 점을 P5로 결정할 수 있다.
또한, 폴리곤 유닛의 분할 구조를 보다 빠르게 결정하기 위하여 처리 블록 내부의 한 점(P5)의 위치를 처리 블록의 중심점으로 결정할 수도 있다.
위와 같은 방법으로 P5의 위치가 결정되면, (P1, P3, P5)(즉, R2+R3 영역), (P1, P7, P5)(즉, R1+R8 영역), (P3, P9, P5)(즉, R4+R5 영역), (P7, P9, P5)(즉, R6+R7 영역)와 같은 4 개의 영역(또는 폴리곤 유닛)이 생성된다.
그리고, 인코더 장치는 처리 블록의 각 변에 위치하는 4 개의 점(즉, P2, P4, P6, P8)의 위치를 결정한다. 여기서, P2는 P1과 P3 사이에서, P4는 P1과 P7 사이에서, P6은 P3과 P9 사이에서, P8은 P7과 P9 사이에서 자유롭게 위치할 수 있다.
처리 블록의 각 변에 위치하는 4개의 점(즉, P2, P4, P6, P8)의 위치는 각 폴리곤 유닛의 율-왜곡 비용(rate-distortion cost)을 최소화하는 점으로 결정할 수 있다. 예를 들어, R2, R3 폴리곤 유닛은 이미 결정된 P1, P3, P5를 기반으로 생성된 R2+R3 영역에서 P2의 위치를 조절함으로써 R2, R3의 율-왜곡 비용을 최소화하는 위치로 결정할 수 있다. 이와 동일한 방법으로 P4, P6, P8의 위치를 조절하여 R1, R4, R5, R6, R7, R8의 폴리곤 유닛을 결정한다.
또한, 처리 블록의 각 변에 위치하는 4개의 점(즉, P2, P4, P6, P8)의 위치는 처리 블록의 각 변에서 변화율(gradient)이 가장 큰 위치로 결정할 수도 있다. 예를 들어, P2의 위치는 P1과 P3를 잇는 변을 구성하는 점 중에서 인접한 점 간에 변화가 가장 큰 점으로 결정될 수 있다. 이와 동일한 방법으로 P1과 P7 사이에서 P4, P3과 P9 사이에서 P6, P7과 P9 사이에서 P8의 위치를 결정할 수 있다.
이와 같이, 처리 블록의 변에 위치하는 4개의 점(즉, P2, P4, P6, P8)의 위치가 결정되면, (P1, P4, P5)(R1 폴리곤 유닛), (P1, P2, P5)(R2 폴리곤 유닛), (P2, P3, P5)(R3 폴리곤 유닛), (P3, P6, P5)(R4 폴리곤 유닛), (P6, P9, P5)(R5 폴리곤 유닛), (P8, P9, P5)(R6 폴리곤 유닛), (P7, P8, P5)(R7 폴리곤 유닛), (P4, P7, P5)(R8 폴리곤 유닛)와 같은 8개의 폴리곤 유닛이 생성된다.
상술한 설명에서는 처리 블록 내부에 위치하는 한 점을 결정한 후 처리 블록의 각 변에 위치하는 점을 결정하는 방법을 설명하였으나, 이와 반대로 처리 블록의 각 변에 위치하는 점을 먼저 결정한 후 처리 블록 내부에 위치하는 한 점을 결정할 수도 있다.
한편, 앞서 도 7에 따른 실시예에서는 하나의 처리 블록 내에 총 8개의 폴리곤 유닛이 생성되는 폴리곤 유닛 분할 구조에 대하여 설명하였으나, 하나의 처리 블록 내에서 더 적은 수의 폴리곤 유닛이 생성될 수도 있다. 즉, 처리 블록의 각 변에 위치하는 4개의 점(P2, P4, P6, P8)이 결정되어 총 8개의 폴리곤 유닛이 생성된 후, 서로 인접한 폴리곤 유닛끼리 병합(merging)될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 예시하는 도면이다.
도 8(a)를 참조하면, 처리 블록의 내부에 결정된 P5와 처리 블록의 꼭지점 P1, P3, P7, P9을 이용하여 A1, A2, A3, A4 4개의 폴리곤 유닛을 생성한다.
그리고 각각의 폴리곤 영역 내에서 서브-폴리곤은 가변적으로 분할된다. 정한다. 여기서, 가변적으로 분할된다는 의미는 처리 블록의 각 변에서 P2, P4, P6, P8의 위치를 결정하여 각 폴리곤을 서브-폴리곤으로 분할하고, 율-왜곡 비용 등을 고려하여 동일한 폴리곤으로부터 분할된 서브-폴리곤을 합친다는 의미이다. 즉, P5, P1, P3, P7, P9을 이용하여 생성된 각각의 폴리곤 유닛(A1, A2, A3, A4)에 대하여 율-왜곡 비용을 최소인 최적의 폴리곤 유닛 분할 구조를 결정한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 각각 폴리곤 유닛에 대하여 율-왜곡 비용을 계산하고, 해당 폴리곤 유닛 내부에 분할된 각 서브-폴리곤 유닛에 대하여 율-왜곡 비용을 계산한다.
폴리곤 유닛에 대한 율-왜곡 비용과 해당 폴리곤 유닛 내부에 생성된 각 서브-폴리곤 유닛에 대한 율-왜곡 비용의 합을 비교하고, 최소의 율-왜곡 비용을 발생시키는 폴리곤 유닛 분할 구조를 결정한다.
따라서, 폴리곤 유닛 내부에 서브-폴리곤 유닛으로 분할된 구조가 율-왜곡 비용이 최소인 최적의 분할 구조인 경우 폴리곤 유닛 내부에 서브-폴리곤 유닛으로 분할된 구조가 결정된다. 반면, 서브-폴리곤 유닛으로 분할되지 않은 구조가 율-왜곡 비용이 최소인 최적의 분할 구조인 경우 폴리곤 유닛 내부가 서브-폴리곤 유닛으로 분할되지 않은 된 구조가 결정된다. 즉, 폴리곤 유닛 내부에 분할되었던 서브-폴리곤 유닛들이 병합(merge)될 수 있다.
이와 같이, 처리 블록의 각 변에서 P2, P4, P6 및 P8의 위치를 모두 결정하여 서브-폴리곤 유닛을 생성한 후, 율-왜곡 비용을 고려하여 A1, A2, A3, A4 내에서 생성된 인접한 서브-폴리곤 유닛끼리 합칠 수 있다.
도 8(a)에서는 A3, A4 내부에 생성된 서브-폴리곤 유닛은 합쳐져서 최종적으로 각각 R4 폴리곤 유닛과 R5 폴리곤 유닛이 생성되고, A1 및 A2 내부에 생성된 서브-폴리곤 유닛은 합쳐지지 않고 최종적으로 R1 및 R6, R2 및 R3가 생성되는 경우를 예시한다.
도 8(b)를 참조하면, 처리 블록의 내부에 결정된 P5와 처리 블록의 꼭지점 P1, P3, P7, P9을 이용하여 B1, B2, B3, B4 4개의 폴리곤 유닛을 가변적으로 생성한다. 즉, 처리 블록의 내부에 P5의 위치를 결정하여 4개의 폴리곤으로 분할하고, 율-왜곡 비용 등을 고려하여 하나 이상의 인접한 폴리곤을 합친다는 의미이다.
보다 구체적으로 살펴보면, 각각의 분할된 폴리곤 유닛에 대하여 율-왜곡 비용을 계산한다. 그리고, 4개의 폴리곤 유닛 중에서 하나 이상의 인접한 폴리곤 유닛이 합쳐진 구조에서 율-왜곡 비용을 계산한다. 그리고, 율-왜곡 비용이 최소인 폴리곤 유닛 분할 구조를 결정한다. 즉, 하나 이상의 인접한 폴리곤 유닛이 병합(merge)될 수 있다.
그리고, 위와 같이 결정된 폴리곤 유닛 분할 구조에서 합쳐지지 않은 폴리곤 유닛은 보다 세부적으로 분할되어 서브-폴리곤 유닛이 결정될 수 있다.
도 8(b)에서는 B2, B3 영역이 합쳐져서 R2 폴리곤 유닛이 생성되고, 합쳐지지 않은 B1 및 B4 영역은 다시 각각 R1 및 R5, R3 및 R4로 분할되는 경우를 예시한다.
도 8(c)를 참조하면, 처리 블록의 내부에 결정된 P5, 처리 블록 각 변에 결정된 P2, P4, P6, P8 및 처리 블록의 꼭지점 P1, P3, P7, P9을 이용하여 8개의 폴리곤 유닛을 생성하고, 율-왜곡 비용이 최소인 폴리곤 유닛 분할 구조를 결정한다.
다시 말해, 각각의 분할된 폴리곤 유닛에 대하여 율-왜곡 비용을 계산한다. 그리고, 8개의 폴리곤 유닛 중에서 하나 이상의 인접한 폴리곤 유닛을 합쳐진 구조에서 율-왜곡 비용을 계산한다. 그리고, 율-왜곡 비용이 최소인 폴리곤 유닛 분할 구조를 결정한다. 즉, 하나 이상의 인접한 폴리곤 유닛이 병합(merge)될 수 있다.
도 8(c)에서 P5, P2, P4, P6, P8의 위치를 모두 정하여, C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8 8개의 폴리곤 유닛을 생성하고, 하나 이상의 인접한 폴리곤 유닛을 합친다. 도 8(c)에서 C2, C3, C4가 합쳐져서 R2가 생성되고, C1, C8이 합쳐져서 R1이 생성된다.
한편, 하나의 처리 블록은 쿼드-트리(Quad-tree) 구조 및 폴리곤 유닛 분할 구조가 혼재되어 분할될 수 있다. 이와 같이, 쿼드-트리 형태 및 폴리곤 유닛 형태가 혼재되어 분할되는 구조를 하이브리드 구조(Hybrid Structure)로 지칭할 수 있다. 또한, 하이브리드 구조를 이용하여 생성되는 유닛을 하이브리드 유닛(HU: Hybrid Unit)으로 지칭할 수 있다. HU는 HCU(Hybrid Coding Unit), HPU(Hybrid Prediction Unit), HTU(Hybrid Transform Unit)으로 지칭할 수도 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 9를 참조하면, 인코더는 입력 영상을 처리 블록 단위로 분할한다(S901). 여기서, 처리 블록은 정사각형 형태의 블록을 의미한다.
인코더는 처리 블록을 더 세부적으로 분할할지 여부를 판단한다(S902).
S902 단계에서 판단한 결과, 현재 코딩하려는 처리 블록을 더 이상 분할하지 않는 것으로 결정된 경우, 인코더는 처리 블록 단위로 코딩을 수행한다.
반면, S902 단계에서 판단한 결과, 현재 코딩하려는 처리 블록을 분할하는 것으로 결정된 경우, 인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록을 폴리곤 유닛 형태의 분할 구조(즉, 폴리곤 모드)로 분할할지 쿼드-트리 형태의 분할 구조(즉, 블록 모드)로 분할할지 판단한다(S903).
S903 단계에서 판단할 결과, 폴리곤 유닛 모드로 분할하는 것이 결정된 경우, 인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록 내부에 적어도 하나의 점의 위치를 결정한다(S904). 그리고, 현재 코딩하려는 처리 블록의 각 변에 적어도 하나의 점의 위치를 결정한다(S905).
여기서, 인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록 내부에 적어도 하나의 점의 위치를 결정하고, 현재 처리 블록의 각 변에 적어도 하나의 점의 위치를 결정하는 방법을 예시하였으나 이와 반대로 수행되어도 무방하다. 즉, 인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록 각 변에 적어도 하나의 점의 위치를 결정한 후, 현재 처리 블록 내부에 적어도 하나의 점의 위치를 결정할 수 있다. 이 경우, S904 단계와 S905 단계는 순서가 서로 바뀔 수 있다.
인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록의 꼭지점과 현재 처리 블록의 각 변에 결정된 점 중 적어도 두 개의 점과 현재 처리 블록 내부에 결정된 점을 이용하여 현재 코딩하려는 처리 블록을 적어도 하나의 폴리곤 유닛으로 분할함으로써, 폴리곤 유닛을 생성한다(S906).
그리고, 인코더는 폴리곤 유닛 단위로 코딩을 수행한다.
반면, S903 단계에서 판단할 결과, 블록 모드로 분할하는 것이 결정된 경우, 인코더는 현재 코딩하려는 처리 블록을 쿼드-트리 구조로 분할한다(S907).
그리고, S902 단계 이전으로 분기하여 쿼드-트리 구조로 분할된 처리 블록의 분할 여부를 판단하고, 현재 코딩하려는 처리 블록이 더 이상 분할되지 않을 때까지 앞서 설명한 과정이 동일하게 진행된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 가장 상위의 처리 블록의 크기를 2N×2N이라고 하면, 가장 상위의 처리 블록은 가장 작은 깊이(depth)(즉, 레벨 0) 값을 가진다.
그리고, 가장 상위 처리 블록은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 레벨 1의 깊이를 가지는 4개의 하위 처리 블록들이 생성될 수 있다. 즉, 가상 상위 처리 블록은 4개의 N×N 크기를 가지는 하위 처리 블록으로 분할될 수 있다.
마찬가지로, N×N 크기를 가지는 하나의 처리 블록은 다시 N/2×N/2 크기를 가지는 레벨 2의 깊이의 처리 블록으로 분할될 수 있으며, N/2×N/2 크기를 가지는 처리 블록은 다시 N/4×N/4 크기를 가지는 레벨 3의 깊이의 처리 블록으로 분할될 수 있다. 즉, 이러한 처리 블록의 분할 과정은 반복적으로(recursive) 수행될 수 있으며, 모든 처리 블록들이 동일한 형태로 분할될 필요는 없다.
이때, 처리 블록의 분할 깊이(즉, 레벨)와는 무관하게, 하나의 처리 블록은 앞서 도 7 및 도 8에서 설명한 방법에 따라 폴리곤 유닛으로 분할될 수 있다.
다만, 폴리곤 유닛으로 분할된 처리 블록은 더 이상 쿼드-트리 형태로 분할되지 않는다. 즉, 폴리곤 유닛은 리프 노드(leaf node)에 해당한다.
즉, 2N×2N 크기를 가지는 하나의 처리 블록이 폴리곤 유닛으로 분할된 처리 블록은 더 이상 쿼드-트리 형태로 분할되지 않는다. 마찬가지로, N×N 또는 N/2×N/2 크기를 가지는 처리 블록 중 폴리곤 유닛으로 분할된 처리 블록은 더 이상 쿼드-트리 형태로 분할되지 않는다.
도 10에서는 N/2×N/2 크기를 가지는 처리 블록(1001)과 N×N 크기를 가지는 처리 블록(1002)이 폴리곤 유닛으로 분할된 경우를 예시한다. 도 10에서는 설명의 편의를 위해 하나의 처리 블록이 총 8개의 폴리곤으로 분할된 경우를 가정한다. 이와 같이, 폴리곤 유닛 분할 구조로 분할된 처리 블록은 해당 처리 블록의 분할 깊이와 무관하게 더 이상 쿼드-트리 형태로 분할되지 않는다.
이와 같이, 하나의 처리 블록의 분할을 위해 쿼드-트리 분할 구조 및 폴리곤 유닛 분할 구조가 혼합되어 이용되는 경우, 각각의 처리 블록이 쿼드-트리 형태로 분할되는지 폴리곤 유닛 형태로 분할되는지 지시하는 지시 정보가 필요하다. 예를 들어, 분할 모드 플래그(예를 들어, 코딩 유닛 모드 플래그(coding unit mode flag))가 정의되어, '0'은 쿼드-트리 형태의 분할 구조(즉, 블록 모드)를 지시하고, '1'은 폴리곤 유닛 형태의 분할 구조(즉, 폴리곤 유닛 모드)를 지시할 수 있다.
다시 말해, 디코더는 인코더로부터 분할 모드를 지시하는 플래그 정보를 수신함으로써, 현재 디코딩하려는 처리 블록이 블록 모드로 분할되었는지 폴리곤 유닛 모드로 분할되었는지 판단할 수 있다.
이에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
일례로, 코딩 유닛(CU) 단위로 앞서 설명한 하이브리드 구조가 적용될 수 있다. 즉, 이 경우 처리 블록은 코딩 유닛에 해당한다.
이하, 본 명세서에서 예시하는 신택스에서 기존의 HEVC에서 정의하고 있는 신택스 요소는 HEVC 표준 규격 문서를 참조할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
표 1은 CU 단위의 하이브리드 구조에 대한 신택스(syntax)를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000001
표 1을 참조하면, 'coding_unit(x0, y0, log2CbSize)'은 현재 디코딩하려는 CU(즉, 처리 블록)를 특정하기 위한 신택스 요소이다. 여기서, x0, y0 인덱스는 현재 CU의 좌상단 점의 위치를 나타내며, 일례로 픽쳐의 좌상단 점으로부터 상대적인 위치로 특정될 수 있다. 또한, log2CbSize는 현재 CU의 크기를 나타낸다.
'hybrid_coding_unit_enabled_flag'은 CU가 하이브리드 구조를 가질 수 있는지는 나타내는 플래그이며, '1'인 경우 'cu_hybrid_flag'가 존재함을 나타내고, '0'인 경우 'cu_hybrid_flag'가 존재하지 않음을 나타낸다.
'cu_hybrid_flag'는 현재 CU가 하이브리드 CU 모드로 코딩 됨을 나타내는 플래그이다. 즉, 현재 CU가 쿼드-트리 형태 및 폴리곤 유닛 형태가 혼재되어 분할되는 것을 지시한다. 'cu_hybrid_flag'가 '1'인 경우에는 해당 CU가 HCU임을 나타내며, 이 경우 HCU를 위한 새로운 신택스(…*)가 추가될 수 있다. 'cu_hybrid_flag'가 '0'인 경우 기존의 HEVC의 코딩 유닛 신택스가 호출된다. 여기서, 'cu_hybrid_flag'이 존재하지 않을 때에는 값을 '0'으로 간주한다.
위와 같이, 하이브리드 구조가 적용되는 경우, 디코더 장치는 인코더 장치로부터 'hybrid_coding_unit_enabled_flag'를 수신하여 현재 CU가 하이브리드 구조를 가질 수 있는지는 판단하고, 'cu_hybrid_flag'를 수신하여 현재 CU가 하이브리드 CU 모드로 코딩 되었는지 여부를 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 예측 유닛(PU) 단위로 앞서 설명한 하이브리드 구조가 적용될 수 있다. 즉, 이 경우 처리 블록은 예측 유닛에 해당한다.
표 2는 HEVC에서의 예측 블록 분할 모드를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000002
표 2를 참조하면, HEVC에서는 앞서 도 4의 예시와 같이 8가지의 분할 모드(PartMode)를 정의한다. 여기서, 상술한 바와 같이 PART_2N×2N 및 PART_N×N은 인트라 예측 모드 또는 인터 예측 모드에서 이용될 수 있다. 그리고, PART_N×2N, PART_2N×N, PART_nL×2N, PART_nR×2N, PART_2N×nU, PART_2N×nD는 인터 예측 모드에서만 이용될 수 있다.
현재 CU에 적용되는 예측 모드에 따라 표 2에서 정의된 모드 중에서 하나의 모드가 결정될 수 있다.
기존의 표 2와 같은 분할 모드(PartMode)에서 폴리곤 타입(polygon type)의 분할 모드(PartMode)(즉, PART_polygon)이 추가로 정의되어 아래 표 3과 같은 PU 분할 모드가 정해질 수 있다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000003
표 3을 참조하면, 기존의 표 2와 같은 분할 모드(PartMode)에서 폴리곤 타입(polygon type)의 분할 모드(PartMode)(즉, PART_polygon)이 추가로 정의될 수 있다.
여기서, 폴리곤 타입(polygon type)의 분할 모드(PART_polygon)는 현재 CU가 인트라 예측 모드로 예측되는지 또는 인터 예측 모드로 예측되는지 무관하게 이용될 수 있다.
표 4는 PU 단위의 하이브리드 구조에 대한 신택스(syntax)를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000004
Figure PCTKR2016001521-appb-I000001
표 4를 참조하면, 기존 CU 신택스에서 PU 신텍스를 호출할 때 폴리곤 타입의 PU(즉, PART_polygon)의 호출이 추가될 수 있다.
디코더는 현재 CU의 예측 모드가 인트라 모드가 아니거나 현재 CU의 크기가 최소 CU인 경우(CuPredMode[ x0 ][ y0 ] != MODE_INTRA | | log2CbSize = = MinCbLog2SizeY ), 분할 모드(part_mode)를 호출한다.
part_mode는 앞서 표 3과 같이 현재 CU의 분할 모드를 특정한다. part_mode의 의미는 현재 CU의 예측 모드 'CuPredMode[x0][y0]'에 따라 결정된다.
이와 같이, 디코더는 인코더로부터 수신한 분할 모드(part_mode) 정보를 호출함으로써 해당 처리 블록의 어떠한 모드로 분할되었는지 판단할 수 있다.
표 4에서는 CU 예측 모드가 인트라 모드가 아닌 경우, 즉 인터 모드인 경우(CuPredMode[ x0 ][ y0 ] = = MODE_INTER), 폴리곤 타입의 PU를 호출하는 신택스 요소 'polygon_prediction_unit( )'가 추가되는 경우를 예시한다.
즉, 폴리곤 타입의 PU이 선택된 경우, 기존 prediction_unit() 신택스와 다른 기능을 수행하는 폴리곤 타입의 PU를 호출하는 신택스 요소 'polygon_prediction_unit ( )'이 추가되어 폴리곤 구조를 가지는 예측 블록의 예측을 수행한다.
한편, 앞서 설명한 예시에서는 처리 블록(예를 들어, 코딩 유닛 또는 예측 유닛 등) 단위로 블록 모드와 폴리곤 유닛 모드가 결정되는 예를 설명하였으나, 블록 모드와 폴리곤 유닛 모드는 최대 크기의 처리 블록 단위로 결정될 수도 있다.
특정한 최대 처리 블록에 블록 모드가 적용되는 경우, 해당 최대 처리 블록은 쿼드-트리 형태로 반복적으로 분할될 수 있으나, 하위 처리 블록들은 폴리곤 유닛 형태로 분할되지 않는다.
반면, 특정한 최대 처리 블록에 폴리곤 유닛 모드가 적용되는 경우 해당 최대 처리 블록은 폴리곤 유닛 형태로만 분할될 수 있다.
한편, 처리 블록이 폴리곤 모드가 적용되어 폴리곤 유닛으로 분할되는 경우, 폴리곤 유닛을 형성하는 폴리곤 꼭지점의 위치 정보를 디코더에 전송하여야 한다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 좌표를 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, 디코더는 인코더로부터 처리 블록의 꼭지점 중 좌상단 점(P1)의 수평/수직 좌표와 처리 블록의 크기 정보를 수신하고, 수신한 정보를 기반으로 처리 블록의 나머지 꼭지점(P3, P7, P9)의 위치를 특정할 수 있다.
또한, 이외의 가변적으로 위치가 결정되는 점(P5, P2, P4, P6, P8)의 위치 정보로 디코더로 전송되어야 한다.
도 11에서 'center_pos_x' 및 'center_pos_y'는 각각 처리 블록의 내부에 위치하는 점의 수평 좌표 및 수직 좌표를 나타낸다. 그리고, 'upper_pos_x'는 처리 블록의 윗변에 위치하는 점의 수평 좌표를 나타낸다. 'right_pos_y'는 처리 블록의 오른쪽 변에 위치하는 점의 수직 좌표를 나타낸다. 'down_pos_x'는 처리 블록의 아래쪽 변에 위치하는 점의 수평 좌표를 나타낸다. 'left_pos_y'는 처리 블록의 왼쪽 변에 위치하는 점의 수직 좌표를 나타낸다.
여기서, 폴리곤 유닛을 형성하는 폴리곤 꼭지점의 위치 정보는 해당 폴리곤 유닛이 속한 처리 블록의 좌상단 점의 좌표를 기준으로 상대적인 변위로 나타낼 수 있다.
또한, 폴리곤 유닛을 형성하는 폴리곤 꼭지점의 위치 정보는 해당 폴리곤 유닛이 속한 처리 블록의 중심점의 좌표를 기준으로 상대적인 변위로 나타낼 수 있다.
이러한 '변위'는 기준이 되는 점과의 위치의 변화량을 의미하며, 가로축 및/또는 세로축 좌표 값의 차이 값으로 표현되거나 또는 중심점과의 거리 및 각도(중심점을 지나는 수직축을 0°/360°로 가정)로서 표현될 수 있다.
한편, 앞서 도 8의 예시와 같이, 폴리곤 유닛이 인접한 폴리곤 유닛과 합쳐진 경우에는 폴리곤 꼭지점의 일부 위치 정보가 디코더로 전송되지 않아도 무방하다. 예를 들어, 도 8(a)의 경우 처리 블록 오른쪽 변에 위치하는 P6, 처리 블록 아래쪽 변에 위치하는 P8의 위치 정보를 디코더로 전송되지 않을 수 있다.
디코더는 처리 블록의 윗변 및 아래쪽 변에 위치하는 점의 수직 좌표 그리고 처리 블록의 왼쪽 변 및 오른쪽 변에 위치하는 점의 수평 좌표는 처리 블록의 꼭지점 중 좌상단 점(P1)의 좌표와 처리 블록의 크기 정보로부터 도출할 수 있다.
표 5는 폴리곤 유닛의 꼭지점 좌표에 대한 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000005
표 5를 참조하면, 'cu_polygon_flag'는 현재 CU가 폴리곤 모드로 코딩되었음을 지시하는 플래그이다. 'cu_polygon_flag'가 '1'인 경우에, 폴리곤 꼭지점의 위치를 나타내는 신택스 요소 'center_pos_x', 'center_pos_y', 'upper_pos_x', 'right_pos_y', 'down_pos_x' 및 'left_pos_y'가 호출된다.
상술한 바와 같이, 폴리곤 유닛이 인접한 폴리곤 유닛과 합쳐진 경우에는 폴리곤 꼭지점의 일부 위치 정보가 디코더로 전송되지 않을 수 있으며, 이 경우 표 5에서 일부의 신택스 요소가 생략될 수 있다.
디코더는 처리 블록의 좌상단 점의 좌표, 처리 블록의 크기 정보와 함께 폴리곤 꼭지점의 위치 정보를 인코더로부터 수신함으로써, 각각의 처리 블록이 어떠한 폴리곤 유닛의 분할 구조로 분할되었는지 판단할 수 있다.
한편, 앞서 도 5 내지 도 11에서는 하나의 처리 블록의 내부에 위치하는 점 및 각 변에 위치하는 점을 결정함으로써 처리 블록을 폴리곤 유닛으로 분할하는 방법을 설명하였으나, 하나의 처리 블록은 미리 정해진 폴리곤 유닛의 분할 타입(또는 패턴) 중에서 선택된 어느 하나의 타입으로 분할될 수도 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 인코더는 입력 영상을 처리 블록 단위로 분할한다(S1201). 여기서, 처리 블록은 정사각형 형태의 블록을 의미한다.
인코더는 미리 정해진 폴리곤 유닛 분할 타입 중에서 하나의 폴리곤 유닛 분할 타입을 선택한다(S1202). 폴리곤 유닛 분할 타입에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
인코더는 S1202 단계에서 선택된 폴리곤 유닛 분할 타입으로 현재 코딩하려는 처리 블록을 폴리곤 유닛으로 분할함으로써, 폴리곤 유닛을 생성한다(S1203).
그리고, 인코더는 폴리곤 유닛 단위로 코딩을 수행한다.
이하, 폴리곤 유닛 분할 타입에 대하여 살펴본다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 타입을 예시하는 도면이다.
앞서 도 4에서 설명한 HEVC에서 미리 정의한 예측 블록(PU)의 분할 타입과 유사하게 폴리곤 유닛의 분할 타입이 미리 정해질 수 있다.
도 13을 참조하면, 처리 블록의 우상단 꼭지점에서 좌하단 꼭지점을 잇는 선분에 의해 2개의 폴리곤 유닛으로 분할되는 타입(PART_nRD), 처리 블록의 좌상단 꼭지점에서 우하단 꼭지점을 잇는 선분에 의해 2개의 폴리곤 유닛으로 분할되는 타입(PART_nLD), 처리 블록의 4개 꼭지점 중 2개의 꼭지점과 중심점을 이용하여 4개의 폴리곤 유닛으로 분할되는 타입(PART_nCR)이 미리 정의될 수 있다.
다만, 도 13에서 예시된 폴리곤 유닛 분할 타입은 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
표 6은 폴리곤 유닛 분할 타입을 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000006
표 6을 참조하면, 기존의 표 2와 같은 분할 모드(PartMode)에서 폴리곤 유닛의 분할 타입(PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR)이 추가로 정의될 수 있다.
표 6에서는 인터 예측 모드에서 폴리곤 유닛의 분할 타입(PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR)이 추가되는 경우를 예시하고 있으나, 인트라 예측 모드에서도 동일하게 폴리곤 유닛의 분할 타입이 추가될 수도 있다.
앞서 표 3과 비교하면, 앞서 표 3에서는 폴리곤 타입의 분할 모드만을 정의하여 현재 처리 블록이 폴리곤 유닛으로 분할되는지 여부만이 지시할 수 있다. 즉, 폴리곤 유닛 분할 구조가 어떠한 형태로 구성되는지 정보는 포함되지 않으므로, 디코더는 폴리곤 꼭지점에 대한 정보를 추가로 필요로 한다.
반면, 표 6에서는 폴리곤 유닛의 분할 타입으로부터 현재 처리 블록의 어떠한 형태의 폴리곤 유닛으로 분할되었는지 디코더에서 판단할 수 있다. 따라서, 이 경우 인코더는 폴리곤 꼭지점에 대한 좌표 정보(도 11 참조)를 디코더로 전송하지 않을 수 있다.
표 7은 폴리곤 유닛 분할 타입에 대한 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000007
Figure PCTKR2016001521-appb-I000002
표 7을 참조하면, 기존 CU 신택스에서 PU 신텍스를 호출할 때 폴리곤 유닛의 분할 타입(PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR)의 호출이 추가될 수 있다.
디코더는 현재 CU의 예측 모드가 인트라 모드가 아니거나 현재 CU의 크기가 최소 CU인 경우(CuPredMode[ x0 ][ y0 ] != MODE_INTRA | | log2CbSize = = MinCbLog2SizeY ), 분할 모드(part_mode)를 호출한다.
part_mode는 앞서 표 6과 같이 현재 CU의 분할 모드를 특정한다. part_mode의 의미는 현재 CU의 예측 모드 'CuPredMode[x0][y0]'에 따라 결정된다.
이와 같이, 디코더는 인코더로부터 수신한 분할 모드(part_mode) 정보를 호출함으로써 해당 처리 블록의 어떠한 폴리곤 유닛 분할 타입으로 분할되었는지 판단할 수 있다.
표 7에서는 CU 예측 모드가 인트라 모드가 아닌 경우, 즉 인터 모드인 경우(CuPredMode[ x0 ][ y0 ] = = MODE_INTER), 폴리곤 유닛의 분할 타입(PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR)을 호출하는 신택스 요소 'polygon_prediction_unit( )'가 추가되는 경우를 예시한다.
즉, 폴리곤 유닛의 분할 타입(PART_nRD, PART_nLD, PART_nCR) 중 어느 하나가 선택된 경우, 선택된 폴리곤 유닛의 분할 타입의 PU를 호출하는 신택스 요소 'polygon_prediction_unit ( )'이 추가되어 선택된 타입의 폴리곤 구조를 가지는 예측 블록의 예측을 수행한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할을 수행하는 영상 분할부의 개략적인 내부 블록도를 예시한다.
도 14를 참조하면, 영상 분할부(1400)는 앞서 도 3 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 영상 분할부(1400)는 블록 분할부(1401) 및 폴리곤 유닛 분할부(1402)로 구성될 수 있다.
여기서, 영상 분할부(1400)는 도 1에서 영상 분할부(110)에 해당될 수 있다.
블록 분할부(1401)는 인코더로 입력된 입력 영상을 처리 블록 단위로 분할한다. 그리고, 처리 블록 단위로 입력 영상을 출력한다.
폴리곤 유닛 분할부(1402)는 처리 블록 분할부(1401)로부터 처리 블록 단위로 입력 영상을 입력 받는다. 그리고, 현재 코딩하려는 처리 블록을 폴리곤 유닛 단위로 분할한다.
여기서, 폴리곤 유닛 분할부(1402)는 현재 코딩하려는 처리 블록 내부 및 해당 처리 블록의 각 변에 적어도 하나의 점의 위치를 결정하고, 현재 코딩하려는 처리 블록의 꼭지점과 각 변에 결정된 점 중 적어도 두 개의 점과 현재 처리 블록 내부에 결정된 점을 이용하여 현재 처리 블록을 적어도 하나의 폴리곤 유닛으로 분할할 수 있다.
또한, 폴리곤 유닛 분할부(1402)는 미리 정해진 폴리곤 유닛 분할 타입 중에서 하나의 폴리곤 유닛 분할 타입을 선택하고, 선택된 폴리곤 유닛 분할 타입으로 현재 코딩하려는 처리 블록을 폴리곤 유닛으로 분할할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 처리 블록이 폴리곤 유닛으로 분할되는 경우, 처리 블록 내부에 결정된 점과 각 변에 결정된 점의 위치 정보 또는 폴리곤 유닛 분할 타입 정보가 디코더에 전달되어야 한다.
다만, 폴리곤 유닛 분할 타입이 미리 정해지지 않은 경우, 처리 블록 내부에 결정된 점과 각 변에 결정된 점의 위치 정보가 전달되어야 하나 이와 같이 모든 폴리곤 꼭지점에 대한 위치 정보를 전달하기에는 정보량이 크기 때문에 정보량을 감소시키기 위한 방법이 필요하다.
따라서, 본 발명에서는 폴리곤 유닛을 형성하는 꼭지점의 위치 정보를 이전에 디코딩된 인접한 처리 블록 또는 다른 영상(또는 픽쳐)로부터 예측하는 방법을 제안한다. 따라서, 이하 본 발명에서는 폴리곤 유닛 분할 타입이 미리 정해지지 않은 경우를 가정한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 15를 참조하면, 디코더는 인코더로부터 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 차분값을 수신한다(S1501).
여기서, 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치에 대한 차분값은 이전에 디코딩된 인접한 처리 블록 또는 다른 픽쳐로부터 결정된 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 예측값과 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치와의 차이값을 의미한다.
현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치에 대한 차분값에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
디코더는 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 예측값을 결정한다(S1502). 여기서, 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 예측값은 이전에 디코딩된 인접한 처리 블록 또는 시간(temporal) 방향으로 다른 픽쳐로부터 결정될 수 있다.
현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 예측값에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 차분값과 예측값을 기반으로 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치를 도출한다(S1503).
이와 같이 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치를 도출함으로써, 디코더는 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조를 결정할 수 있다. 그리고, 디코더는 결정된 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조를 기반으로, 폴리곤 유닛 단위로 디코딩을 수행한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
현재 처리 블록과 인접한 처리 블록에는 입력 영상 내 동일한 물체가 속할 확률이 높으므로, 각각의 처리 블록 내에 생성된 폴리곤 유닛들도 서로 연속성을 가질 수 있다.
따라서, 인접한 처리 블록의 인접 변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점(vertex)의 위치 정보를 현재 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보를 예측하는데 이용할 수 있다. 즉, 현재 처리 블록의 왼쪽(위쪽) 변에 위치한 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대해서는 현재 처리 블록의 왼쪽(위쪽)에 인접한 처리 블록의 오른쪽(아래) 변에 위치한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보를 예측 값으로 이용한다.
도 16을 참조하면, 래스터 스캔 순서(raster scan order)에 따라 처리 블록씩 순차적으로 인코딩/디코딩되므로 현재 처리 블록의 좌측에 인접한 처리 블록에 속한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보는 이미 결정되어 있다.
인코더는 이전에 디코딩된 좌측의 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1611)의 위치(즉, 좌표 또는 변위)를 예측값으로 결정한다. 그리고, 결정한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 예측값과 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1601) 위치 간의 차분값(Δ)을 디코더로 전송한다.
여기서, 차분값은 좌측에 인접한 처리 블록에서의 예측값과의 차분값이므로 수직축 방향에서의 차이값을 의미한다. 반면, 위쪽에 인접한 처리 블록에서의 예측값과의 차분값은 수평축 방향에서의 차이값을 의미한다.
디코더는 인코더로부터 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치에 대한 예측값과 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1601) 간의 차분값(Δ)을 수신한다. 그리고, 이전에 디코딩된 좌측의 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1611)의 위치 정보를 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 차분값(Δ)과 결정한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 예측값을 기반으로 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1601)의 위치를 도출한다.
도 16에서는 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1601)에 대한 위치 정보를 예측하는 방법만을 예시하고 있으나, 이와 동일한 방법을 이용하여 현재 처리 블록의 윗변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1602)에 대한 위치 정보를 예측하기 위하여 위에 인접한 처리 블록의 밑변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점을 이용할 수 있다.
또한, 현재 처리 블록 내부에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점 및 처리 블록의 우측(아래쪽) 변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 위치 정보를 예측하기 위하여 인접한 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점을 이용할 수 없다. 따라서, 인코더는 좌표 값 또는 중심점(또는 처리 블록 내부에 위치하는 한 점)을 기준으로 하는 변위 값 정보를 디코더로 전송할 수 있다.
위와 같이, 디코더는 현재 처리 블록 내 모든 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보를 획득하게 되면, 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 분할 구조를 도출할 수 있다.
표 8은 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 프로세스에 대한 디코딩 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000008
표 8을 참조하면, 현재 CU(즉, 처리 블록) 좌변과 윗변에 위치한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치(좌변은 left_pos_y, 윗변은 upper_pos_x)에 대하여, 인접한 CU에서의 꼭지점 위치를 예측값(predictor)로 하여 해당 위치에 대한 변위(즉, 차이값)만을 디코딩하는 프로세스를 예시한다.
표 8에서 'upper_pos_x_off'는 현재 CU의 윗변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점과 현재 CU과 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치 차이값을 의미한다. 또한, 'left_pos_y_off'는 현재 CU의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점과 현재 CU과 좌측에 인접한 CU의 우변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치 차이값을 의미한다.
'upper_cu_down_pos_x'는 현재 CU과 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치값을 의미한다. 또한, 'left_cu_right_pox_y'는 현재 CU과 좌측에 인접한 CU의 우변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치값을 의미한다.
윗변에 대해서 살펴보면, 위쪽에 인접한 CU의 밑변의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치가 사용 가능(available)한지 체크한다(upper_cu_polygon_available). 예를 들어, 영상의 좌상단에 위치하는 CU은 위쪽에 이전에 디코딩된 인접한 CU이 존재하지 않으므로, 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 대한 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치를 사용할 수 없다.
그리고, 위쪽에 인접한 CU의 밑변의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치(upper_cu_down_pos_x)를 예측값(predictor)로 하여 변위(즉, 차이값)(upper_pos_x_off)을 더하여 현재 CU의 윗변의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치 값(upper_pos_x)을 도출한다.
따라서, 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치 값 그 자체가 아니라 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치한 폴리곤 유닛의 꼭지점과의 차이 값(upper_pos_x_off)만을 코딩/디코딩하면 되므로 정보량이 보다 효율적으로 감소될 수 있다.
왼쪽 변의 polygon partition 꼭지점 위치에 (left_pos_y) 대한 코딩/디코딩 방법도 위와 동일하게 수행될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 쿼드-트리 형태의 분할 구조(즉, 블록 모드)와 폴리곤 유닛 형태의 분할 구조(즉, 폴리곤 유닛 모드)가 혼합되어 이용되는 경우, 현재 처리 블록이 좌측 또는 위쪽에 하나의 처리 블록과 인접하지 않고, 복수 개의 처리 블록과 인접할 수도 있다. 예를 들어, 현재 처리 블록은 2N×2N 크기를 가지나, 좌측에 인접한 처리 블록은 한 번 더 쿼드-트리 형태로 분할되어 N×N 크기를 가지는 2개의 처리 블록일 수 있다. 이 경우, 서로 인접한 변에 결정된 각 처리 블록 별 폴리곤 유닛의 꼭지점 개수가 상이할 수 있다.
또한, 현재 처리 블록과 인접한 처리 블록이 동일한 크기를 가지는 경우라도, 인접한 처리 블록에서 현재 처리 블록 보다 많은 개수의 폴리곤 유닛의 꼭지점이 결정될 수 있다. 즉, 서로 인접한 변에 결정된 각 처리 블록 별 폴리곤 꼭지점의 개수가 상이할 수 있다.
이러한 경우에 폴리곤 유닛 분할 구조를 예측하는 방법에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 17에서는 인접한 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조가 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조보다 세분화되어 있는 경우를 예시한다.
이 경우, 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보로부터 결정한 예측값을 현재 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보를 예측하는데 이용할 수 있다. 즉, 현재 처리 블록의 왼쪽(위쪽) 변에 위치한 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대해서는 현재 처리 블록의 왼쪽(위쪽)에 인접한 처리 블록의 오른쪽(아래) 변에 위치한 다수 개의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치 정보로부터 결정한 예측값을 이용한다.
1) 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛 꼭지점 중에서 선택된 폴리곤 유닛을 위치 정보를 예측값으로 이용할 수 있다. 그리고, 선택된 폴리곤 유닛 꼭지점은 인덱스로 지시될 수 있다. 즉, 인코더는 선택된 폴리곤 유닛 꼭지점에 대한 인덱스 정보를 디코더로 전송할 수 있다.
도 17을 참조하면, 인코더는 이전에 디코딩된 좌측의 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1711, 1712, 1713) 중에서 어느 하나의 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1711)의 위치 정보를 예측값으로 결정한다. 그리고, 결정한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 예측값과 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701) 간 차분값(Δ)과 선택된 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1711)의 인덱스 정보를 디코더로 전송한다.
여기서, 차분값은 좌측에 인접한 처리 블록에서의 예측값과의 차분값이므로 수직축 방향에서의 차이값을 의미한다. 반면, 위쪽에 인접한 처리 블록에서의 예측값과의 차분값은 수평축 방향에서의 차이값을 의미한다.
디코더는 인코더로부터 예측값과 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701) 간의 차분값(Δ)과, 선택된 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1711)의 인덱스 정보를 수신한다. 그리고, 수신한 인덱스 정보를 이용하여 좌측에 인접한 처리 블록 내 선택된 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1711)의 위치 정보를 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 차분값(Δ)과 결정한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 예측값을 기반으로 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701)의 위치를 도출한다.
2) 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점의 위치 정보를 중심점을 기준으로 변위 값으로 변환하고, 변위 값들로부터 대표 값(예를 들어, 평균 값 또는 중앙 값)을 예측값으로 이용할 수 있다.
여기서, 중심점은 인접한 처리 블록 간 인접한 변(도 17에서 현재 처리 블록의 좌변 또는 좌측 처리 블록의 우변)에서의 중심을 의미한다.
도 17을 참조하면, 인코더는 이전에 디코딩된 좌측의 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1711, 1712, 1713)의 변위에 대한 대표값(예를 들어, 평균 값 또는 중앙 값)을 예측값으로 결정한다. 그리고, 결정한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 예측값과 현재 처리 블록의 좌변의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701) 간 차분값(Δ)을 디코더로 전송한다.
디코더는 인코더로부터 예측값과 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701) 간의 차분값(Δ)을 수신한다. 그리고, 좌측에 인접한 처리 블록 내 다수 개의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1711, 1712, 1713)의 변위에 대한 대표값(예를 들어, 평균 값 또는 중앙 값)을 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 차분값(Δ)과 결정한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 예측값을 기반으로 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701)의 위치를 도출한다.
3) 현재 처리 블록의 좌측(위쪽) 변에 위치한 폴리곤 유닛 꼭지점과 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛 꼭지점의 위치 정보를 중심점을 기준으로 변위 값으로 변환한다.
여기서, 중심점은 인접한 처리 블록 간 인접한 변(도 17에서 현재 처리 블록의 좌변 또는 좌측 처리 블록의 우변)에서의 중심을 의미한다.
그리고, 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛 꼭지점 중 현재 처리 블록의 좌측(위쪽) 변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점과의 변위 절대 값의 차이가 가장 작은 점을 예측값으로 이용한다.
도 17을 참조하면, 인코더는 이전에 디코딩된 좌측의 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1711, 1712, 1713) 중 현재 처리 블록의 좌변의 폴리곤 유닛의 꼭지점과 변위 절대 값의 차이가 가장 작은 점(예를 들어, 1711)을 예측값으로 결정한다. 그리고, 결정한 예측값과 현재 처리 블록의 좌변의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701) 간 차분값(Δ)과 선택된 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1711)의 인덱스 정보를 디코더로 전송한다.
디코더는 인코더로부터 예측값과 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701) 간의 차분값(Δ)과, 선택된 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1711)의 인덱스 정보를 수신한다. 그리고, 수신한 인덱스 정보를 이용하여 좌측에 인접한 처리 블록 내 선택된 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1711)의 위치 정보를 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 차분값(Δ)과 결정한 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 예측값을 기반으로 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701)의 위치를 도출한다.
도 17에서는 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1701)에 대한 위치 정보를 예측하는 방법만을 예시하고 있으나, 이와 동일한 방법을 이용하여 현재 처리 블록의 윗변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 위치 정보를 예측하기 위하여 위에 인접한 처리 블록의 밑변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점을 이용할 수 있다.
또한, 현재 처리 블록 내부에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점 및 처리 블록의 우측(아래쪽) 변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 위치 정보를 예측하기 위하여 인접한 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점을 이용할 수 없다. 따라서, 인코더는 좌표 값 또는 중심점(또는 처리 블록 내부에 위치하는 한 점)을 기준으로 하는 변위 값 정보를 디코더로 전송할 수 있다.
위와 같이, 디코더는 현재 처리 블록 내 모든 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보를 획득하게 되면, 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 분할 구조를 도출할 수 있다.
표 9는 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 프로세스에 대한 디코딩 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000009
표 9을 참조하면, 표 9에서는 폴리곤 유닛 꼭지점 위치에 대한 예측값(predictor) 후보가 여러 개인 경우, 후보들 중 하나를 지정하기 위한 인덱스를 디코딩하여 예측값을 결정하는 과정을 예시한다.
표 9에서 'upper_pos_x_off'는 현재 CU(즉, 처리 블록)의 윗변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점과 현재 CU과 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치 차이값을 의미한다. 또한, 'left_pos_y_off'는 현재 CU의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점과 현재 CU과 좌측에 인접한 CU의 우변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치 차이값을 의미한다.
또한, 'upper_pos_x_pred_idx'는 현재 CU의 윗변의 폴리곤 꼭지점을 위치를 예측하기 위한 인덱스이고, 'left_pos_y_pred_idx'는 현재 CU의 좌변의 폴리곤 꼭지점을 위치를 예측하기 위한 인덱스이다.
이때, 이용 가능한(available) 예측값(predictor) 후보가 1개인 경우 해당 인덱스를 시그널링하지 않을 수 있다.
또한, 여러 개의 예측 predictor들을 가지고 average 또는 median 값을 구해 1개의 후보만을 남기는 경우에도 index를 보낼 필요가 없다 (표 3).
윗변에 대해서 살펴보면, 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 대한 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치가 사용 가능(available)한지 체크한다(upper_cu_polygon_available). 예를 들어, 영상의 좌상단에 위치하는 CU은 위쪽에 이전에 디코딩된 인접한 CU이 존재하지 않으므로, 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 대한 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치를 사용할 수 없다.
그리고, 위쪽에 인접한 처리 블록 내 예측값 후보가 복수 개인 경우(num_of_upper_pos_x_pred_cand > 1), 'upper_pos_x_pred_idx'의 값으로 결정하고, 그렇지 않은 경우 'upper_pos_x_pred_idx'는 0으로 설정한다.
그리고, 'upper_pos_x_pred_idx'가 지시하는 위쪽에 인접한 CU 밑변의 폴리곤 꼭지점 위치(upper_pos_x_pred_cand [upper_pos_x_pred_idx])를 예측값(predictor)로 하여 변위(즉, 차이값)(upper_pos_x_off)을 더하여 현재 CU의 윗변의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치 값(upper_pos_x)을 도출한다.
왼쪽 변의 polygon partition 꼭지점 위치에 (left_pos_y) 대한 코딩/디코딩 방법도 위와 동일하게 수행될 수 있다.
한편, 현재 처리 블록의 크기가 좌측 또는 위쪽에 인접한 처리 블록의 크기보다 작을 수도 있다. 예를 들어, 현재 처리 블록은 N×N 크기를 가지나, 좌측에 인접한 처리 블록은 2N×2N 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 서로 인접한 변에 결정된 각 처리 블록 별 폴리곤 유닛의 꼭지점 개수가 상이할 수 있다.
또한, 현재 처리 블록과 인접한 처리 블록이 동일한 크기를 가지는 경우라도, 현재 처리 블록 보다 적은 개수의 폴리곤 유닛 꼭지점이 인접한 처리 블록의 인접한 변에 결정될 수도 있다. 즉, 서로 인접한 변에 결정된 각 처리 블록 별 폴리곤 꼭지점의 개수가 상이할 수 있다.
위와 같은 경우, 폴리곤 유닛 분할 구조를 예측하는 방법에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 18에서는 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조가 인접한 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조보다 세분화되어 있는 경우를 예시한다.
이 경우, 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점의 위치 정보로부터 결정한 예측값을 현재 처리 블록의 변에 위치하는 다수 개의 폴리곤 유닛 꼭지점 중에서 일부의 점의 위치 정보를 예측하는데 이용할 수 있다. 즉, 현재 처리 블록의 왼쪽(위쪽) 변에 위치한 다수 개의 폴리곤 유닛 꼭지점 중 일부에 대해서는 왼쪽(위쪽)에 인접한 처리 블록의 오른쪽(아래) 변에 위치한 폴리곤 유닛 꼭지점의 위치 정보로부터 결정한 예측값을 이용한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 현재 처리 블록의 왼쪽(위쪽) 변에 결정되는 다수 개의 폴리곤 유닛의 꼭지점들은 각각 가능한 변위 값 범위(즉, 폴리곤 유닛의 꼭지점이 위치할 수 있는 범위)를 가지고, 각 폴리곤 유닛 꼭지점에 대하여 가능한 변위 값 범위 내에 인접한 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점이 포함되는 경우에만 예측될 수 있다.
다시 말해, 현재 처리 블록의 왼쪽(위쪽) 변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점의 위치 정보는 자신이 위치할 수 있는 범위 내에 속한 인접한 처리 블록의 폴리곤 유닛 꼭지점으로부터 예측될 수 있다.
도 18을 참조하면, 현재 처리 블록의 좌변의 상단 꼭지점을 a라고 하고, 하단의 꼭지점을 c라고 하며, 좌변의 중심점을 b라고 가정한다. 여기서, 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점(1801, 1802)은 각각 위치할 수 있는 범위를 가진다. 즉, 폴리곤 유닛 꼭지점(1801)은 a와 b 사이에 위치할 수 있으며, 폴리곤 유닛 꼭지점(1802)은 b와 c 사이에 위치할 수 있다.
좌측에 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점(1811)은 a와 b 사이에 위치하므로, 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 꼭지점(1801)을 예측하기 위하여 인접한 처리 블록의 폴리곤 유닛 꼭지점(1811) 위치가 이용될 수 있다.
인코더는 이전에 디코딩된 좌측의 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1811)이 현재 처리 블록의 좌변 폴리곤 꼭지점 중에서 어느 폴리곤 꼭지점의 가능한 변위 값 범위(a-b) 내에 속하는지 판단한다. 그리고, 이전에 디코딩된 좌측의 인접한 처리 블록의 우변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1811)의 위치 정보를 현재 처리 블록의 좌변 폴리곤 꼭지점 중에서 해당 변위 값 범위(a-b) 내에 위치하는 폴리곤 꼭지점(1801)에 대한 예측값으로 결정한다. 그리고, 결정한 예측값과 해당 변위 값 범위(a-b) 내에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1801) 간 차분값(Δ)을 디코더로 전송한다.
여기서, 차분값은 좌측에 인접한 처리 블록에서의 예측값과의 차분값이므로 수직축 방향에서의 차이값을 의미한다. 반면, 위쪽에 인접한 처리 블록에서의 예측값과의 차분값은 수평축 방향에서의 차이값을 의미한다.
디코더는 인코더로부터 예측값과 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1801) 간의 차분값(Δ)을 수신한다. 그리고, 좌측에 인접한 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 꼭지점(예를 들어, 1811)의 위치 정보를 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 차분값(Δ)과 결정한 예측값을 기반으로 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점(1801)의 위치를 도출한다.
반면, 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 꼭지점(1801, 1802) 중 자신이 위치 가능한 변위 내에 인접한 처리 블록의 폴리곤 유닛 꼭지점이 포함되지 않은 폴리곤 유닛 꼭지점(1802)의 위치는 인접한 처리 블록의 점을 이용하여 예측할 수 없다. 따라서, 폴리곤 유닛 꼭지점(1802)의 위치는 좌표 값 또는 중심점(또는 처리 블록 내부에 위치하는 한 점)을 기준으로 하는 변위 값으로 지시될 수 있다. 마찬가지로, 현재 처리 블록 내부에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점 및 처리 블록의 우측(아래쪽) 변에 위치하는 폴리곤 유닛 꼭지점에 대한 위치 정보도 좌표 값 또는 중심점(또는 처리 블록 내부에 위치하는 한 점)을 기준으로 하는 변위 값으로 지시될 수 있다.
또한, 도 18에서는 현재 처리 블록의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점(1801)에 대한 위치 정보를 예측하는 방법만을 예시하고 있으나, 이와 동일한 방법을 이용하여 현재 처리 블록의 윗변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 위치 정보를 예측하기 위하여 위에 인접한 처리 블록의 밑변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점을 이용할 수 있다.
표 10은 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 프로세스에 대한 디코딩 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000010
표 10을 참조하면, 'upper_pos_x_off'는 현재 CU(즉, 처리 블록)의 윗변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점과 현재 CU과 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치 차이값을 의미한다. 또한, 'left_pos_y_off'는 현재 CU의 좌변에 위치하는 폴리곤 유닛의 꼭지점과 현재 CU과 좌측에 인접한 CU의 우변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치 차이값을 의미한다.
'upper_pos_x_pred'는 현재 CU과 위쪽에 인접한 CU의 밑변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치값을 의미한다. 'left_pos_y_pred'는 현재 CU과 좌측에 인접한 CU의 우변에 위치한 폴리곤 꼭지점과의 위치값을 의미한다.
윗변에 대해서 살펴보면, 위쪽에 인접한 CU의 밑변의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치가 사용 가능(available)한지 체크한다(upper_cu_polygon_available). 현재 CU의 윗변의 폴리곤 꼭지점의 가능한 변위 값 범위 내 위쪽에 인접한 CU의 밑변의 폴리곤 꼭지점이 속하는 경우 '1'을 지시할 수 있다. 반면, 현재 CU의 윗변의 폴리곤 꼭지점의 가능한 변위 값 범위 내 위쪽에 인접한 CU의 밑변의 폴리곤 꼭지점이 속하지 않는 경우, '0'을 지시할 수 있다.
그리고, 위쪽에 인접한 CU의 밑변의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치(upper_pos_x_pred)를 예측값(predictor)로 하여 변위(즉, 차이값)(upper_pos_x_off)을 더하여 현재 CU의 윗변의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치 값(upper_pos_x)을 도출한다.
왼쪽 변의 polygon partition 꼭지점 위치에 (left_pos_y) 대한 코딩/디코딩 방법도 위와 동일하게 수행될 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 쿼드-트리 형태의 분할 구조(즉, 블록 모드)와 폴리곤 유닛 형태의 분할 구조(즉, 폴리곤 유닛 모드)가 혼합되어 이용되는 경우, 처리 블록 단위로 블록 모드와 폴리곤 유닛 모드가 결정될 수 있다. 이 경우에도 폴리곤 유닛 모드가 적용된 처리 블록 내 폴리곤 유닛 꼭지점을 예측하기 위해 인접한 처리 블록의 분할점이 이용될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 19는 현재 처리 블록은 폴리곤 유닛 모드가 적용되고, 좌측에 인접한 처리 블록은 블록 모드가 적용된 경우를 예시한다.
이 경우, 인접한 처리 블록이 블록 모드가 적용되더라도, 인접한 처리 블록이 폴리곤 유닛 모드로 분할되었다고 가정하고 앞서 도 16 내지 도 18에서 설명한 방식이 동일하게 적용될 수 있다.
다시 말해, 좌측(위쪽)의 인접한 처리 블록의 인접한 변의 블록 분할점의 개수가 현재 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 점의 개수와 동일한 경우, 앞서 도 16의 예시에 따른 방법이 동일하게 적용될 수 있다. 마찬가지로, 좌측(위쪽)의 인접한 처리 블록의 인접한 변의 블록 분할점의 개수가 현재 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 점의 개수 보다 많은 경우, 앞서 도 17의 예시에 따른 방법이 동일하게 적용될 수 있다. 또한, 좌측(위쪽)의 인접한 처리 블록의 인접한 변의 블록 분할점의 개수가 현재 처리 블록의 인접한 변에 위치하는 점의 개수 보다 적은 경우, 앞서 도 18의 예시에 따른 방법이 동일하게 적용될 수 있다.
즉, 앞서 도 16 내지 도 18에서 인접한 처리 블록이 폴리곤 모드로 분할되었을 때 폴리곤 유닛의 꼭지점과 인접한 처리 블록이 블록 모드로 분할되었을 때 블록 분할점은 모두 처리 블록을 세부적인 유닛(즉, 폴리곤 유닛 또는 하위 블록)으로 구분하는 점에서 동일한 역할을 담당한다. 따라서, 본 명세서에서 언급하는 '폴리곤 유닛의 꼭지점'과 '블록 분할점'은 '분할점'으로 통칭될 수 있다.
한편, 지금까지는 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조를 인접한 처리 블록으로부터 공간적으로(spatial) 예측하는 방법에 대하여 설명하였으나, 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조를 시간적으로(temporal) 예측할 수도 있다. 본 명세서에서는 시간적으로 폴리곤 유닛 분할 구조에 대한 예측 정보로 이용되는 블록을 '예측 블록'으로 지칭한다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 20에서는 현재 처리 블록(2002)을 포함하는 픽쳐를 POC(Picture Order Count) 2라고 가정하고, 예측 블록(2001)을 포함하는 픽쳐를 POC 1이라고 가정한다.
도 20을 참조하면, 현재 처리 블록(2002)에 대한 폴리곤 유닛 분할 구조를 결정하기 위하여 시간(temporal) 방향으로 다른 픽쳐의 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 블록(2001)에 대한 폴리곤 유닛 분할 구조 정보를 예측값으로 이용할 수 있다.
인코더는 이전에 디코딩된 픽쳐의 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 블록(2001) 내 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치(즉, 좌표 또는 변위)를 예측값으로 결정한다. 그리고, 결정한 예측값과 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치 간의 차분값(Δ)을 디코더로 전송한다.
여기서, 차분값은 다른 픽쳐의 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 블록으로부터 결정되므로, 좌변/우변의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 차분값은 수직축 방향에서의 차이값을 의미하고, 윗변/밑변의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 차분값은 수평축 방향에서의 차이값을 의미하여, 처리 블록 내부의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 차분값은 수직축 및 수평축 방향에서의 차이값을 의미한다.
이때, 디코더에서 예측 블록(2001)을 포함하는 픽쳐를 식별하기 위해서는 예측에 이용된 픽쳐에 대한 시간(temporal) 방향(즉, 예측 방향) 정보 및 예측 블록(2001)을 식별하는 픽쳐 인덱스(예를 들어, POC)가 필요하다. 따라서, 인코더는 예측 블록(2001)을 포함하는 픽쳐 인덱스(예를 들어, POC)와 예측 방향 정보를 디코더로 전송한다.
디코더는 인코더로부터 현재 처리 블록(2002) 내 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치와 이에 대한 예측값 간 차분값(Δ)과, 예측 블록(2001)을 포함하는 픽쳐 인덱스 및 예측 방향 정보를 수신한다. 그리고, 픽쳐 인덱스 및 예측 방향 정보를 이용하여, 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 블록(2001) 내 폴리곤 유닛 꼭지점 위치 정보를 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 차분값(Δ)과 결정한 예측값을 기반으로 현재 처리 블록(2002)의 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치를 도출한다.
위와 같이, 디코더는 현재 처리 블록 내 모든 폴리곤 유닛의 꼭지점의 위치 정보를 도출함으로써 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 분할 구조를 도출할 수 있다.
한편, 현재 처리 블록 내 각 폴리곤 유닛들에 대한 움직임 벡터 값이 0에 가깝다는 조건(즉, 미리 정해진 임계치 이하의 조건)이 만족되는 경우, 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점을 예측하기 위하여 위와 같이 시간 방향 예측을 사용할 수도 있다.
표 11은 폴리곤 유닛 분할 구조의 예측 프로세스에 대한 디코딩 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000011
표 11에서, 'center_pos_x_pred', 'center_pos_y_pred'는 각각 현재 CU(즉, 처리 블록)의 내부에 결정된 폴리곤 꼭지점에 대한 수평방향, 수직 방향 예측값을 나타낸다. 마찬가지로, 'upper_pos_x_pred', 'down_pos_x_pred'는 각각 현재 CU의 윗변, 밑변에 결정된 폴리곤 꼭지점에 대한 수평 방향 예측값을 나타내고, 'right_pos_y_pred', 'left_pox_y_pred'는 각각 현재 CU의 우변, 좌변에 결정된 폴리곤 꼭지점에 대한 수직 방향 예측값을 나타낸다.
그리고, 'collocated_center_pos_x', 'collocated_center_pos_y'는 각각 예측 CU의 내부에 결정된 폴리곤 꼭지점의 수평, 수직 방향 위치(즉, 좌표 또는 변위)를 나타낸다. 마찬가지로, 'collocated_upper_pos_x', 'collocated_down_pos_x'는 각각 예측 CU의 윗변, 밑변에 결정된 폴리곤 꼭지점의 수평 방향 위치(즉, 좌표 또는 변위)를 나타내고, 'collocated_right_pos_y', 'collocated_left_pos_y'는 각각 예측 CU의 우변, 좌변에 결정된 폴리곤 꼭지점의 수평 방향 위치(즉, 좌표 또는 변위)를 나타낸다.
'center_pos_x_off', 'center_pos_y_off'는 각각 현재 CU와 예측 CU의 내부의 폴리곤 꼭지점 간의 수평, 수직 방향 차분값을 나타낸다. 마찬가지로, 'upper_pos_x_off', ' down_pos_x_off'는 각각 현재 CU와 예측 CU의 내부의 윗변, 밑변 폴리곤 꼭지점 간의 수평 방향 차분값을 나타내고, 'right_pos_y_off', 'left_pox_y_off'는 각각 현재 CU와 예측 CU의 내부의 우변, 좌변 폴리곤 꼭지점 간의 수직 방향 차분값을 나타낸다.
'derive_polygon_partition_info_from_collocated_cu'는 시간(temporal) 방향의 동일한 위치(collocated) 예측 CU의 폴리곤 분할 정보를 예측값(predictor)로 사용하는지 여부를 지시한다. 'derive_polygon_partition_info_from_collocated_cu'는 동일한 위치(collocated) 예측 CU가 폴리곤 모드로 코딩되어 있는 경우에 1로 셋팅될 수 있다. 'derive_polygon_partition_info_from_collocated_cu'가 '1'로 셋팅된 경우, 예측 CU의 폴리곤 꼭지점 위치가 현재 CU의 폴리곤 꼭지점에 대한 예측값으로 결정된다.
'merge_flag[x0][y0]'는 머지 모드를 지시하는 플래그로서, 플래그 값에 따라 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치에 대한 오프셋 값(즉, 차분값)이 다르게 셋팅된다. 즉, 'merge_flag[x0][y0]'가 '1'인 경우 폴리곤 꼭지점 위치 별로 오프셋 값을 0으로 할당하게 되며, 그렇지 않은 경우는 해당 폴리곤 꼭지점 위치 별로 오프셋 값이 별도로 할당된다. 즉, 각각의 폴리곤 유닛의 꼭지점 별로 위치 오프셋 값(즉, 차분값)이 인코더로부터 디코더에 전송된다.
그리고, 현재 CU의 폴리곤 꼭지점의 최종적인 위치는 예측값(predictor)과 오프셋(offset) 값을 더하여 디코딩된다.
반면, 'derive_polygon_partition_info_from_collocated_cu'가 '0'인 경우는 다른 예측 방법을 사용하거나 예측을 적용하지 않는다.
또한, 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 움직임 벡터(MV: Motion Vector)도 이전에 디코딩된 인접한 처리 블록(또는 폴리곤 유닛) 또는 다른 픽쳐의 예측 블록(또는 폴리곤 유닛)으로부터 예측될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 21을 참조하면, 디코더는 인코더로부터 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 차분값을 수신한다(S2101).
여기서, 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 차분값은 이전에 디코딩된 인접한 처리 블록(또는 폴리곤 유닛) 또는 다른 픽쳐의 예측 블록(또는 폴리곤 유닛)으로부터 결정된 예측값과 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛의 움직임 벡터와의 차이값을 의미한다.
현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 차분값에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
디코더는 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값을 결정한다(S2102).
여기서, 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값은 이전에 디코딩된 인접한 처리 블록(또는 폴리곤 유닛) 또는 다른 픽쳐의 예측 블록(또는 폴리곤 유닛)으로부터 결정될 수 있다.
또한, 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값은 폴리곤 유닛 단위로 결정될 수 있으며, 처리 블록 단위로 결정될 수도 있다.
현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 차분값과 예측값을 기반으로 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터를 도출한다(S2103).
이와 같이 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터를 도출함으로써, 디코더는 처리 블록을 폴리곤 유닛 단위로 디코딩할 수 있다.
다시 도 20을 참조하면, 현재 처리 블록(2002) 내 각 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터(motion vector)를 결정하기 위하여 다른 픽쳐의 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 블록(2001)에 대한 움직임 벡터를 예측값으로 이용할 수 있다.
인코더는 이전에 디코딩된 픽쳐의 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 블록(2001)의 각 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 예측값으로 결정한다. 그리고, 결정한 예측값과 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 움직임 벡터와의 차분값(Δ)을 디코더로 전송한다.
여기서, 움직임 벡터에 대한 차분값(Δ)은 수직 방향 및 수평 방향으로의 2차원적 차이값을 의미한다.
또한, 인코더는 예측 블록(2001)을 포함하는 픽쳐 인덱스(예를 들어, POC)와 예측에 이용된 픽쳐에 대한 시간(temporal) 방향(즉, 예측 방향) 정보를 디코더로 전송한다.
디코더는 인코더로부터 현재 처리 블록(2002) 내 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터와 이에 대한 예측값 간 차분값(Δ)과, 예측 블록(2001)을 포함하는 픽쳐 인덱스 및 예측 방향 정보를 수신한다. 그리고, 픽쳐 인덱스 및 예측 방향 정보를 이용하여, 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 블록(2001) 내 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터를 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 움직임 벡터 차분값(Δ)과 결정한 움직임 벡터 예측값을 기반으로 현재 처리 블록(2002)의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터를 도출한다.
위와 같이, 디코더는 현재 처리 블록 내 모든 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 도출함으로써 현재 처리 블록을 폴리곤 유닛 단위로 디코딩할 수 있다.
표 12는 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 예측 프로세스에 대한 디코딩 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000012
표 12에서, 'polygon_mv_x_pred[i]' 및 'polygon_mv_y_pred[i]'는 현재 CU(즉, 처리 블록)의 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터 예측값을 나타낸다. 그리고, 'collocated_polygon_mv_x[i]' 및 'collocated_polygon_mv_y[i]'는 현재 CU와 동일한 위치에 있는(co-located) 예측 CU의 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값을 나타낸다. 그리고, 'polygon_mv_x_off[i]' 및 'polygon_mv_y_off[i]'는 현재 CU의 폴리곤 유닛과 예측 CU의 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 차분값을 나타낸다. 또한, 'polygon_mv_x[i]' 및 'polygon_mv_y[i]'는 현재 CU의 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값을 나타낸다.
'derive_polygon_motion_info_from_collocated_cu'는 시간(temporal) 방향의 동일한 위치(collocated) 예측 CU의 움직임 벡터 값을 사용하는지 여부를 지시한다. 'derive_polygon_motion_info_from_collocated_cu'는 동일한 위치(collocated) 예측 CU가 폴리곤 모드로 코딩되어 있는 경우에 1로 셋팅될 수 있다.
폴리곤 유닛 분할 구조에 대한 예측과 마찬가지로, 'merge_flag[x0][y0]'는 머지 모드를 지시하는 플래그로서, 이 플래그 값에 따라 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터의 오프셋 값(즉, 차분값)이 다르게 셋팅된다. 즉, 'merge_flag[x0][y0]'가 '1'인 경우 폴리곤 별로 오프셋 값을 0으로 할당하게 되며, 그렇지 않은 경우는 해당 폴리곤 별로 오프셋 값이 별도로 할당된다. 이 경우, 각각의 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터 오프셋 값(즉, 차분값)이 인코더로부터 디코더에 전송된다.
표 12에서는 하나의 CU에 대해 폴리곤 유닛은 최대 8개로 구성된다고 가정하여 (R1 ~ R8) 8번의 반복으로 이루어지는 for 루프를 수행한다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 앞서 도 8의 예시와 같이 인접한 폴리곤 유닛끼리 합쳐진 경우 하나의 CU가 더 적은 수의 폴리곤 유닛으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 해당 CU를 구성하는 폴리곤 유닛의 개수만큼 반복되는 for 루프를 수행할 수 있다.
앞서 도 20의 예시에서는 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터를 예측하였으나, 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터를 예측하기 위해서는 예측값을 결정하기 위하여 이전에 디코딩된 픽쳐에서도 동일한 형태의 폴리곤 유닛이 필요하다.
다만, 앞서 도 12 및 도 13의 예시와 같이 일정한 형태의 폴리곤 유닛 분할 타입이 미리 정해져 있는 경우 시간상으로 다른 픽쳐에 동일한 형태의 폴리곤 유닛을 찾기가 수월할 수 있으나, 도 5 내지 도 12와 같이 폴리곤 유닛의 각 꼭지점이 가변적으로 결정되는 경우 시간상으로 다른 픽쳐에 동일한 형태의 폴리곤 유닛을 찾기가 어려울 수 있다.
따라서, 움직임 벡터를 처리 블록 단위로 예측할 수 있으며, 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 22에서 현재 처리 블록(2202)을 포함하는 픽쳐를 POC(Picture Order Count) 2라고 가정하고, 예측 블록(2201)을 포함하는 픽쳐를 POC 1이라고 가정한다.
도 22를 참조하면, 현재 처리 블록(2202)에 대한 움직임 벡터를 결정하기 위하여 시간(temporal) 방향의 예측 블록(2201)에 대한 움직임 벡터값을 예측에 활용할 수 있다.
인코더는 인터 예측에 이용 가능한 후보 블록에서 율-왜곡 비용이 최소 값을 가지는 예측 블록(2201)을 결정한다. 그리고, 현재 처리 블록(2202)의 위치를 기준으로 예측 블록(2201)의 위치의 변화량, 즉 움직임 벡터값을 결정한다. 즉, 현재 처리 블록(2202) 내 각 폴리곤 유닛에 적용되는 움직임 벡터 예측값은 현재 처리 블록(2202) 단위로 결정한 움직임 벡터값에 해당한다. 다시 말해, 처리 블록의 움직임 벡터는 처리 블록 내 각각의 폴리곤 유닛 측면에서는 움직임 벡터 예측값에 해당한다. 따라서, 처리 블록의 움직임 벡터를 이하 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값으로 지칭한다.
그리고, 인코더는 결정한 움직임 벡터 예측값과 현재 처리 블록 내 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값 간의 차분값(Δ)을 디코더로 전송한다. 또한, 인코더는 예측 블록(2201)을 포함하는 픽쳐 인덱스(예를 들어, POC)와 예측에 이용된 픽쳐에 대한 시간(temporal) 방향(즉, 예측 방향) 정보를 디코더로 전송한다.
디코더는 인코더로부터 움직임 벡터 예측값과 현재 처리 블록 내 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값 간의 차분값(Δ)과, 예측 블록(2201)을 포함하는 픽쳐 인덱스 및 예측 방향을 수신한다. 그리고, 픽쳐 인덱스와 예측 방향을 이용하여, 인터 예측에 이용 가능한 후보 블록에서 율-왜곡 비용이 최소 값을 가지는 예측 블록(2201)을 결정하고, 현재 처리 블록(2202)의 위치를 기준으로 예측 블록(2201)의 위치의 변화량(즉, 차이값)을 움직임 벡터 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터 차분값(Δ)과 결정한 예측값을 기반으로 현재 처리 블록(2202)의 각 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터값을 도출한다.
그리고, 디코더는 현재 처리 블록 내 모든 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 도출함으로써 현재 처리 블록을 폴리곤 유닛 단위로 디코딩한다.
이와 같이, 처리 블록 단위로 움직임 벡터값이 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값으로 동일하게 이용되면, 하나의 처리 블록 당 움직임 벡터 예측값이 하나면 충분하므로 움직임 벡터 예측값을 지시하는 비트가 절감될 수 있다.
또한, 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조는 예측 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조에 의존하지 않는다. 즉, 현재 처리 블록의 폴리곤 유닛 분할 구조는 예측 블록과 무관하게 앞서 설명한 방법에 따라 독립적으로 결정될 수 있다.
표 13은 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 예측 프로세스에 대한 디코딩 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000013
표 13에서, 'cu_polygon_mv_x' 및 'cu_polygon_mv_y'는 CU(즉, 처리 블록) 전체에 대한 움직임 벡터를 의미한다. 즉, 상술한 바와 같이 처리 블록의 움직임 벡터는 각 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값에 해당한다.
그리고, 'polygon_mv_x_off[i]' 및 'polygon_mv_y_off[i]'는 움직임 벡터 예측값과 현재 CU 내 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값 간의 차분값(Δ)을 나타낸다.
'polygon_mv_x[i]' 및 'polygon_mv_y[i]'는 현재 CU 내 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값을 나타낸다.
현재 CU 내 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값은 하나의 예측값(즉, 'cu_polygon_mv_x' 및 'cu_polygon_mv_y')와 해당 폴리곤 유닛 별 차분값(즉, 'polygon_mv_x_off[i]' 및 'polygon_mv_y_off[i]')을 더하여 도출된다.
표 12에서는 하나의 CU에 대해 폴리곤 유닛은 최대 8개로 구성된다고 가정하여 (R1 ~ R8) 8번의 반복으로 이루어지는 for 루프를 수행한다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 앞서 도 8의 예시와 같이 인접한 폴리곤 유닛끼리 합쳐진 경우 하나의 CU가 더 적은 수의 폴리곤 유닛으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 해당 CU를 구성하는 폴리곤 유닛의 개수만큼 반복되는 for 루프를 수행할 수 있다.
앞서 설명한 실시예에서는 처리 블록 단위로 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값이 동일하게 결정되었으나, 처리 블록 내 각각의 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터 예측값이 독립적으로 결정될 수도 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
현재 처리 블록 내 각각의 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터를 예측하기 위하여 이미 코딩된 인접한 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 이용한다. 여기서, 이미 코딩된 폴리곤 유닛은 현재 처리 블록에 포함될 수도 있고, 현재 처리 블록에 인접한 처리 블록 내 포함될 수도 있다.
먼저, 폴리곤 유닛의 어느 하나의 변이 현재 처리 블록의 좌측 또는 윗변에 접하는 경우(또는 겹치는 경우), 해당 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 도출하기 위하여 인접한 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 예측값으로 이용할 수 있다.
그리고, 폴리곤 유닛의 어떠한 변도 현재 처리 블록의 좌측 또는 윗변에 접하지 않는 경우(또는 겹치지 않는 경우), 해당 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 도출하기 위하여 현재 처리 블록 내 인접한 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 예측값으로 이용할 수 있다.
도 23을 참조하면, 인코더는 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛 중 처리 블록의 좌측(또는 윗변)에 접한 폴리곤 유닛(2302, 2303, 2304, 2305)에 대하여, 좌측(또는 위쪽)에 인접한 처리 블록 내 인접한 폴리곤 유닛의 움직임 벡터값을 예측값으로 결정한다. 예를 들어, 폴리곤 유닛(2302)에 대한 움직임 벡터 예측값으로 인접한 처리 블록 내 인접한 폴리곤 유닛(2301)의 움직임 벡터값이 결정될 수 있다.
또한, 인코더는 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛 중 처리 블록의 좌측(또는 윗변)에 접하지 않은 폴리곤 유닛(2306, 2307, 2308, 2309)에 대하여, 현재 처리 블록 내에서 인접한 폴리곤 유닛의 움직임 벡터값을 예측값으로 결정한다.
또한, 도 23에서 처리 블록 좌측 또는 윗변에 접한 폴리곤 유닛(2302, 2303, 2304, 2305) 중에서도 코딩 순서에 따라 현재 처리 블록 내 이미 코딩된 인접한 폴리곤 유닛이 존재하면, 현재 처리 블록 내 인접한 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 예측값으로 이용할 수 있다. 마찬가지로, 처리 블록 좌측 또는 윗변에 접하지 않은 나머지 폴리곤 유닛(2306, 2307, 2308, 2309) 중에서도 코딩 순서에 따라 이미 코딩된 인접한 폴리곤 유닛이 존재하면, 인접한 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 예측 값으로 이용할 수 있다.
예를 들어, 폴리곤 유닛(2304)이 코딩된 후 폴리곤 유닛(2302)이 코딩되는 경우를 가정하면, 폴리곤 유닛(2302)의 움직임 벡터 예측값을 도출하기 위하여 인접한 처리 블록 내 폴리곤 유닛(2301) 또는 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛(2304)의 움직임 벡터가 이용될 수 있다.
즉, 인코더는 각각의 폴리곤 유닛 별로 인접한 처리 블록 내 또는 현재 처리 블록 내에서 인접한 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 예측값 후보(prediction candidate)로 설정하고, 이들 중 하나를 선택하여 움직임 벡터 예측값을 도출한다. 또한, 예측값 후보(prediction candidate)는 다시 픽쳐 내 동일한 위치에 있는(collocated) 처리 블록으로부터 생성될 수도 있다.
이처럼, 폴리곤 유닛에 인접한 폴리곤 유닛이 복수 개여서 이용 가능한 예측값 후보(prediction candidate)가 복수 개 존재하는 경우, 현재 폴리곤 유닛의 가장 긴 변에 인접한 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터를 예측값으로 선택할 수 있다. 즉, 위의 예에서 폴리곤 유닛(2302)은 인접한 처리 블록 내 폴리곤 유닛(2301) 또는 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛(2304)의 움직임 벡터를 모두 예측값으로 이용 가능하나, 현재 폴리곤 유닛(2302)의 가장 긴 변에 인접한 폴리곤 유닛(2304)의 움직임 벡터를 예측값으로 선택할 수 있다.
그리고, 인코더는 결정한 움직임 벡터 예측값과 현재 처리 블록 내 폴리곤 유닛의 움직임 벡터와의 차분값(Δ)과 움직임 벡터 예측값을 도출하기 위하여 선택된 폴리곤 유닛의 인덱스를 디코더로 전송한다.
디코더는 인코더로부터 현재 처리 블록 내 각 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 간 차분값(Δ)과, 움직임 벡터 예측값을 도출하기 위하여 선택된 폴리곤 유닛의 인덱스를 수신한다. 그리고, 폴리곤 유닛의 인덱스를 이용하여, 해당 인덱스가 지시하는 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측값으로 결정한다. 그리고, 수신한 움직임 벡터 차분값(Δ)과 결정한 움직임 벡터 예측값을 기반으로 현재 처리 블록의 각 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터를 도출한다.
표 14는 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 예측 프로세스에 대한 디코딩 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-T000014
표 14에서, 'polygon_mv_cand_idx[i]'는 CU(즉, 처리 블록) 내 각 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터 예측값을 결정하기 위하여 선택된 폴리곤 유닛의 인덱스를 나타낸다. 그리고, 'polygon_mv_x_cand[]' 및 'polygon_mv_y_cand[]'는 인접한 처리 블록 내 또는 현재 처리 블록 내에서 이용 가능한 움직임 벡터 예측값 후보를 나타낸다.
'polygon_mv_x_off[i]' 및 'polygon_mv_y_off[i]'는 현재 CU 내 각 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 간 차분값(Δ)을 나타낸다.
그리고, 'polygon_mv_x[I]' 및 'polygon_mv_y[i]'는 현재 CU 내 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값을 나타낸다.
'merge_flag[x0][y0]'가 '1'인 경우 모든 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 차분값은 0로 설정되고, 'merge_flag[x0][y0]'가 '0'인 경우 각 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터 차분값이 설정된다. 즉, 인코더는 각 폴리곤 유닛 별로 움직임 벡터 차분값을 디코더로 전송한다.
현재 CU 내 각 폴리곤 유닛 별 움직임 벡터값은 해당 폴리곤 유닛에 대한 움직임 벡터 예측값(즉, 'polygon_mv_x_cand[]' 및 'polygon_mv_y_cand[]')과 차분값(즉, 'polygon_mv_x_off[i]' 및 'polygon_mv_y_off[i]')을 더하여 도출된다.
표 14에서는 하나의 CU에 대해 폴리곤 유닛은 최대 8개로 구성된다고 가정하여 (R1 ~ R8) 8번의 반복으로 이루어지는 for 루프를 수행한다. 다만, 이는 하나의 예시에 불과하며, 앞서 도 8의 예시와 같이 인접한 폴리곤 유닛끼리 합쳐진 경우 하나의 CU가 더 적은 수의 폴리곤 유닛으로 구성될 수도 있다. 이러한 경우, 해당 CU를 구성하는 폴리곤 유닛의 개수만큼 반복되는 for 루프를 수행할 수 있다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛에 대한 예측을 수행하는 폴리곤 유닛 예측부의 개략적인 내부 블록도를 예시한다.
도 24를 참조하면, 폴리곤 유닛 예측부(2400)는 앞서 도 15 내지 도 23에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 폴리곤 유닛 예측부(2400)는 차분값 수신부(2401), 예측값 결정부(2402) 및 도출부(2403)로 구성될 수 있다. 여기서, 차분값 수신부(2401) 및 도출부(2403)는 도 2에서 가산기(235)에 해당되고, 예측값 결정부(2402)는 예측부(260)에 해당될 수 있다.
차분값 수신부(2401)는 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점 또는 움직임 벡터에 대한 차분값을 수신한다.
예측값 결정부(2402)는 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 예측값 또는 움직임 벡터 예측값을 결정한다. 예측값 결정부(2402)는 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 예측값 또는 움직임 벡터 예측값을 이전에 디코딩된 인접한 처리 블록 또는 시간(temporal) 방향으로 다른 픽쳐로부터 결정할 수 있다.
도출부(2403)는 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 차분값과 예측값을 기반으로 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 꼭지점 위치를 도출할 수 있다. 또한, 도출부(2403)는 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 움직임 벡터 차분값과 움직임 벡터 예측값을 기반으로 현재 디코딩하려는 처리 블록의 폴리곤 유닛의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
이하, 본 발명에서는 폴리곤 꼭지점의 움직임 정보를 예측하는 방법을 제안한다.
본 발명의 설명에 있어서, 움직임 벡터는 인터 예측(inter prediction)을 위해 이용되는 다차원(multi-dimensianl) 벡터(예를 들어, 2차원 또는 3차원)를 지칭하며, 움직임 벡터는 디코딩되는 픽쳐 내 좌표(coordinates)로부터 참조 픽쳐 내 좌표의 오프셋(offset)을 제공한다.
움직임 벡터는 xy 평면을 구성하는 서로 직교하는 x축(수평 방향)과 y축(수직 방향)에 대한 각각의 움직임 벡터 구성요소(motion vector component)로 나타낼 수 있으며, 이하 움직임 벡터는 x축(수평 방향)과 y축(수직 방향)에 대한 각각의 움직임 벡터 구성요소(motion vector component)를 통칭한다. 또한, 움직임 벡터의 예측값(motion vector predictor), 움직임 벡터의 차분값(motiron vector difference) 또한 마찬가지로 x축(수평 방향)과 y축(수직 방향)에 대한 각각의 구성요소를 통칭한다.
또한, 본 명세서에서 '처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점'은 처리 블록의 모서리에 해당하는 폴리곤 꼭지점, 처리 블록의 각 변에 위치하는 하나 이상의 꼭지점 및 처리 블록 내부에 위치하는 하나 이상의 꼭지점을 통칭한다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 설명의 편의를 위해 코딩 유닛(CU)(또는 코딩 블록), 예측 유닛(PU)(또는 예측 블록), 변환 유닛(TU)(또는 변환 블록)의 용어로 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과하며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상술한 바와 같이, 코딩 유닛/예측 유닛/변환 유닛은 임의의 크기 또는 형태를 가지는 처리 유닛(또는 처리 블록) 등으로 대체될 수 있음은 물론이다.
A) 폴리곤 (Polygon) 꼭지점 별 움직임 정보 예측 방법
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
폴리곤 유닛(또는 폴리곤 분할 블록)의 임의의 하나의 꼭지점에 대해 인접한 블록들의 움직임 벡터가 이용 가능한 경우, 인접한 블록들의 움직임 벡터들을 이용하여 예측 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
여기서, 폴리곤의 꼭지점에 인접한 블록은 해당 폴리곤 꼭지점이 속한 변 또는 점으로 구성되는 블록을 의미한다. 도 25의 예시에서, 블록 (a), 블록 (b), 블록 (c)는 폴리곤 유닛으로 구성된 블록의 좌상측(top-left) 꼭지점(2501)에 인접한 블록에 해당한다.
도 25를 참조하면, 현재 처리 블록이 폴리곤 유닛(polygon unit)들로 구성된 처리 블록(2502)(이하, '폴리곤 처리 블록'로 지칭함)이고, 주변의 처리 블록이 HEVC에서와 같이 쿼드-트리(quad-tree) 분할에 의해 결정되는 처리 블록(2501)(이하, '쿼드-트리(quad-tree) 처리 블록'로 지칭함)인 경우를 예시한다.
이 경우, 폴리곤 유닛의 꼭지점에 인접한 각 주변의 처리 블록에 속한 PU들(또는 폴리곤 유닛의 꼭지점에 인접한 각 주변의 PU들)(도 25에서 (a), (b), (c))의 움직임 벡터(도 25에서 화살표로 도시됨)들이 폴리곤 유닛의 꼭지점의 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)(도 25의 경우, 현재 폴리곤 CU의 좌상측(top-left) 꼭지점(2503)에 대한 움직임 벡터 예측값)을 구하기 위한 후보가 된다.
위와 같은 방법으로 구성된 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트를 기반으로 해당 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 도출될 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트 중에서 특정 움직임 벡터 예측값을 지시하는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 기반으로 해당 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 이 경우, 인코더는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 코딩하여 디코더에게 제공할 수 있다. 다른 일례로, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트에 속한 후보값들에 대한 평균값 또는 중앙값(median)으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 또 다른 일례로, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트에 속한 후보값들에 가중 합(weighted sum) 또는 가중 평균(weighted average)(예를 들어, 현재 폴리곤 유닛의 꼭지점과 후보 리스트에 속한 주변의 PU들의 중심 간의 거리 등 기반)을 적용하여 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수도 있다.
위와 같은 방법으로 하나의 폴리곤 유닛을 구성하는 세개의 꼭지점에 대하여 각각 독립적으로 움직임 벡터가 결정될 수 있다. 이 경우, 폴리곤 유닛의 움직임 보상 과정에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 움직임 보상 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 26과 같이, 하나의 폴리곤 유닛(또는 폴리곤 분할 블록)의 세 개의 꼭지점에 대하여 각각 움직임 벡터가 결정되는 경우(P_a: P_a + mv_a, P_b: P_b + mv_b, P_c: P_c + mv_c), 해당 폴리곤 유닛은 참조 프레임(또는 참조 픽쳐)에서 뒤틀림(warping)된 하나의 분할 블록에 대응된다.
이 경우, 해당 폴리곤 유닛과 이에 대응되는 분할 블록의 모양이 서로 다르기 때문에, 움직임 보상 과정에서 아핀 변환(affine transform)을 통해 픽셀(또는 샘플)마다 대응되는 참조 프레임에서의 샘플의 위치를 찾아 해당 샘플 값을 가져오게 된다.
아핀 변환은 현재 폴리곤 유닛과 참조 프레임의 대응되는 분할 블록 간의 세 개의 꼭지점 쌍(pair)을 통해 결정된다.
수학식 1은 아핀 변환 수식을 예시한다.
Figure PCTKR2016001521-appb-M000001
수학식 1에서, <(x, y), (u, v)>를 꼭지점 쌍이라고 하면(예를 들어, 도 26에서 p_a가 (x, y), p_a + mv_a가 (u, v)에 해당됨). 세 개의 꼭지점 쌍을 통해 총 6개의 식이 도출되므로 선형 방정식(linear equation)을 통해 6개의 미지수(즉, 6개의 꼭지점 좌표)를 구할 수 있다.
이와 같이, 폴리곤 유닛 내 예측 샘플값은 위의 수학식 1에 기반하여 산출된 대응되는 분할 유닛 내 샘플의 샘플값으로부터 도출된다. 즉, 분할 유닛 내에서 대응되는 샘플값으로 해당 폴리곤 유닛에 대한 예측 유닛이 생성된다.
B. 단순한 폴리곤 유닛(simple polygon unit)과 복잡한 폴리곤 유닛(complex polygon unit)
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 분할 방법을 예시하는 도면이다.
도 27(a)와 같이 처리 블록의 각 변에 위치하는 4개의 점과 처리 블록의 내부의 1개의 점에 대한 변위로부터 분할이 결정되는 폴리곤 유닛을 "복잡한 폴리곤 유닛(complex plygon unit)"으로 지칭한다.
즉, 복잡한 폴리곤 유닛은 처리 블록의 각 변에 위치하는 4개의 점과 처리 블록의 내부의 1개의 점, 그리고 처리 블록의 4개의 꼭지점을 이용하여 생성되는 폴리곤 유닛을 의미하며, 하나의 처리 블록 내에서 최대 8개의 폴리곤 유닛이 생성될 수 있다.
도 27(b)와 같이, 처리 블록의 내부의 1개의 점에 대한 변위만으로 분할이 결정되는 폴리곤 유닛을 "단순한 폴리곤 유닛(simple polygon unit)"으로 지칭한다.
상술한 단순한 폴리곤 유닛의 분할 방식 또는 복잡한 폴리곤 유닛의 분할 방식과 같이 폴리곤 분할 방식을 식별하기 위한 플래그(flag)가 정의될 수 있으며, 인코더에서는 각 처리 블록 별로 폴리곤 분할 방식을 식별하기 위한 플래그를 코딩하여 디코더에게 제공할 수 있다.
이 경우, 디코더에서는 각 처리 블록 별로 폴리곤 분할 방식을 식별하기 위한 플래그를 확인하고, 복잡한 폴리곤 유닛의 경우 5개의 폴리곤 꼭지점에 대한 위치 정보를 디코딩하게 되는 반면, 단순한 폴리곤 유닛의 경우 1개의 폴리곤 꼭지점에 대한 위치 정보를 디코딩하게 된다.
또한, 처리 블록의 크기에 따라 폴리곤 분할 방식이 결정될 수도 있다. 예를 들어, 미리 정의된 크기 이상의 크기를 가지는 큰 처리 블록에 대해서는 복잡한 폴리곤 유닛을 적용하고, 미리 정의된 크기 미만의 크기를 가지는 작은 처리 블록에 대해서는 단순한 폴리곤 유닛을 적용할 수 있다. 이 경우, 인코더에서 각 처리 블록 별로 폴리곤 분할 방식에 대한 정보를 코딩하여 디코더에게 제공하지 않아도 되는 장점이 있다.
이 경우, 디코더에서는 각 처리 블록 별로 크기를 확인하고, 크기가 큰 처리 블록(즉, 복잡한 폴리곤 유닛으로 분할)의 경우 5개의 폴리곤 꼭지점에 대한 위치 정보를 디코딩하게 되는 반면, 크기가 작은 처리 블록(즉, 단순한 폴리곤 유닛으로 분할)의 경우 1개의 폴리곤 꼭지점에 대한 위치 정보를 디코딩하게 된다.
또한, 도 27(c)와 같이 보다 단순한 폴리곤 유닛의 분할 방식도 가능하다. 이 경우, 각 폴리곤 꼭지점의 위치가 고정되어 있으므로(또는 각 폴리곤 유닛의 형태가 고정되어 있으므로), 각 폴리곤 꼭지점의 위치 정보를 코딩하지 않아도 무방하다.
이 경우, 앞서 도 13, 표 6 및 표 7와 같이 폴리곤 유닛의 분할 타입 정보만이 코딩되어 디코더에게 제공될 수 있다.
도 27(a)의 경우, 처리 블록의 각 변에 위치하는 4개의 점과 처리 블록의 내부의 1개의 점, 그리고, 처리 블록의 4개의 꼭지점에 대하여 독립적으로 움직임 벡터가 결정될 수 있다. 그리고, 각 폴리곤 유닛 별로 앞서 설명한 아핀 변환(affine transform)을 이용하여 예측 폴리곤 유닛이 생성될 수 있다.
도 27(b)의 경우, 내부의 1개의 점과 처리 블록의 4개의 꼭지점에 대하여 독립적으로 움직임 벡터가 결정될 수 있다. 그리고, 각 폴리곤 유닛 별로 앞서 설명한 아핀 변환(affine transform)을 이용하여 예측 폴리곤 유닛이 생성될 수 있다.
또한, 도 27(c)의 경우, 처리 블록의 4개의 꼭지점에 대하여 독립적으로 움직임 벡터가 결정될 수 있다. 그리고, 앞서 설명한 아핀 변환(affine transform)을 이용하여 예측 유닛이 생성될 수 있다.
C) 폴리곤 꼭지점들에 대한 움직임 벡터 코딩 순서
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 코딩/디코딩 순서를 설명하기 위한 도면이다.
도 28과 같이 폴리곤 유닛 꼭지점들이 구성된다고 가정하면, 아래와 같이 각 폴리곤 유닛 꼭지점에 대한 움직임 벡터의 코딩 순서가 정해질 수 있다.
아래에서는 설명의 편의를 위해 각 폴리곤 꼭지점에 대한 코딩 순서에 대하여 설명하나, 각 폴리곤 꼭지점에 대한 디코딩 순서도 코딩 순서와 동일하게 정해질 수 있다.
1) 먼저, 처리 블록의 모서리를 구성하는 4개의 꼭지점(도 28에서 꼭지점 (1), (3), (7) 및 (9)) 대한 움직임 벡터가 먼저 코딩된 후, 나머지 폴리곤 꼭지점들에 대한 움직임 벡터가 코딩될 수 있다.
일례로, 나머지 폴리곤 꼭지점은 처리 블록의 각 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점(도 28에서 꼭지점 (2), (4), (6), (8))에 대한 움직임 벡터의 코딩을 수행하고, 처리 블록 내부에 위치하는 폴리곤 꼭지점(도 28에서 꼭지점 (5))에 대한 움직임 벡터의 코딩을 수행할 수 있다. 이때, 처리 블록의 각 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점은 시계 방향의 순서(즉, 꼭지점 (2), (6), (8), (4)의 순서)로 코딩되거나 반시계 방향의 순서(즉, 꼭지점 (2), (4), (8), (6)의 순서)로 코딩되거나 또는 레스터 스캔(raster-scan) 순서(즉, 꼭지점 (2), (4), (6), (8)의 순서)로 코딩될 수 있다.
예를 들어, 만약 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측을 수행할 때, 폴리곤 꼭지점 (1)과 (3)에 대한 움직임 벡터 값과 해당 폴리곤 꼭지점 (2)의 상측에 인접한 블록(예를 들어, PU)에 대한 움직임 벡터 등이 해당 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측에 이용될 수 있다. 예를 들어, 이웃하는 폴리곤 꼭지점 (1)과 (3)에 대한 움직임 벡터 값과 해당 폴리곤 꼭지점 (2)의 상측에 인접한 블록(예를 들어, PU)에 대한 움직임 벡터 값이 폴리곤 꼭지점 (2)의 움직임 벡터 예측값을 도출하기 위한 후보 리스트로 구성될 수 있다. 그리고, 위와 같이 구성된 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값이 도출될 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트 중에서 특정 후보값을 지시하는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 이 경우, 인코더는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 코딩하여 디코더에게 제공할 수 있다. 다른 일례로, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트에 속한 후보값들에 대한 평균값 또는 중앙값(median)으로 해당 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 또 다른 일례로, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트에 속한 후보값들에 가중 합(weighted sum) 또는 가중 평균(weighted average)(예를 들어, 현재 폴리곤 유닛의 꼭지점과 후보 리스트에 속한 폴리곤 꼭지점 또는 주변의 PU들의 중심 간의 거리 등 기반)을 적용하여 해당 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수도 있다.
2) 도 28에서의 폴리곤 꼭지점의 번호의 순서와 같이 레스터 스캔(raster-scan) 순서에 따라 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터가 코딩될 수 있다.
예를 들어 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터를 코딩하는 경우, 폴리곤 꼭지점 (1), (2), (3), (4)의 움직임 벡터가 해당 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터 예측에 이용될 수 있다. 예를 들어, 먼저 코딩된 이웃하는 폴리곤 꼭지점 (1), (2), (3), (4)에 대한 움직임 벡터 값이 폴리곤 꼭지점 (5)의 움직임 벡터 예측값을 도출하기 위한 후보 리스트로 구성될 수 있다. 그리고, 위와 같이 구성된 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터 예측값이 도출될 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트 중에서 특정 후보값을 지시하는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 이 경우, 인코더는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 코딩하여 디코더에게 제공할 수 있다. 다른 일례로, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보에 속한 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트에 속한 후보값들에 대한 평균값 또는 중앙값(median)으로 해당 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 또 다른 일례로, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트에 속한 후보값들에 가중 합(weighted sum) 또는 가중 평균(weighted average)(예를 들어, 현재 폴리곤 유닛의 꼭지점과 후보 리스트에 속한 폴리곤 꼭지점 또는 주변의 PU들의 중심 간의 거리 등 기반)을 적용하여 해당 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터의 코딩 순서에 따라 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트의 구성이 달라질 수 있다. 따라서, 해당 처리 블록에 인접한 주변 블록들(예를 들어, PU)의 움직임 벡터의 가용성(availability) 또는 현재 폴리곤 처리 블록의 구성(즉, 폴리곤 유닛의 분할 형태) 등에 따라 최적의 코딩 순서가 선택될 수 있다. 이 경우, 인코더는 해당 처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점에 대한 코딩 순서 정보를 코딩하여 디코더에게 제공할 수 있다.
D) 전체 폴리곤 처리 블록에 대한 움직임 벡터 코딩 방법
전체 폴리곤 처리 블록에 대한 대표 움직임 벡터를 먼저 코딩한 후, 폴리곤 처리 블록을 구성하는 각 폴리곤 꼭지점(즉, 폴리곤 처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점)에 대한 움직임 벡터에 대해서는 대표 움직임 벡터에 대한 차분값이 코딩될 수 있다. 즉, 처리 블록에 대한 대표 움직임 벡터가, 해당 처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값으로 이용될 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 29에서, 'mv_curr_polygon_CU'는 현재 코딩하는 처리 블록(예를 들어, CU)에 대한 대표 움직임 벡터를 나타내며, (1)부터 (9)까지의 꼭지점에 대해서는 각기 'mv_curr_polygon_CU' 값으로부터의 오프셋만을 코딩할 수 있다.
여기서, 대표 움직임 벡터의 일례로, 현재 처리 블록에 속한 특정 폴리곤 꼭지점(예를 들어, 현재 처리 블록의 좌상측(top-left) 꼭지점에 해당하는 폴리곤 꼭지점 또는 현재 처리 블록의 내부에 위치하는 폴리곤 꼭지점 등)의 움직임 벡터, 현재 처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터의 평균값 또는 중앙값 등이 해당될 수 있다.
여기서, 대표 움직임 벡터에 대해서는 1) 기존의 코딩 방식을 적용하여 코딩할 수도 있고, 2) 주변 처리 블록(예를 들어, CU)가 폴리곤 처리 블록인 경우, 주변 폴리곤 처리 블록의 대표 움직임 벡터나 3) 인접하는 폴리곤 꼭지점(즉, 인접한 폴리곤 처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터)의 움직임 벡터 등을 예측값(predictor)로 이용하여 코딩할 수도 있다.
예를 들어, 1)의 경우 종래의 움직임 벡터 예측 방식을 적용하여 주변 예측 유닛(PU)(도 29의 경우, 예측 유닛 (a)와 (b))에 대한 움직임 벡터를 mv_curr_polygon_CU 예측을 위한 예측 후보로 사용할 수 있다. 즉, 이웃하는 예측 유닛에 대한 움직임 벡터로 현재 처리 블록의 대표 움직임 벡터에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수 있다.
다른 일례로, 2)의 경우, 인접한 폴리곤 처리 블록에 대한 대표 움직임 벡터(도 29의 경우 현재 처리 블록의 좌측에 인접한 처리 블록에 대한 움직임 벡터 'mv_left_polygon_CU')를 mv_curr_polygon_CU 예측을 위한 예측 후보로 사용할 수 있다. 즉, 인접한 폴리곤 처리 블록에 대한 대표 움직임 벡터로 현재 처리 블록의 대표 움직임 벡터에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수 있다.
또한, 도 29에서 예측 유닛 (a)와 (b)도 함께 움직임 벡터 후보 리스트를 구성할 수도 있다. 즉, 인접한 폴리곤 처리 블록에 대한 대표 움직임 벡터 및 이웃하는 예측 유닛에 대한 움직임 벡터로 현재 처리 블록의 대표 움직임 벡터에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수 있다.
또 다른 일례로, 3)의 경우, 현재 처리 블록의 좌상측(top-left) 꼭지점의 움직임 벡터(도 29에서 (c))를 mv_curr_polygon_CU 예측을 위한 예측 후보로 사용할 수 있다. 왜냐하면, 처리 블록의 좌상측(top-left) 꼭지점의 움직임 벡터 (c)의 경우 좌측 폴리곤 처리 블록에 속한 꼭지점이기도 하므로 이미 디코딩이 완료된 상태이기 때문이다. 따라서, 인접한 폴리곤 처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 현재 처리 블록의 대표 움직임 벡터에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수 있다.
앞서 설명의 편의를 위해 a), b), c)의 경우를 구분하여 설명하였으나, 이는 하나의 예시에 불과하며, a), b), c)에서 설명한 예측 후보를 하나 이상 조합하여 현재 처리 블록의 대표 움직임 벡터에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수도 있다.
E) 사각형 변 위에 위치한 꼭지점에 대한 motion vector 코딩 방법
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대의 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
도 30(a)는 이웃한 폴리곤 처리 블록과 맞닿은 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터를 예측하는 경우를 예시하고, 도 30(b)는 이웃한 쿼드-트리 처리 블록과 맞닿은 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터를 예측하는 경우를 예시한다.
도 30(a)를 참조하면, 해당 폴리곤 꼭지점에 이웃한 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터로(이용 가능한 경우) 해당 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터 예측값(또는 움직임 벡터 예측값 후보 리스트)이 도출될 수 있다. 도 30(a)의 경우, 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터를 예측하는 경우, 폴리곤 꼭지점 (1) 및 (3)에 대한 움직임 벡터로 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수 있다(폴리곤 꼭지점 (1) 및 (3)에 대한 움직임 벡터가 이용 가능한 경우).
또한, 해당 폴리곤 꼭지점의 위치가 정해진 경우, 양 옆에 근접한 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 보간(interpolation)하여 해당 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 도 30(a)의 경우, 폴리곤 꼭지점 (2)의 위치가 정해진 경우, 폴리곤 꼭지점 (1)과 (3)의 움직임 벡터를 보간(interpolation)하여 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다.
또한, 해당 폴리곤 꼭지점의 위치가 정해진 경우, 해당 처리 블록에 속한 폴리곤 꼭지점 중 해당 폴리곤 꼭지점과 가장 가까운 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 해당 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 도 30(a)의 경우, 폴리곤 꼭지점 (2)의 위치가 정해진 경우, 폴리곤 꼭지점 (2)와 가장 가까운 폴리곤 꼭지점 (1)의 움직임 벡터로 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다.
도 30(b)를 참조하면, 해당 폴리곤 꼭지점과 이웃한 블록(예를 들어, 예측 블록)에 대한 움직임 벡터로 해당 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터 예측값(또는 움직임 벡터 예측값 후보 리스트)이 도출될 수 있다. 도 30(b)의 경우, 폴리곤 꼭지점 (2)과 이웃한 위쪽 블록에 대한 움직임 벡터 (a)로 폴리곤 꼭지점 (2)에 대한 움직임 벡터 예측값(또는 움직임 벡터 예측값 후보 리스트)이 도출될 수 있다.
또한, 도 30(b)의 경우에도 도 30(a)의 예시와 같이, 이웃한 폴리곤 꼭지점(폴리곤 꼭지점 (1) 및 (3))에 대한 움직임 벡터도 동일한 위상의 움직임 벡터 후보로 간주할 수도 있다. 즉, 해당 폴리곤 꼭지점과 이웃한 블록에 대한 움직임 벡터와 해당 폴리곤 꼭지점과 이웃한 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수 있다.
F) 폴리곤 처리 블록의 가운데(내부) 꼭지점에 대한 움직임 벡터 코딩 방법
폴리곤 처리 블록의 가운데(내부) 위치한 꼭지점에 대해서도 폴리곤 처리 블록의 네 모서리에 해당하는 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터들에 보간(interpolation)을 적용하여 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 예를 들어, 앞서 도 28을 다시 참조하면, 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터 예측값은 폴리곤 처리 블록의 4개의 모서리에 해당하는 폴리곤 꼭지점 (1), (3), (7), (9)에 대한 움직임 벡터에 2중 선형 보간(bilinear interpolation)을 적용하여 결정될 수 있다.
또한, 폴리곤 처리 블록의 가운데(내부) 위치한 꼭지점에 가장 가까운 위치의 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수도 있다. 다시 도 28의 참조하면, 폴리곤 꼭지점 (5)에 대한 움직임 벡터 예측값은 폴리곤 꼭지점 (5)에 가장 가까운 폴리곤 꼭지점 (9)의 움직임 벡터로 결정될 수 있다.
G) 주변(이웃한) 처리 블록이 폴리곤 처리 블록일 때, 움직임 벡터 예측 방법
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛의 꼭지점에 대의 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
이웃하는 처리 블록이 폴리곤 처리 블록인 경우, 인접한 처리 블록 간에 인접한 꼭지점에 대해서는 움직임 벡터값을 공유할 수 있다. 예를 들어, 처리 블록의 네 모서리에 해당하는 폴리곤 꼭지점은 인접한 처리 블록의 모서리에 해당하는 꼭지점과 동일한 위치(즉, x축(수평 방향) 및/또는 y축(수직 방향)의 좌표가동일)를 가지므로, 움직임 벡터 값을 공유할 수 있다. 즉, 현재 처리 블록의 모서리에 해당하는 폴리곤 꼭지점(도 31의 경우, 폴리곤 꼭지점(3101, 3103))의 움직임 벡터는 인접한 처리 블록의 동일한 위치를 가지는 꼭지점의 움직임 벡터로 결정될 수 있다.
또한, 이를 확장하여, 처리 블록의 모서리에 해당하지 않으나 인접한 처리 블록과 맞닿은 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점도 위와 마찬가지로 움직임 벡터 값을 공유할 수 있다. 즉, 인접한 처리 블록과 맞닿은 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터는 동일한 위치를 가지는 인접한 처리 블록의 꼭지점의 움직임 벡터로 결정될 수 있다(도 31의 경우, 폴리곤 꼭지점(3102)).
또한, 처리 블록의 모서리에 해당하지 않으나 인접한 처리 블록과 맞닿은 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점의 경우, 해당 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터 예측값은 인접한 처리 블록과 맞닿은 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 결정될 수도 있다(도 31의 경우, 폴리곤 꼭지점(3102)). 이 경우, 인코더는 해당 움직임 벡터 차분 값을 디코더에게 시그널링하도록 코딩할 수 있다.
다만, 인접한 처리 블록과 맞닿은 변에 위치하는 폴리곤 꼭지점들은 인접한 처리 블록의 꼭지점과 동일한 위치를 가지지 않을 수도 있으므로, 동일한 위치를 가지는 경우에만 위와 같이 움직임 벡터를 공유하거나, 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다.
또한, 앞서 E)에서 설명한 방법과 조합하여, 현재 폴리곤 꼭지점(예를 들어, 폴리곤 꼭지점(3102))에 이웃한 현재 처리 블록의 폴리곤 꼭지점(예를 들어, 폴리곤 꼭지점(3101, 3103))에 대한 움직임 벡터와 현재 폴리곤 꼭지점과 동일한 위치를 가지는 인접한 처리 블록의 꼭지점으로 현재 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성될 수도 있다. 이 경우, 위와 같이 구성된 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 도출될 수 있다. 예를 들어, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트 중에서 특정 후보값을 지시하는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다. 이 경우, 인코더는 움직임 벡터 예측값 인덱스 정보를 코딩하여 디코더에게 제공할 수 있다. 다른 일례로, 움직임 벡터 예측값에 대한 후보 리스트에 속한 후보값들에 대한 평균값 또는 중앙값(median)으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 결정될 수 있다.
H) 쿼드 -트리 처리 블록에서 폴리곤 처리 블록의 움직임 벡터를 참조하여 코딩
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 쿼드-트리 블록의 움직임 벡터를 예측하는 방법을 예시하는 도면이다.
현재 처리 블록(예를 들어, CU, PU)이 쿼드-트리 처리 블록이고 현재 처리 블록에 인접한 처리 블록이 폴리곤 처리 블록인 경우, 현재 코딩하는 블록과 맞닿은 꼭지점들에 대한 움직임 벡터를 현재 블록의 움직임 벡터 예측값 후보로 사용할 수 있다.
도 32의 경우, (a) 블록에 대해서는, (a) 블록과 맞닿은 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 mva를 (a) 블록에 대한 움직임 벡터 예측값 후보로 이용할 수 있다. 마찬가지로, (b) 블록과 (c) 블록에 대해서도 각각 해당 블록과 맞닿은 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 mvb와 mvc를 해당 블록에 대한 움직임 벡터 예측값 후보로 이용할 수 있다.
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 코딩/디코딩을 수행하는 인터 예측부를 보다 상세히 예시하는 도면이다.
도 33을 참조하면, 인터 예측부(181: 도 1 참조, 261: 도 2 참조)는 앞서 도 5 내지 도 32에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인터 예측부(181, 261)는 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor) 도출부(3301), 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 도출부(3302) 및 예측 샘플(prediction smaple) 도출부(3303)를 포함하여 구성될 수 있다.
움직임 벡터 예측값 도출부(3301)는 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)을 도출한다.
움직임 벡터 예측값 도출부(3301)는 앞서 A) 내지 H)에서 설명한 방법 또는 A) 내지 H)에서 설명한 방법 중 하나 이상의 방법을 조합하여 해당 폴리곤 유닛을 구성하는 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값을 도출할 수 있다.
폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터 예측을 위해 복수의 후보로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성되는 경우, 구성된 움직임 벡터 예측값 후보 리스트를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 도출될 수 있다. 이때, 움직임 벡터 예측값 후보 리스트에 속한 후보값 중 어느 하나의 값이 선택되는 경우, 디코더에 속한 움직임 벡터 예측값 도출부(3301)는 인코더로부터 선택된 후보값을 지시하는 인덱스 정보를 제공 받을 수 있다.
움직임 벡터 차분값 도출부(3302)는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 및 움직임 벡터 예측값을 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출한다.
여기서, 디코더에 속한 움직임 벡터 차분값 도출부(3302)는 인코더로부터 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값을 제공 받을 수 있다.
예를 들어, 움직임 벡터 차분값 도출부(3302)는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값과 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값을 더하여 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
예측 샘플 도출부(3303)는 참조 픽쳐 내 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛으로부터 해당 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)을 도출한다(S3303).
여기서, 디코더에 속한 예측 샘플 도출부(3303)는 인코더로부터 참조 픽쳐를 특정하기 위한 정보를 제공 받을 수 있다.
예측 샘플 도출부(3303)는 앞서 A)에서 설명한 방법을 이용하여 해당 폴리곤 유닛을 구성하는 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 이용하여 참조 픽쳐 내 대응되는 분할 유닛을 특정할 수 있다. 그리고, 대응되는 분할 유닛 내 샘플 값으로부터 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)을 도출할 수 있다. 즉, 참조 픽쳐 내 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛(즉, 참조 영역)의 픽셀값 또는 보간(interpolation)된 값이 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)으로 이용될 수 있다.
이때, 앞서 도 26의 설명과 같이 하나의 폴리곤 유닛의 세 개의 꼭지점에 대하여 각각 움직임 벡터가 결정되는 경우, 아핀 변환(affine transform)을 이용하여, 대응되는 분할 유닛 내 샘플 값으로부터 해당 폴리곤 유닛에 속한 샘플들에 대한 예측 샘플을 도출할 수 있다. 즉, 아핀 변환(affine transform)을 통해 도출된 참조 영역의 픽셀값이 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)으로 이용될 수 있다.
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴리곤 유닛 기반 영상 디코딩 방법을 예시하는 도면이다.
도 34를 참조하면, 인코더/디코더는 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)을 도출한다(S3401).
여기서, 인코더/디코더는 앞서 A) 내지 H)에서 설명한 방법 또는 A) 내지 H)에서 설명한 방법 중 하나 이상의 방법을 조합하여 해당 폴리곤 유닛을 구성하는 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값을 도출할 수 있다.
폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터 예측을 위해 복수의 후보로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값 후보 리스트가 구성되는 경우, 구성된 움직임 벡터 예측값 후보 리스트를 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값이 도출될 수 있다. 이때, 움직임 벡터 예측값 후보 리스트에 속한 후보값 중 어느 하나의 값이 선택되는 경우, 디코더는 인코더로부터 선택된 후보값을 지시하는 인덱스 정보를 제공 받을 수 있다.
인코더/디코더는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 및 S3401 단계에서 도출된 움직임 벡터 예측값을 기반으로 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출한다(S3402).
여기서, 디코더의 경우 인코더로부터 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값을 제공 받을 수 있다.
예를 들어, 인코더/디코더는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값과 S3401 단계에서 도출된 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값을 더하여 해당 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
인코더/디코더는 참조 픽쳐 내 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛으로부터 해당 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)을 도출한다(S3403).
여기서, 디코더의 경우 인코더로부터 참조 픽쳐를 특정하기 위한 정보를 제공 받을 수 있다.
인코더/디코더는 앞서 A)에서 설명한 방법을 이용하여 해당 폴리곤 유닛을 구성하는 각 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 이용하여 대응되는 분할 유닛을 특정할 수 있다. 그리고, 대응되는 분할 유닛 내 샘플 값으로부터 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)을 도출할 수 있다. 즉, 참조 픽쳐 내 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛(즉, 참조 영역)의 픽셀값 또는 보간(interpolation)된 값이 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)으로 이용될 수 있다.
이때, 앞서 도 26의 설명과 같이 하나의 폴리곤 유닛의 세 개의 꼭지점에 대하여 각각 움직임 벡터가 결정되는 경우, 아핀 변환(affine transform)을 이용하여, 상기 폴리곤 유닛의 각 픽셀(또는 샘플)마다 대응되는 분할 유닛의 샘플 값으로부터 해당 폴리곤 유닛에 속한 샘플들에 대한 예측 샘플을 도출할 수 있다. 즉, 아핀 변환(affine transform)을 통해 도출된 참조 영역의 픽셀값이 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(또는 픽셀값)으로 이용될 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 다양한 다른 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다.

Claims (11)

  1. 폴리곤 유닛(polygon unit) 기반으로 영상을 디코딩하는 방법에 있어서,
    상기 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)을 도출하는 단계;
    상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 및 상기 움직임 벡터 예측값을 기반으로 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출하는 단계; 및
    참조 픽쳐 내 상기 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛으로부터 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(prediction sample)을 도출하는 단계를 포함하는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 예측 샘플값은 아핀 변환(affine transform)을 이용하여 상기 분할 유닛 내 대응되는 샘플 값으로 결정되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트가 상기 폴리곤 꼭지점에 이웃하는 블록의 움직임 벡터 및/또는 상기 폴리곤 꼭지점에 이웃하는 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 구성되고,
    상기 움직임 벡터 예측값은 상기 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트로부터 도출되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점의 디코딩 순서에 따라 상기 움직임 벡터 예측값의 후보 리스트가 구성되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록의 모서리에 해당하는 4개의 꼭지점에 대한 움직임 벡터가 도출된 후, 상기 처리 블록의 나머지 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터가 도출되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록의 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터는 레스터 스캔(raster-scan) 순서에 따라 도출되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록에 대한 대표 움직임 벡터가 도출되고,
    상기 움직임 벡터 예측값은 상기 대표 움직임 벡터로부터 도출되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 벡터 예측값은 상기 폴리곤 꼭지점에 근접한 복수의 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터를 보간(interpolation)하여 결정되거나, 상기 폴리곤 꼭지점에 가장 근접한 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 결정되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록의 내부에 위치하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값은 상기 처리 블록의 모서리에 해당하는 4개의 꼭지점의 움직임 벡터를 보간(interpolation)하여 결정되거나, 상기 폴리곤 꼭지점에 가장 근접한 폴리곤 꼭지점의 움직임 벡터로 결정되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 벡터 예측값은 상기 폴리곤 유닛이 포함된 처리 블록에 인접한 블록에서 상기 폴리곤 꼭지점과 동일한 위치를 가지는 꼭지점의 움직임 벡터로부터 도출되는 폴리곤 유닛 기반 디코딩 방법.
  11. 폴리곤 유닛(polygon unit) 기반으로 영상을 디코딩하는 장치에 있어서,
    상기 폴리곤 유닛을 구성하는 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 예측값(motion vector predictor)을 도출하는 움직임 벡터 예측값 도출부;
    상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터 차분값(motion vector difference) 및 상기 움직임 벡터 예측값을 기반으로 상기 폴리곤 꼭지점에 대한 움직임 벡터를 도출하는 움직임 벡터 도출부; 및
    참조 픽쳐 내 상기 움직임 벡터에 의해 특정된 분할 유닛으로부터 상기 폴리곤 유닛의 예측 샘플값(prediction sample)을 도출하는 예측 샘플 도출부를 포함하는 디코딩 장치.
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