WO2017030260A1 - 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

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WO2017030260A1
WO2017030260A1 PCT/KR2016/002035 KR2016002035W WO2017030260A1 WO 2017030260 A1 WO2017030260 A1 WO 2017030260A1 KR 2016002035 W KR2016002035 W KR 2016002035W WO 2017030260 A1 WO2017030260 A1 WO 2017030260A1
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WO
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block
prediction
shaped
divided
unit
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PCT/KR2016/002035
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서정동
임재현
박내리
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엘지전자(주)
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Publication date
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    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/169—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding
    • H04N19/17—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object
    • H04N19/176—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the coding unit, i.e. the structural portion or semantic portion of the video signal being the object or the subject of the adaptive coding the unit being an image region, e.g. an object the region being a block, e.g. a macroblock
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    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
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    • H04N19/503—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using predictive coding involving temporal prediction
    • H04N19/51—Motion estimation or motion compensation
    • H04N19/53—Multi-resolution motion estimation; Hierarchical motion estimation

Definitions

  • the present invention relates to a still image or moving image processing method, and more particularly, to a method for encoding / decoding a still image or moving image based on an inter prediction mode and an apparatus 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.
  • An object of the present invention is to propose a method for performing inter-picture prediction by dividing blocks into L-forms.
  • An aspect of the present invention provides a method of processing an image based on inter prediction, comprising: determining whether a block constituting an image is divided into an L shape block and a rectangular block, wherein the block is the L When divided into a shape block and the rectangular block, deriving motion information for an L shape block and generating a prediction sample for the L shape block, wherein the prediction sample is derived from the reference picture. It may be generated based on the sample value of the L-shaped reference block identified using the motion information.
  • An aspect of the present invention provides an apparatus for processing an image based on inter prediction, wherein the L-shape division determination unit determines whether a block constituting the image is divided into an L-shaped block and a rectangular block.
  • the L-shape division determination unit determines whether a block constituting the image is divided into an L-shaped block and a rectangular block.
  • a motion information derivation unit for deriving the motion information for the L-shaped block and a prediction sample generator for generating a prediction sample for the L-shaped block
  • the prediction The sample may be generated based on the sample value of the L-shaped reference block identified using the derived motion information in the reference picture.
  • the width of the horizontal shape and the height of the vertical shape of the L-shaped block may be equal.
  • the width of the horizontal shape and the height of the vertical shape of the L-shaped block may be uneven.
  • the rectangular block in the block may be located at the upper left, upper right, lower left or lower right.
  • the spatial candidates for the L-shaped block and the rectangular block may be configured identically or independently of each other.
  • the predictive sample arrangement of the L-shaped block may be derived in a form in which the L-shaped block is divided into a plurality of rectangular blocks.
  • filtering may be applied to samples adjacent to a boundary between the L-shaped block and the rectangular block.
  • the efficiency of motion compensation may be improved by dividing blocks into L-forms to perform inter-picture prediction.
  • a bit rate may be reduced while increasing inter-picture prediction accuracy.
  • the prediction accuracy is increased by dividing the block into L-forms to perform inter-picture prediction, thereby reducing the amount of residual signals and increasing the overall video coding efficiency. have.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to 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 illustrates an integer and fractional sample position for quarter sample interpolation, as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 6 illustrates a position of a spatial candidate as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an inter prediction method as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an inter prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates the position of a spatial candidate for a block generated by L shape partitioning according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a motion compensation method of an L-shaped block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates a prediction sample arrangement for an L-shaped block according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating filtering applied to a boundary of an L-shape division according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a diagram more specifically illustrating an inter predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the 'processing unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed.
  • the processing unit may be referred to as a 'unit', 'processing block' or 'block'.
  • the processing unit may be interpreted to include a unit for the luma component and a unit for the chroma component.
  • the processing unit may correspond to a Coding Tree Unit (CTU), a Coding Unit (CU), a Prediction Unit (PU), or a Transform Unit (TU).
  • CTU Coding Tree Unit
  • CU Coding Unit
  • PU Prediction Unit
  • TU Transform Unit
  • the processing unit may be interpreted as a unit for a luma component or a unit for a chroma component.
  • the processing unit may be a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PB), or a transform block (TB) for a luma component. May correspond to. Or, it may correspond to a coding tree block (CTB), a coding block (CB), a prediction block (PU), or a transform block (TB) for a chroma component.
  • processing unit is not necessarily limited to square blocks, but may also be configured in a polygonal form having three or more vertices.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of an encoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to 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 divides an input video signal (or a picture or a frame) input to the encoder 100 into one or more processing units.
  • the subtractor 115 subtracts the difference from the prediction signal (or prediction block) output from the prediction unit 180 (that is, the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182) in the input image signal. Generate a residual signal (or difference block). The generated difference signal (or difference block) is transmitted to the converter 120.
  • the transform unit 120 may convert a differential signal (or a differential block) into a transform scheme (eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)). Etc.) to generate transform coefficients.
  • a transform scheme eg, a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), a graph-based transform (GBT), and a karhunen-loeve transform (KLT)
  • 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 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 further include a configuration for performing inter prediction on a pixel basis. Detailed description thereof will be described later.
  • 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 sub-pixels mean virtual pixels generated by applying an interpolation filter
  • the integer pixels mean actual pixels 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 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 (or prediction block) generated by the inter prediction unit 181 or the intra prediction unit 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a differential signal (or differential block). It can be used to generate.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a decoder in which encoding of a still image or video signal is performed according to 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 applies an inverse transform scheme to inverse transform the transform coefficients to obtain a residual signal (or a differential block).
  • the adder 235 outputs the obtained difference signal (or difference block) from the prediction unit 260 (that is, the prediction signal (or prediction block) output from the inter prediction unit 261 or the intra prediction unit 262. ) Generates a reconstructed signal (or a reconstruction block).
  • the filtering unit 240 applies filtering to the reconstructed signal (or the reconstructed block) and outputs the filtering to the reproduction device or transmits the decoded picture buffer unit 250 to the reproduction device.
  • 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.
  • the inter prediction unit 261 may further include a configuration for performing inter prediction on a pixel basis. Detailed description thereof will be described later.
  • 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. That is, one CTU has a square shape and is divided into four units having a half horizontal size and a half vertical size to generate a coding unit (CU). have. This partitioning of the quad-tree structure can be performed recursively. That is, a CU is hierarchically divided into quad-tree structures from one CTU.
  • 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 root node of the quad-tree is associated with the CTU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a CU.
  • the CTU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CTU corresponds to a CU.
  • a node that is no longer divided ie, a leaf node
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node that is no longer divided
  • CU a node corresponding to nodes a, b, and j are divided once in the CTU and have a depth of one.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 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 two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 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, Has depth.
  • 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 split mode 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.
  • 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.
  • a prediction mode is selected in units of PUs, and prediction and reconstruction are performed in units of actual TUs for the selected prediction mode.
  • the TU means a basic unit in which actual prediction and reconstruction are performed.
  • the TU includes a transform block (TB) for a luma component and a TB for two chroma components corresponding thereto.
  • TB transform block
  • the TUs are hierarchically divided into quad-tree structures from one CU to be coded.
  • 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.
  • a root node of the quad-tree is associated with a CU.
  • the quad-tree is split until it reaches a leaf node, which corresponds to a TU.
  • the CU may not be divided according to the characteristics of the input image.
  • the CU corresponds to a TU.
  • a node ie, a leaf node
  • TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • FIG. 3B TU (a), TU (b), and TU (j) corresponding to nodes a, b, and j are divided once in a CU and have a depth of 1.
  • a node (ie, a leaf node) that is no longer divided in a lower node having a depth of 2 corresponds to a TU.
  • TU (c), TU (h), and TU (i) corresponding to nodes c, h, and i are divided twice in a CU and have a depth of two.
  • a node that is no longer partitioned (ie, a leaf node) in a lower node having a depth of 3 corresponds to a CU.
  • TU (d), TU (e), TU (f), and TU (g) corresponding to nodes d, e, f, and g are divided three times in a CU. Has depth.
  • a TU having a tree structure may be hierarchically divided with predetermined maximum depth information (or maximum level information). Each divided TU may have depth information. Since the depth information indicates the number and / or degree of division of the TU, it may include information about the size of the TU.
  • 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.
  • the decoded portion of the current picture or other pictures in which the current processing unit is included may be used to reconstruct the current processing unit in which decoding is performed.
  • Intra picture or I picture which uses only the current picture for reconstruction, i.e. performs only intra picture prediction, predicts a picture (slice) using at most one motion vector and reference index to predict each unit
  • a picture using a predictive picture or P picture (slice), up to two motion vectors, and a reference index (slice) may be referred to as a bi-predictive picture or a B picture (slice).
  • Intra prediction means a prediction method that derives the current processing block from data elements (eg, sample values, etc.) of the same decoded picture (or slice). That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in the current picture.
  • data elements eg, sample values, etc.
  • Inter Inter prediction (or inter screen prediction)
  • Inter prediction means a prediction method of deriving a current processing block based on data elements (eg, sample values or motion vectors, etc.) of pictures other than the current picture. That is, a method of predicting pixel values of the current processing block by referring to reconstructed regions in other reconstructed pictures other than the current picture.
  • data elements eg, sample values or motion vectors, etc.
  • Which reference region (or reference block) is used to predict the current block in the inter prediction process includes an index (i.e., a reference picture index or a reference index) indicating a reference picture that includes the reference region, and a motion vector. It can be represented using information.
  • the inter prediction may include forward direction prediction, backward direction prediction, and bi-prediction.
  • Forward prediction is prediction using one reference picture displayed (or output) before the current picture in time
  • backward prediction means prediction using one reference picture displayed (or output) after the current picture in time.
  • one piece of motion information eg, motion vector information, a reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index
  • motion information eg, motion vector information, a reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index
  • up to two reference regions may be used.
  • the two reference regions may exist in the same reference picture or may exist in different pictures, respectively. That is, in the bidirectional prediction scheme, up to two motion information (eg, motion vector information, reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index) may be used, wherein two motion vectors have the same reference. It may have a picture index or may have a different reference picture index. In this case, all of the reference pictures may be displayed (or output) before or after the current picture in time.
  • motion information eg, motion vector information, reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index
  • the motion information of the current processing block may include motion vector information, a reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index.
  • the motion vector information may include a motion vector, a motion vector prediction (MVP), or a motion vector difference (MVD).
  • the motion vector difference value means a difference value between the motion vector and the motion vector prediction value.
  • the encoder performs motion estimation to find the reference region most similar to the current processing block from the reference pictures in the inter prediction process.
  • the encoder may provide the decoder with motion vector information for the reference region, a reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index.
  • the encoder / decoder may obtain the reference region of the current processing block by using the motion vector information, the reference picture index, and / or the identifier of the reference picture list associated with each reference picture index.
  • the reference region exists in a reference picture having the reference picture index.
  • the pixel value or interpolated value of the reference region specified by the motion vector may be used as a predictor of the current processing block. That is, motion compensation that predicts an image of a current processing block from a previously decoded picture using motion information (eg, motion vector information, reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index). (motion compensation) is performed.
  • motion information eg, motion vector information, reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index.
  • a method of obtaining a motion vector prediction value mvp using motion information of previously coded blocks and transmitting only a difference value mvd thereof may be used. That is, the decoder obtains a motion vector prediction value of the current processing block using motion information of other decoded blocks, and obtains a motion vector value for the current processing block using the difference value transmitted from the encoder. In obtaining the motion vector prediction value, the decoder may obtain various motion vector candidate values by using motion information of other blocks that are already decoded, and obtain one of them as the motion vector prediction value.
  • a set of previously decoded pictures are stored in a decoded picture buffer (DPB) for decoding the remaining pictures.
  • DPB decoded picture buffer
  • a reference picture refers to a picture including a sample that can be used for inter prediction in a decoding process of a next picture in decoding order.
  • a reference picture set refers to a set of reference pictures associated with a picture, and is composed of all pictures previously associated in decoding order.
  • the reference picture set may be used for inter prediction of an associated picture or a picture following an associated picture in decoding order. That is, reference pictures maintained in the decoded picture buffer DPB may be referred to as a reference picture set.
  • the encoder may provide the decoder with reference picture set information in a sequence parameter set (SPS) (ie, a syntax structure composed of syntax elements) or each slice header.
  • SPS sequence parameter set
  • a reference picture list refers to a list of reference pictures used for inter prediction of a P picture (or slice) or a B picture (or slice).
  • the reference picture list may be divided into two reference picture lists, and may be referred to as reference picture list 0 (or L0) and reference picture list 1 (or L1), respectively.
  • a reference picture belonging to reference picture list 0 may be referred to as reference picture 0 (or L0 reference picture)
  • a reference picture belonging to reference picture list 1 may be referred to as reference picture 1 (or L1 reference picture).
  • one reference picture list i.e., reference picture list 0
  • two reference picture lists i.e., reference Picture list 0 and reference picture list 1
  • Such information for distinguishing a reference picture list for each reference picture may be provided to the decoder through reference picture set information.
  • the decoder adds the reference picture to the reference picture list 0 or the reference picture list 1 based on the reference picture set information.
  • a reference picture index (or reference index) is used to identify any one specific reference picture in the reference picture list.
  • a sample of the prediction block for the inter predicted current processing block is obtained from the sample value of the corresponding reference region in the reference picture identified by the reference picture index.
  • the corresponding reference region in the reference picture represents the region of the position indicated by the horizontal component and the vertical component of the motion vector.
  • Fractional sample interpolation is used to generate predictive samples for noninteger sample coordinates, except when the motion vector has an integer value. For example, a motion vector of one quarter of the distance between samples may be supported.
  • fractional sample interpolation of luminance components applies an 8-tap filter in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • fractional sample interpolation of the color difference component applies a 4-tap filter in the horizontal direction and the vertical direction, respectively.
  • FIG 5 illustrates an integer and fractional sample position for quarter sample interpolation, as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • the shaded block in which the upper-case letter (A_i, j) is written indicates the integer sample position
  • the shaded block in which the lower-case letter (x_i, j) is written is the fractional sample position. Indicates.
  • Fractional samples are generated by applying interpolation filters to integer sample values in the horizontal and vertical directions, respectively.
  • an 8-tap filter may be applied to four integer sample values on the left side and four integer sample values on the right side based on the fractional sample to be generated.
  • a merge mode and advanced motion vector prediction may be used to reduce the amount of motion information.
  • Merge mode refers to a method of deriving motion information from a neighboring block spatially or temporally.
  • the motion information may include horizontal and vertical motion vector values, at least one reference picture index, and an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index.
  • the encoder constructs a merge candidate list and performs motion estimation to convert candidate block information selected from the merge candidate list as a merge index (for example, merge_idx [x0] [y0] '). Signal to the decoder.
  • the decoder constructs a merge candidate list similarly to the encoder, and derives the motion information for the current prediction block from the motion information of the candidate block corresponding to the merge index received from the encoder in the merge candidate list.
  • the decoder generates a prediction block for the current processing block based on the derived motion information (ie, motion compensation).
  • the set of candidates available in merge mode is composed of spatial neighbor candidates, temporal candidates and generated candidates.
  • FIG. 6 illustrates a position of a spatial candidate as an embodiment to which the present invention may be applied.
  • each spatial candidate block is available in the order of ⁇ a1, b1, b0, a0, b2 ⁇ . In this case, when the candidate block is encoded in the intra prediction mode and there is no motion information, or when the candidate block is located outside the current picture (or slice), the candidate block is not available.
  • the spatial merge candidate can be constructed by excluding unnecessary candidate blocks from candidate blocks of the current processing block. For example, when the candidate block of the current prediction block is the first prediction block in the same coding block, the candidate block having the same motion information may be excluded except for the corresponding candidate block.
  • the temporal merge candidate configuration process is performed.
  • a temporal merge candidate when a right bottom block of a collocated block of a reference picture is available, the block is configured as a temporal merge candidate.
  • the colocated block refers to a block existing at a position corresponding to the current processing block in the selected reference picture.
  • a block located at the center of the collocated block is configured as a temporal merge candidate.
  • the maximum number of merge candidates may be specified in the slice header. If the number of merge candidates is larger than the maximum number, the number of spatial candidates and temporal candidates smaller than the maximum number is maintained. Otherwise, the number of merge candidates is generated by combining the candidates added so far until the maximum number of candidates becomes the maximum (ie, combined bi-predictive merging candidates). .
  • the AMVP mode refers to a method of deriving a motion vector prediction value from neighboring blocks.
  • horizontal and vertical motion vector difference values (MVDs), reference picture indexes, and identifiers of the reference picture list associated with each reference picture index are signaled to the decoder.
  • the horizontal and vertical motion vector values are calculated using the derived motion vector prediction value and the motion vector difference (MVD) provided from the encoder.
  • the encoder constructs a motion vector predictor candidate list and performs motion estimation to perform a motion estimation flag (ie, candidate block information) selected from the motion vector predictor candidate list (for example, mvp_lX_flag [x0] [y0). ] ') Is signaled to the decoder.
  • the decoder constructs a motion vector predictor candidate list similarly to the encoder, and derives a motion vector predictor of the current processing block using the motion information of the candidate block indicated by the motion reference flag received from the encoder in the motion vector predictor candidate list.
  • the decoder obtains a motion vector value for the current processing block by using the derived motion vector prediction value and the motion vector difference value transmitted from the encoder.
  • the decoder generates a prediction block for the current processing block based on the derived motion information (ie, motion compensation).
  • the first spatial motion candidate is selected from the set of ⁇ a0, a1 ⁇ located on the left
  • the second spatial motion candidate is selected from the set of ⁇ b0, b1, b2 ⁇ located above.
  • the motion vector is scaled.
  • the candidate configuration is terminated, but if less than two, the temporal motion candidate is added.
  • inter-picture prediction (or inter-prediction) is performed through motion estimation / compensation in video encoding, and a motion is divided into small units. Compensation applies.
  • the divided unit is called a block (or processing block), and each block may be divided into smaller units to increase the accuracy of prediction.
  • Each divided block performs motion compensation through a reference list, a reference list index, and a motion vector.
  • a 2N ⁇ 2N block is divided into four N ⁇ N blocks, Each N ⁇ N block becomes another unit block and may be recursively divided.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an inter prediction method as an embodiment to which the present invention is applied.
  • the encoder / decoder (in particular, the inter predictor 181 of the encoder in FIG. 1 and the inter predictor 261 of the decoder in FIG. 2) decodes a coding unit syntax (S701). ).
  • Table 1 illustrates the syntax of the coding unit level.
  • the decoding process 'coding_unit (x0, y0, log2CbSize)' for a coding unit is invoked as the input unit's position (x0, y0) and the coding unit's size (log2CbSize) as input.
  • x0 and y0 represent the relative position of the top-left sample of the current coding unit from the top-left sample of the current picture.
  • log2CbSize represents the size of the current coding unit.
  • the encoder / decoder decodes the prediction unit syntax according to the partition mode 'PartMode' (S702).
  • the splitting position of each prediction block is defined according to the partition mode ('PartMode') of the prediction block.
  • the decoding process 'prediction_unit (x0, y0, nPbW, nPbH)' for the prediction block is inputted into the position of the prediction unit (x0 ', y0') and the size of the prediction unit (nPbW, nPbH). Invoked.
  • x0 ', y0' represents the relative position of the top-left sample of the current prediction unit from the top-left sample of the current picture.
  • nPbW, nPbH indicate the horizontal size and the vertical size of the current prediction unit.
  • the splitting mode 'PartMode' is 2N ⁇ 2N
  • the position (x0 ', y0') of the prediction unit is (x0, y0)
  • the size of the prediction unit (nPbW, nPbH) is (nCbS, nCbS).
  • the position (x0 ', y0') of the first prediction unit (the top prediction unit in the coding unit) is (x0, y0), and the prediction unit
  • the magnitudes (nPbW, nPbH) are (nCbS, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (lower prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS / 2)), and the sizes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS, nCbS). / 2).
  • the positions (x0 ', y0') of the first prediction unit (left prediction unit in the coding unit) are (x0, y0), and the prediction unit
  • the size of (nPbW, nPbH) is (nCbS / 2, nCbS).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 2), y0), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS / 2). , nCbS).
  • the position (x0 ', y0') of the first prediction unit (the top prediction unit in the coding unit) is (x0, y0), and the prediction unit The size of (nPbW, nPbH) is (nCbS, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (lower prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS / 4)), and the sizes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS, nCbS). * 3/4).
  • the splitting mode 'PartMode' is 2N ⁇ nD
  • the position (x0 ', y0') of the first prediction unit (the top prediction unit in the coding unit) is (x0, y0)
  • the prediction unit The size of (nPbW, nPbH) is (nCbS, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (lower prediction unit in the coding unit)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS). , nCbS / 4).
  • the positions (x0 ', y0') of the first prediction unit (the left prediction unit in the coding unit) are (x0, y0), and the prediction unit
  • the size of (nPbW, nPbH) is (nCbS / 4, nCbS).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 4), y0), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS * 3). / 4, nCbS).
  • the positions (x0 ', y0') of the first prediction unit are (x0, y0), and the prediction unit The size of (nPbW, nPbH) is (nCbS * 3/4, nCbS).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit is (x0 + (nCbS * 3/4), y0)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS). / 4, nCbS).
  • the position (x0 ', y0') of the first prediction unit (the upper left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0), and the prediction unit The size of (nPbW, nPbH) is (nCbS / 2, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 2), y0)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS / 2). , nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the third prediction unit (lower left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS / 2)), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS / 2, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 2), y0 + (nCbS / 2)), and the size of the prediction unit (nPbW, nPbH). ) Is (nCbS / 2, nCbS / 2).
  • the encoder / decoder performs motion compensation on the prediction unit by using the decoded motion parameter (or information) (S703).
  • the motion information of the current prediction unit may include motion vector information, a reference picture index, and / or an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index. have. That is, the encoder / decoder uses motion information to perform motion compensation for predicting an image of the current unit from a previously decoded picture.
  • the remaining partitioning methods except for 2N ⁇ 2N and N ⁇ N are all divided into two divided regions (that is, prediction blocks) that are coding blocks.
  • all prediction blocks have a rectangular shape.
  • inter prediction may be performed to be suitable for various types of images.
  • a method in which a coding block is divided into two prediction blocks may be difficult to expect a large gain in merge mode.
  • the reference motion information is spatial peripheral motion information and temporal motion information.
  • the block in the lower right area has different motion information.
  • the performance of motion prediction can be improved by dividing the data into N ⁇ N. When N ⁇ N is divided, the performance of motion prediction is improved, but there is a possibility of loss in terms of rate-distortion because bit rate increase due to block division occurs at the same time.
  • the present embodiment proposes methods for performing inter-picture prediction (that is, inter prediction) by dividing a block to be encoded into an L-shape in a video encoding / decoding process.
  • dividing the block into L-shaped can suppress the increase of the bit rate by preventing the block from being divided into smaller units and predicting between pictures. Since the efficiency of the Mn can be increased, the efficiency of the entire encoding / decoding can be expected.
  • FIG 8 illustrates L-shaped block partitioning according to an embodiment of the present invention.
  • one square block 810 may be divided into an L-shaped block 811 and a rectangular block 812 (square or rectangular).
  • the square block 810 may correspond to a CTU or a CU
  • the L-shaped block 811 and the rectangular block 812 may correspond to a PU for inter / intra prediction or a TU for performing a transform.
  • the division into the L-shaped block 811 and the rectangular block 812 may be fixed to one type (or one size).
  • the square block 810 is an L-shaped block 811 having a width nPbW and a height bPbH that is 1/2 of the width / height of the square block 810, and the width of the square block 810. It may be divided into a rectangular block 812 having a width and a height that is 1/2 of a height.
  • a flag or part mode (for example, PART_L_SHAPE) indicating whether the split of the L type is split into the L shape is defined and signaled to the decoder from the encoder. Can be.
  • the L-shaped partition may have various sizes (or shapes) in addition to 1/2 the width of the square block. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG 9 illustrates L-shaped block partitioning according to an embodiment of the present invention.
  • the square block 910 is an L-shaped block 911 having a width nPbW and a height nPbH, which is 1/4 of the width / height of the square block 910, and a square block ( 910 may be divided into a rectangular block 912 having a width and height that is three quarters of the width / height.
  • the square block 920 has a square L-shaped block 921 having a width nPbW and a height nPbH, which is 1/2 of the width / height of the square block 920, and a square.
  • the block 920 may be divided into a rectangular block 922 having a width and a height that is 1/2 of the width / height of the block 920.
  • the square block 930 is an L-shaped block 931 having a width nPbW and a height nPbH, which is 3/4 of the width / height of the square block 930, and a square.
  • the block 930 may be divided into a rectangular block 932 having a width and a height equal to one quarter of the width / height of the block 930.
  • the L-shaped partitioning type (or partitioning size) (eg, what type of partitioning in FIG. 9) should be signaled from the encoder to the decoder.
  • a partition mode (partMode) may be defined for each L type partition type and signaled to the decoder.
  • FIG 10 illustrates L-shaped block partitioning according to an embodiment of the present invention.
  • the square block 1010 includes an L-shaped block 1011 having a width nPbW that is 1/2 of the width / height of the square block 1010 and a height nPbH that is 1/4.
  • the square block 1010 may be divided into a square block 1012 having a width that is 1/2 of a width / height and a height that is 3/4.
  • the square block 1020 has an L-shaped block 1021 having a width nPbW that is 1/4 of the width / height of the square block 1020 and a height nPbH that is 1/2.
  • a square block 1022 having a width that is 3/4 of a width / height of the square block 1020 and a height that is 1/2.
  • the square block 1030 has an L-shaped block 1031 having a width nPbW that is 3/4 of the width / height of the square block 1030 and a height nPbH that is 1/4. ) And a square block 1032 having a width that is 1/4 of the width / height of the square block 1030 and a height that is 1/4.
  • the square block 1040 has an L-shaped block 1041 having a width nPbW that is 3/4 of the width / height of the square block 1040 and a height nPbH that is 1/2.
  • a square block 1042 having a width that is 1/4 of a width / height of the square block 1040 and a height that is 1/2 of a height.
  • the square block 1050 has an L-shaped block 1051 having a width nPbW that is 1/4 of the width / height of the square block 1050 and a height nPbH that is 3/4. ) And a square block 1052 having a width that is 3/4 of a width / height of the square block 1050 and a height that is 1/4.
  • the square block 1060 has an L-shaped block 1061 having a width nPbW that is 1/2 of the width / height of the square block 1060 and a height nPbH that is 3/4. ) And a square block 1062 having a width that is 1/2 of the width / height of the square block 1060 and a height that is 1/4.
  • the L-shaped partitioning type (or partitioning size) (eg, what type of partitioning in FIG. 10) should be signaled from the encoder to the decoder.
  • a partition mode (partMode) may be defined for each L type partition type and signaled to the decoder.
  • the lower right region of the square block is divided into a small region (that is, a rectangular block other than the L-shaped block), but the method of dividing into a large region (that is, an L-shaped block) is also applied. It is possible. That is, when the square block is divided into an L-shaped block and a rectangular block, the rectangular block may be located at the upper left, upper right and lower left in addition to the lower right of the square block. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG 11 illustrates L-shaped block partitioning according to an embodiment of the present invention.
  • 11 (a) to 11 (c) illustrate a case in which a square block is divided into an L-shaped block and a rectangular block of an upper left region.
  • the square block 1110 is an L-shaped block 1111 having a width (nPbW) and height (nPbH) that is 1/2 of the width / height of the square block 1110, and a square
  • the block 1110 may be divided into a rectangular block 1112 of the upper left region having a width and a height that is 1/2 of the width / height of the block 1110.
  • the square block 1120 has an L-shaped block 1121 having a width nPbW and a height nPbH, which is 1/4 of the width / height of the square block 1120, and a square.
  • the block 1110 may be divided into a rectangular block 1122 of the upper left region having a width and a height equal to 3/4 of the width / height of the block 1110.
  • the square block 1130 is an L-shaped block 1131 having a width nPbW and a height nPbH, which is 3/4 of the width / height of the square block 1130, and a square.
  • the block 1130 may be divided into a rectangular block 1132 of an upper left region having a width and a height equal to 1/4 of a width / height of the block 1130.
  • 11 (d) to 11 (f) illustrate a case in which the square block is divided into an L-shaped block and a rectangular block of the upper right region.
  • the square block 1140 is an L-shaped block 1141 having a width (nPbW) and height (nPbH) that is 1/2 of the width / height of the square block 1140, and a square
  • the block 1140 may be divided into a rectangular block 1142 of the upper right region having a width and a height that is 1/2 of a width / height.
  • the square block 1150 has a square L-shape 1151 having a width nPbW and a height nPbH, which is 1/4 of the width / height of the square block 1150, and a square.
  • the block 1150 may be divided into a rectangular block 1152 of the upper right region having a width and a height equal to 3/4 of the width / height of the block 1150.
  • the square block 1160 has a L-shaped block 1161 having a width nPbW and a height nPbH, which is 3/4 of the width / height of the square block 1160, and a square.
  • the block 1160 may be divided into a rectangular block 1162 of the upper right region having a width and a height equal to one quarter of the width / height of the block 1160.
  • 11 (g) to 11 (i) illustrate a case in which a square block is divided into an L-shaped block and a rectangular block of the lower left region.
  • the square block 1170 is an L-shaped block 1171 having a width (nPbW) and height (nPbH) that is 1/2 of the width / height of the square block 1170, and a square
  • the block 1170 may be divided into a rectangular block 1172 of a lower left area having a width and a height that is 1/2 of a width / height of the block 1170.
  • the square block 1180 has a square L-shaped block 1181 having a width nPbW and a height nPbH, which is 1/4 of the width / height of the square block 1180, and a square.
  • the block 1180 may be divided into a rectangular block 1182 of the lower left region having a width and a height equal to 3/4 of the width / height of the block 1180.
  • the square block 1190 has a square shape L 1119 having a width nPbW and a height nPbH, which is 3/4 of the width / height of the square block 1190, and a square.
  • the block 1190 may be divided into a rectangular block 1192 of a lower left area having a width and a height equal to one quarter of a width / height of the block 1190.
  • the L-shaped partitioning type (or partitioning size) (eg, what type of partitioning in FIG. 9) should be signaled from the encoder to the decoder.
  • the position of the L-shaped block (or the position of the remaining block) in the form of a flag or index It may be encoded and signaled to the decoder.
  • partition mode may be defined for each L type partition type and signaled to the decoder.
  • any two or more of the L-shaped block division schemes according to the above-described FIGS. 8 to 11 may be combined and applied.
  • the equal division and the non-uniform division scheme may be used together.
  • the position of the L-shaped block or the position of the remaining blocks, for example, the upper left, upper right, lower left and lower right
  • a non-uniform division scheme may be used.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an inter prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • the encoder / decoder decodes a coding unit syntax (S1201). ).
  • Table 2 illustrates the syntax of the coding unit level when L shape partitioning is included.
  • Table 2 exemplifies a case in which only one type (or size) L type partition is applied in the L type block division scheme as illustrated in FIG. 8 for convenience of description, but the present invention is not limited thereto.
  • a partition mode (eg, PART_L_SHAPE) indicating L type partitioning may be included in a coding unit syntax as compared with Table 1 above.
  • the encoder / decoder may determine whether the current coding unit is split into L shapes (S1202).
  • the encoder / decoder may determine whether the current coding unit is divided into the L form by referring to the flag.
  • the partition type of the current coding unit may be determined according to the partition mode (PartMode).
  • an L-type partition mode (for example, 'PART_L_SHAPE') may be added to a partition mode of a conventional prediction block, and an encoder / decoder may be a partition mode (Part. Mode), it is possible to determine whether the L-shaped division.
  • Part. Mode partition mode
  • FIG. 12 it is assumed that an L-type partitioning mode is used for convenience of description.
  • step S1203 when the splitting mode is not an L-shaped split, the encoder / decoder decodes the prediction unit syntax according to the splitting mode ('PartMode') (S1203).
  • the encoder / decoder decodes motion information for a block (see FIG. 4 above) generated from the existing partitioning scheme.
  • the encoder / decoder decodes a prediction unit syntax according to the L-shaped block (S1204).
  • the encoder / decoder decodes motion information for L-shaped blocks and rectangular blocks generated from L-shaped partitions.
  • each partitioned block (that is, a block generated from an existing partitioning scheme (see FIG. 4 above), an L-shaped block generated from the L-shaped partition, and a rectangular block) may have motion information. Can be.
  • motion information may be decoded as shown in Table 3 below.
  • a merge mode which is a method of listing and using peripheral motion information
  • an AMVP mode which is a method of encoding only a difference value between the peripheral motion information and the like, may be applied.
  • the decoder receives the merge received from the encoder in the merge candidate list.
  • the motion information of the current processing block may be derived from the motion information of the candidate block corresponding to the merge index.
  • the decoder may derive the motion vector prediction value of the current processing block by using the motion information of the candidate block indicated by the motion reference flag received from the encoder in the motion vector prediction value candidate list. Can be.
  • the motion vector value for the current processing block may be obtained using the derived motion vector prediction value and the motion vector difference value transmitted from the encoder.
  • Spatial peripheral motion information for extracting the motion information of the L-shaped block and the rectangular block generated by the L-shaped partitioning may be derived as follows.
  • FIG. 13 illustrates the position of a spatial candidate for a block generated by L shape partitioning according to an embodiment of the present invention.
  • the upper left sample position of the square block including the L-shaped block and the rectangular block is (xCb, yCb) and the size is (nCbW, nCbH).
  • the upper left sample position of the L-shaped block is (xCb, yCb) and the size is (nPbW, nPbH).
  • the upper left sample position of the rectangular block is assumed to be (xCb + nPbW, yCb + nPbH), and the size is assumed to be (nCbW-nPbW, nCbH-nPbH).
  • FIG. 13A illustrates peripheral motion information that can be used when a merge candidate is not derived in parallel.
  • the spatial merge candidates for the L-shaped block and the remaining rectangular blocks may be configured independently.
  • the spatial merge candidate block for the L-shaped block is a block 1311 '(xCb-1, yCb + nCbH-1)' adjacent to the left side of the L-shaped block, and a block 1312 adjacent to the top '(xCb + nCbW-1, yCb-1) ', the block 1313 adjacent to the upper right end' (xCb + nCbW, yCb-1) ', the block 1314 adjacent to the lower left end' (xCb-1, yCb + nCbH) 'and the block adjacent to the upper left end ( 1315) may be composed of available candidate blocks from '(xCb-1, yCb-1)'.
  • the spatial merge candidate for the rectangular block other than the L-shaped block is a block 1321 '(xCb + nPbW-1, yCb + nCbH-1)' adjacent to the left side of the rectangular block, and a block 1322 adjacent to the top '(xCb').
  • block 1323 adjacent to the upper right end (xCb + nCbW, yCb + nPbH-1)', block 1324 adjacent to the lower left end (xCb + nPbW-1, yCb + nCbH) 'and a block 1325 adjacent to the upper left end (xCb + nPbW-1, yCb + nPbH-1)' may be used as candidate blocks.
  • two spatial motion candidates may be selected from the above five available candidate blocks.
  • FIG. 13B illustrates peripheral motion information available when a merge candidate is derived in parallel.
  • the spatial merge candidates for the L-shaped block and the remaining rectangular blocks may be configured in the same manner.
  • the candidate blocks adjacent to the upper left, upper right and lower left of the L-shaped block may be configured based on the upper left coordinates of the rectangular block.
  • the L-shaped block and the rectangular block both have a block 1331 '(xCb-1, yCb + nCbH-1)' adjacent to the left side of the L-shaped block, and a block 1332 adjacent to the top.
  • the L-shaped block and the rectangular block both have blocks (1341) '(xCb-1, yCb + nCbH-1)' adjacent to the left side of the L-shaped block, and a block adjacent to the top ( 1342) '(xCb + nCbW-1, yCb-1)', the block adjacent to the upper right 1343 '(xCb + nCbW, yCb-1)', the lower left adjacent block 1344 '(xCb-1, yCb + nCbH) 'and a block 1345 adjacent to the upper left end (xCb-1, yCb-1)' may be used as candidate blocks available.
  • two spatial motion candidates may be selected from the above five available candidate blocks.
  • the decoding process 'prediction_unit (x0, y0, nPbW, nPbH)' for the rectangular block (for example, the rectangular prediction unit) other than the L-shaped block is input as the position (x0 ', y0') of the rectangular block and the rectangular block. Can be invoked with the size of nPbW, nPbH.
  • the positions (x0 ', y0') of the L-shaped block are (x0, y0), and the size of the L-shaped block (nPbW, nPbH) May be (nCbS / 2, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the rectangular block is (x0 + (nCbS / 2), y0 + (nCbS / 2)), and the size of the rectangular block (nPbW, nPbH) is (nCbS / 2, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the L-shaped block is (x0, y0), and the size ( nPbW, nPbH) may be (nCbS / 4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the rectangular block is (x0 + (nCbS / 4), y0 + (nCbS / 4)), and the size of the rectangular block (nPbW, nPbH) is (3nCbS / 4, 3nCbS / 4).
  • FIG. 9 (a) the position (x0 ', y0') of the L-shaped block is (x0, y0), and the size ( nPbW, nPbH) may be (nCbS / 4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the L-shaped block is (x0, y0), and the size (nPbW, nPbH) of the L-shaped block is (nCbS / 2, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the rectangular block is (x0 + (nCbS / 2), y0 + (nCbS / 2)), and the size of the rectangular block (nPbW, nPbH) is (nCbS / 2, nCbS / 2).
  • the positions (x0 ', y0') of the L-shaped blocks are all (x0, y0), and the sizes (nPbW, nPbH) of the L-shaped blocks are (3nCbS / 4, 3nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the rectangular block is (x0 + (3nCbS / 4), y0 + (3nCbS / 4)), and the size (nPbW, nPbH) of the rectangular block is (nCbS / 4, nCbS / 4).
  • Table 3 illustrates the syntax of the levels for L shape blocks (eg, L shape prediction units).
  • the decoder may 'merge_flag [x0] [for the current L shape block'. y0] '.
  • the decoder may determine whether the merge mode is applied to the current L-shaped block.
  • 'merge_flag [x0] [y0]' indicates whether the inter prediction parameter for the current L shape block (eg, L shape prediction unit) is inferred from a neighboring inter-predicted partition. Can be represented. That is, the current L-shaped block may indicate whether the merge mode is applied.
  • x0 and y0 may indicate the relative position of the top-left sample of the current L-shaped block from the top-left sample of the current picture.
  • the decoder may determine whether the 'MaxNumMergeCand' is greater than one.
  • the decoder can check 'merge_idx [x0] [y0]'.
  • 'MaxNumMergeCand' may indicate the maximum number of merging motion vector predictor (MVP) candidates, and the value of 'MaxNumMergeCand' may be in a range of 1 to 5.
  • 'merge_idx [x0] [y0]' may indicate a merging candidate index of the merging candidate list.
  • x0 and y0 may indicate the relative position of the top-left sample of the current L-shaped block from the top-left sample of the current picture.
  • the decoder may determine whether the slice to which the current L-shaped block belongs is a B slice.
  • the decoder may check 'inter_pred_idc [x0] [y0]'.
  • 'inter_pred_idc [x0] [y0]' may indicate whether reference picture list 0 (L0), reference picture list 1 (L1), or bi-prediction is used for the current L type block.
  • x0 and y0 may indicate the relative position of the top-left sample of the current L-shaped block from the top-left sample of the current picture.
  • the decoder may determine whether 'num_ref_idx_l0_active_minus1' is greater than zero.
  • 'num_ref_idx_l0_active_minus1' may indicate the maximum reference index with respect to the reference picture list 0 that may be used to decode the slice.
  • the decoder may check 'ref_idx_l0 [x0] [y0]'.
  • 'ref_idx_l0 [x0] [y0]' may indicate a reference index of the reference picture list 0 for the current L type block.
  • x0 and y0 may indicate the relative position of the top-left sample of the current L-shaped block from the top-left sample of the current picture.
  • the decoder may call the motion vector difference value syntax (ie, mvd_coding (x0, y0, 0)) for the reference picture list 0.
  • mvd_coding x0, y0, 0
  • 'mvd_coding' may be called with the position (x0, y0) of the current L type block and the reference picture list (0 or 1).
  • the decoder may check 'mvp_l0_flag [x0] [y0]'.
  • 'mvp_l0_flag [x0] [y0]' may indicate a motion vector prediction value (MVP) index in reference picture list 0.
  • MVP motion vector prediction value
  • x0 and y0 may indicate the relative position of the top-left sample of the current L-shaped block from the top-left sample of the current picture.
  • the decoder may determine whether 'num_ref_idx_l1_active_minus1' is greater than zero.
  • 'num_ref_idx_l1_active_minus1' may indicate the maximum reference index for reference picture list 1 that may be used to decode the slice.
  • the decoder may check 'ref_idx_l1 [x0] [y0]'.
  • 'ref_idx_l1 [x0] [y0]' may indicate a reference index of reference picture list 1 for the current L type block.
  • x0 and y0 may indicate the relative position of the top-left sample of the current L-shaped block from the top-left sample of the current picture.
  • the decoder sets MvdL1 [x0] [y0] [0] and MvdL1 [x0] [y0] [1] to 0. do.
  • 'mvd_l1_zero_flag' having a value of 0 indicates that the mvd_coding (x0, y0, 1) syntax structure is parsed.
  • the decoder may determine a motion vector differential syntax for reference picture list 1 (ie, mvd_coding (x0, y0, 1)) can be called.
  • 'mvd_coding' may be called with the position (x0, y0) of the current L type block and the reference picture list (0 or 1).
  • the decoder may check 'mvp_l0_flag [x0] [y0]'.
  • 'mvp_l1_flag [x0] [y0]' may indicate a motion vector predictor index in reference picture list 1.
  • x0 and y0 may indicate the relative position of the top-left sample of the current L-shaped block from the top-left sample of the current picture.
  • the encoder / decoder performs motion compensation on the current processing block by using the decoded motion parameter (or information) (S1205).
  • the current processing block may include both a block generated from the existing partitioning scheme, an L-shaped block generated from the L-shaped partition, and a rectangular block.
  • the encoder / decoder uses motion information decoded in step S1203 or S1204 to predict motion compensation (ie, generate a prediction block for the current processing block) from a previously decoded picture. Can be performed.
  • the decoder may select the reference picture using the reference picture index.
  • the decoder may derive the predictive sample value of the current processing block from the sample value of the reference region indicated by the motion vector in the reference picture.
  • the decoder may perform a fractional sample interpolation process.
  • the decoder may obtain sample values of the reference region indicated by the motion vectors, respectively, in the two reference pictures.
  • the decoder may derive the predictive sample value of the current processing block by applying a weight to the sample value of each reference region (that is, performing a weighted sample prediction process).
  • the input of the decoding process for the L-shaped partition block may be as follows.
  • (xCb, yCb) represents the upper left sample position of the current coding block.
  • the relative position of the upper left sample of the current coding block may be indicated from the upper left sample of the current picture.
  • (xBl, yBl) may indicate the position of the upper left sample of the current prediction block (ie, L-shaped block).
  • (xBl, yBl) in FIGS. 8 to 10 may be the same as (xCb, yCb), and (xBl, yBl) in FIG. 11 may be determined using nPbW and / or nPbH.
  • nCbS may indicate the size of the (luma) coding block.
  • nPbW may indicate the width of the horizontal portion of the L-shaped block.
  • nPbH may indicate the height of the vertical portion of the L-shaped block.
  • the partial index partIdx may indicate the index of the current prediction unit (ie, L-shaped block) in the coding unit.
  • the partial index partIdx of the L-shaped block may be 0, and in FIG. 11, the partial index partIdx of the L-shaped block may be 1.
  • the L-shaped block of the two divided regions may have the syntax shown in Table 2 above.
  • a skip mode in which the entire block is reconstructed without decoding the residual signal using only surrounding motion information may not be applied.
  • Merge mode for motion compensation using surrounding motion information and AMVP mode for transmitting difference values of motion vectors based on surrounding motion information are applicable to L-shaped blocks. Can be done. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a motion compensation method of an L-shaped block according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder may generate a merge candidate list using spatial peripheral motion information and temporal peripheral motion information.
  • the decoder may obtain motion information selected from the merge candidate list using the decoded merge index.
  • the decoder selects a reference picture using motion information and derives an L shape reference block 1411 similar to the current L shape block 1412 using the motion vector 1413 from the selected reference picture. Can be.
  • the decoder may perform motion compensation on the current L-shaped block 1412 by taking sample values of the reference blocks 1411. That is, the predicted value of the L-shaped block 1412 may be generated using the sample value of the L-shaped reference block 1411.
  • the reference direction ie, the identifier of the reference picture list associated with each reference picture index
  • each reference list index ie, the identifier of the reference picture list associated with each reference picture index
  • a motion vector difference value ie, the motion reference flag, etc.
  • the signal may be converted into a motion vector 1413 used for actual motion compensation.
  • the decoder selects a reference picture using motion information as applied in merge mode, and moves L in the current L shape block 1412 by the motion vector 1413 in the reference picture.
  • the shape reference block 1411 may be derived.
  • the decoder may perform motion compensation on the current L-shaped block 1412 by taking sample values of the L-shaped reference blocks 1411. That is, the predicted value of the L-shaped block 1412 may be generated using the sample value of the L-shaped reference block 1411.
  • blocks other than the L-shaped blocks may be performed in the same manner as the motion compensation of the general block.
  • the syntax for this may also be the same as the existing block as shown in Table 2 above.
  • the output of the decoding process for the L-shaped partitioned block may be as follows.
  • FIG. 15 illustrates a prediction sample arrangement for an L-shaped block according to an embodiment of the present invention.
  • the prediction sample arrangement for the L-shaped block may be derived in a form in which the L-shaped block is divided into a plurality of rectangular blocks.
  • the L-shaped predictive sample arrangement through inter-picture prediction is obtained from '(nCbS ⁇ nPbH) 1511 + (nPbW ⁇ (nCbS ⁇ nPbH)) 1512'.
  • inter-prediction the L-shaped predictive sample arrangement through inter-picture prediction
  • the L-shaped prediction sample array through inter-picture prediction is represented by '(nPbW x nCbS) 1521 + ((nCbS-nPbW) x nPbH) 1522. It can be derived in the form of '.
  • the L-shaped prediction sample array through inter-picture prediction is represented by '(nPbW x nPbH) 1531 + ((nCbS-nPbW) x nPbH) 1532. + (nPbW x (nCbS-nPbH)) 1533 '.
  • the size of the block for the chroma component is applied to the size 1/2 of each size component (nPbW, nCbS, nPbH) in the 4: 2: 0 format.
  • an existing decoding process may be similarly used by configuring the prediction sample array for the L-shaped block in a rectangular form.
  • the present invention is not limited thereto, and the method of arranging the prediction samples for the L-shaped block may be another method.
  • the L-shaped block partitioning is performed to perform motion compensation through the process described with reference to FIG. 14, before the residual block is applied to reconstruct the current block (that is, between the L-shaped block and the rectangular block). Filtering may be applied).
  • FIG. 16 is a diagram illustrating filtering applied to a boundary of an L-shape division according to an embodiment of the present invention.
  • pixels around boundary of partitions (ie, boundaries between L-shaped blocks and rectangular blocks) 1610 of L-shaped partitioned areas may be filtered.
  • the encoder / decoder may change the pixel values around the boundary through filtering to remove discontinuities between each divided region (ie, L-shaped blocks and rectangular blocks).
  • the filtering process since the filtering process is to be applied to the motion compensated block before the residual signal is applied, the filtering process is performed at the transmitting end (ie, the encoder) and the receiving end (ie, the decoder).
  • a pixel 1612 adjacent to a partition boundary 1610 blends (or averages) pixels adjacent to an L-shaped block and a partition boundary 1610 in a remaining rectangular block. Can be derived.
  • the pixel 1612 adjacent to the division boundary 1610 in one region is opposite to the pixel 1612 and the pixel 1613 (ie, the division boundary 1610 in the other region adjacent to the pixel 1612). Pixels at positions symmetric in the region) may be derived. This is represented by Equation 1 below.
  • Equation 1 predSample (i, j) represents a pixel adjacent to the division boundary 1610.
  • the pixel 1612 adjacent to the division boundary 1610 in one region may include the pixel 1612 in the same region adjacent to the pixel 1612 and the pixel in the other region adjacent to the pixel 1612. 1613 may be derived by blending. This is represented by Equation 2 below.
  • predSample (i, j) represents a pixel adjacent to the division boundary 1610.
  • pixels adjacent to the division boundary located in the L-shaped block are illustrated, but pixels adjacent to the division boundary positioned in the rectangular block other than the L shape may be filtered in the same manner.
  • the above example illustrates a method of deriving a filtering value for a corresponding pixel by using two or three pixels including a pixel to be filtered, but this is for convenience of description and used for filtering.
  • the number of pixels is not limited.
  • a pixel value adjacent to a division boundary may be filtered using a sample value not used in the prediction process.
  • the current processing block e.g., coding unit
  • a square block specified by a motion vector for the L shape block i.e., a block of the same size / shape as the current processing block.
  • a motion vector for the L shape block i.e., a block of the same size / shape as the current processing block.
  • the pixel adjacent to the partition boundary 1610 to be filtered currently blends the pixel 1621 at the same position as the corresponding pixel in the 'pred_Lshape' block and the pixel 1622 at the same position as the corresponding pixel in the 'pred_Rectagle' block.
  • Equation 3 This is represented by Equation 3 below.
  • predSample (i, j) represents a pixel adjacent to the division boundary 1610.
  • 17 is a diagram more specifically illustrating an inter predictor according to an embodiment of the present invention.
  • the inter prediction unit 181 (see FIG. 1, 261; FIG. 2) implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 3 to 16.
  • the inter prediction units 181 and 261 may include an L shape division determination unit 1701, a motion information derivation unit 1702, and a prediction sample generator 1703.
  • the partition boundary filtering unit 1704 may be further included.
  • the L-shape division determination unit 1701 identifies whether the current block (eg, coding unit) is divided into L-shapes. That is, whether the current block is partitioned in the conventional manner as shown in FIG. 4 or in the L-shaped block illustrated in FIGS. 8 to 11 are identified.
  • the L-shape division determination unit 1701 may determine whether the L-shape division is applied using a flag or a partition mode indicating the L-shape division. 9 to 11, when the L-shape division is defined as various types, the L-shape division determination unit 1701 may determine which type of L-shape division among various types is applied.
  • the motion information derivation unit 1702 may include a divided block (for example, a prediction unit) (that is, a block divided in a conventional manner as shown in FIG. 4 and / or L divided in an L form as shown in FIGS. 9 to 11 above. Motion information for a shape block and a rectangular block) are derived.
  • a divided block for example, a prediction unit
  • FIGS. 9 to 11 Motion information for a shape block and a rectangular block
  • the decoding process of the motion information may be different according to the division mode of the divided block.
  • the decoding process of the motion information may differ depending on whether merge mode inter prediction or AMVP mode inter prediction is applied to the divided block.
  • the motion information decoding unit 1702 decodes the merge index, and from the motion information of the candidate block indicated by the merge index in the merge candidate list, from the current information
  • the motion information of the block can be derived.
  • the motion information decoding unit 1702 determines a reference direction (ie, an identifier of a reference picture list associated with each reference picture index), each reference list index, a motion vector difference value, and a motion reference flag. Decrypt The motion information decoder 1702 may derive the motion vector prediction value of the current block by using the motion information of the candidate block indicated by the motion reference flag in the motion vector prediction value candidate list. The motion vector of the current block may be derived using the motion vector prediction value and the motion vector difference value.
  • the prediction sample generator 1703 may include a divided block (for example, a prediction unit) (that is, a block divided in a conventional manner as shown in FIG. 4 and / or L divided in an L form as shown in FIGS. 9 to 11 above. Generate predictive samples for shape blocks and rectangular blocks). That is, the prediction value of the divided block is generated by performing motion compensation on the divided block.
  • a divided block for example, a prediction unit
  • the prediction value of the divided block is generated by performing motion compensation on the divided block.
  • the prediction sample generator 1703 selects a reference picture by using the reference picture index, and selects a prediction sample value (or prediction block) of the block currently divided from the sample value of the reference region indicated by the motion vector in the reference picture. Can be derived.
  • the division boundary filtering unit 1704 may filter pixels around the boundary of the L shape divided region (that is, the boundary between the L shape block and the rectangular block).
  • 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

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  • Multimedia (AREA)
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Abstract

본 발명에서는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 영상을 구성하는 블록이 L 형태 블록과 사각형 블록으로 분할되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 블록이 상기 L 형태 블록과 상기 사각형 블록으로 분할되는 경우, L 형태 블록에 대한 움직임 정보를 도출하는 단계 및 상기 L 형태 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 예측 샘플은 참조 픽쳐 내에서 상기 도출된 움직임 정보를 이용하여 식별된 L 형태 참조 블록의 샘플 값을 기반으로 생성될 수 있다.

Description

인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 인터 예측 모드(inter prediction mode) 기반으로 정지 영상 또는 동영상을 인코딩/디코딩하는 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
압축 부호화란 디지털화한 정보를 통신 회선을 통해 전송하거나, 저장 매체에 적합한 형태로 저장하기 위한 일련의 신호 처리 기술을 의미한다. 영상, 이미지, 음성 등의 미디어가 압축 부호화의 대상이 될 수 있으며, 특히 영상을 대상으로 압축 부호화를 수행하는 기술을 비디오 영상 압축이라고 일컫는다.
차세대 비디오 컨텐츠는 고해상도(high spatial resolution), 고프레임율(high frame rate) 및 영상 표현의 고차원화(high dimensionality of scene representation)라는 특징을 갖게 될 것이다. 그러한 컨텐츠를 처리하기 위해서는 메모리 저장(memory storage), 메모리 액세스율(memory access rate) 및 처리 전력(processing power) 측면에서 엄청난 증가를 가져올 것이다.
따라서, 차세대 비디오 컨텐츠를 보다 효율적으로 처리하기 위한 코딩 툴을 디자인할 필요가 있다.
본 발명의 목적은 L-형태로 블록을 분할하여 픽쳐간 예측을 수행하기 위한 방법을 제안한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서, 영상을 구성하는 블록이 L 형태 블록과 사각형 블록으로 분할되는지 여부를 판단하는 단계, 상기 블록이 상기 L 형태 블록과 상기 사각형 블록으로 분할되는 경우, L 형태 블록에 대한 움직임 정보를 도출하는 단계 및 상기 L 형태 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 예측 샘플은 참조 픽쳐 내에서 상기 도출된 움직임 정보를 이용하여 식별된 L 형태 참조 블록의 샘플 값을 기반으로 생성될 수 있다.
본 발명의 일 양상은, 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서, 영상을 구성하는 블록이 L 형태 블록과 사각형 블록으로 분할되는지 여부를 판단하는 L 형태 분할 판단부, 상기 블록이 상기 L 형태 블록과 상기 사각형 블록으로 분할되는 경우, L 형태 블록에 대한 움직임 정보를 도출하는 움직임 정보 도출부 및 상기 L 형태 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 예측 샘플 생성부를 포함하고, 상기 예측 샘플은 참조 픽쳐 내에서 상기 도출된 움직임 정보를 이용하여 식별된 L 형태 참조 블록의 샘플 값을 기반으로 생성될 수 있다.
바람직하게, 상기 L 형태 블록의 가로 형태의 폭과 상기 세로 형태의 높이가 균등할 수 있다.
바람직하게, 상기 L 형태 블록의 가로 형태의 폭과 상기 세로 형태의 높이가 비균등할 수 있다.
바람직하게, 상기 블록 내 상기 사각형 블록은 좌상단, 우상단, 좌하단 또는 우하단에 위치할 수 있다.
바람직하게, 상기 L 형태 블록 및 상기 사각형 블록에 대한 공간적 후보는 동일하게 구성되거나 또는 서로 독립적으로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 L 형태 블록의 예측 샘플 배열은 상기 L 형태 블록이 복수 개의 사각형 블록으로 분할된 형태로 도출될 수 있다.
바람직하게, 상기 L 형태 블록과 상기 사각형 블록 간의 경계에 인접한 샘플들에 필터링이 적용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, L-형태로 블록을 분할하여 픽쳐간 예측을 수행함으로써 움직임 보상의 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, L-형태로 블록을 분할하여 픽쳐간 예측을 수행함으로써 픽처간 예측 정확도를 높이면서 비트율을 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, L-형태로 블록을 분할하여 픽쳐간 예측을 수행함으로써 예측 정확도가 높아지면서, 이로 인하여 잔차 신호 (residual signal)의 양이 줄게 되며 전체적으로 동영상 부호화 효율을 높일 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 수행되는 인코더의 개략적인 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 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 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 1/4 샘플 보간을 위한 정수 및 분수 샘플 위치를 예시한다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 공간적 후보의 위치를 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태의 블록 분할을 예시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 분할에 의해 생성된 블록에 대한 공간적 후보의 위치를 예시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 블록의 움직임 보상 방법을 예시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 블록에 대한 예측 샘플 배열을 예시한다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 분할의 경계에 적용되는 필터링을 예시하는 도면이다.
도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측부를 보다 구체적으로 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.
이하 본 명세서에서 '처리 유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 처리 과정이 수행되는 단위를 의미한다. 이하, 설명의 편의를 위해 처리 유닛은 '유닛', '처리 블록' 또는 '블록'으로 지칭될 수도 있다.
처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위와 색차(chroma) 성분에 대한 단위를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 코딩 트리 유닛(CTU: Coding Tree Unit), 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 예측 유닛(PU: Prediction Unit) 또는 변환 유닛(TU: Transform Unit)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 단위 또는 색차(chroma) 성분에 대한 단위로 해석될 수 있다. 예를 들어, 처리 유닛은 휘도(luma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 코딩 블록(CB: Coding Block), 예측 블록(PB: Prediction Block) 또는 변환 블록(TB: Transform Block)에 해당될 수 있다. 또는, 색차(chroma) 성분에 대한 코딩 트리 블록(CTB), 코딩 블록(CB), 예측 블록(PU) 또는 변환 블록(TB)에 해당될 수 있다.
또한, 처리 유닛은 반드시 정사각형의 블록으로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태로 구성될 수도 있다.
본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 1은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 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 유닛으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)를 감산하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 생성한다. 생성된 차분 신호(또는 차분 블록)는 변환부(120)로 전송된다.
변환부(120)는 차분 신호(또는 차분 블록)에 변환 기법(예를 들어, DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), GBT(Graph-Based Transform), KLT(Karhunen-Loeve transform) 등)을 적용하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 이때, 변환부(120)는 차분 블록에 적용된 예측 모드와 차분 블록의 크기에 따라서 결정된 변환 기법을 이용하여 변환을 수행함으로써 변환 계수들을 생성할 수 있다.
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.
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.
특히, 본 발명에 따른 인터 예측부(181)는 화소 단위의 인터 예측을 수행하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
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 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)(또는 예측 블록)는 복원 신호(또는 복원 블록)를 생성하기 위해 이용되거나 차분 신호(또는 차분 블록)를 생성하기 위해 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용되는 실시예로서, 정지 영상 또는 동영상 신호의 인코딩이 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 역변환 기법을 적용하여 변환 계수를 역변환하여 차분 신호(residual signal)(또는 차분 블록)를 획득하게 된다.
가산기(235)는 획득된 차분 신호(또는 차분 블록)를 예측부(260)(즉, 인터 예측부(261) 또는 인트라 예측부(262))로부터 출력된 예측 신호(prediction signal)(또는 예측 블록)에 더함으로써 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)가 생성된다.
필터링부(240)는 복원 신호(reconstructed signal)(또는 복원 블록)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.
특히, 본 발명에 따른 인터 예측부(261)는 화소 단위의 인터 예측을 수행하기 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술한다.
처리 유닛 분할 구조
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. 즉, 하나의 CTU은 정사각형 형태를 가지면서 절반의 수평 크기(half horizontal size) 및 절반의 수직 크기(half vertical size)를 가지는 4개의 유닛으로 분할되어 코딩 유닛(CU: Coding Unit)이 생성될 수 있다. 이러한 쿼드-트리 구조의 분할은 재귀적으로 수행될 수 있다. 즉, CU은 하나의 CTU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
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, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CTU와 관련된다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 CU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CTU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=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 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 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, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 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, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 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, 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 모드는 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.
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.
인트라 예측 모드에서, PU 단위로 예측 모드가 선택되고, 선택된 예측 모드에 대해 실제 TU 단위로 예측과 재구성이 수행된다.
TU는 실제 예측과 재구성이 수행되는 기본 단위를 의미한다. TU는 휘도(luma) 성분에 대한 변환 블록(TB: Transform Block)과 이에 대응하는 두 개의 색차(chroma) 성분에 대한 TB를 포함한다.
앞서 도 3의 예시에서 하나의 CTU가 쿼드-트리 구조로 분할되어 CU가 생성되는 것과 같이, TU는 코딩하려는 하나의 CU로부터 쿼드-트리 구조로 계층적으로 분할된다.
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.
다시 도 3을 참조하면, 쿼드-트리의 루트 노드(root node)는 CU와 관련된다고 가정한다. 쿼드-트리는 리프 노드(leaf node)에 도달할 때까지 분할되고, 리프 노드는 TU에 해당한다.
보다 구체적으로 살펴보면, CU는 루트 노드(root node)에 해당되고, 가장 작은 깊이(depth)(즉, depth=0) 값을 가진다. 입력 영상의 특성에 따라 CU가 분할되지 않을 수도 있으며, 이 경우 CU은 TU에 해당한다.
CU은 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(depth=1)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 1의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 a, b 및 j에 대응하는 TU(a), TU(b), TU(j)는 CU에서 한 번 분할되었으며, 1의 깊이를 가진다.
1의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 퀴드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 1(즉, depth=2)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 2의 깊이를 가지는 하위 노드에서 더 이상 분할되지 않은 노드(즉, 리프 노드)는 TU에 해당한다. 예를 들어, 도 3(b)에서 노드 c, h 및 i에 대응하는 TU(c), TU(h), TU(i)는 CU에서 두 번 분할되었으며, 2의 깊이를 가진다.
또한, 2의 깊이를 가지는 노드 중 적어도 어느 하나는 다시 쿼드 트리 형태로 분할될 수 있으며, 그 결과 깊이 3(즉, depth=3)인 하위 노드들이 생성된다. 그리고, 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 TU(d), TU(e), TU(f), TU(g)는 CU에서 3번 분할되었으며, 3의 깊이를 가진다.
트리 구조를 갖는 TU은 미리 정해진 최대 깊이 정보(또는, 최대 레벨 정보)를 가지고 계층적으로 분할될 수 있다. 그리고, 각각의 분할된 TU은 깊이 정보를 가질 수 있다. 깊이 정보는 TU의 분할된 횟수 및/또는 정도를 나타내므로, TU의 크기에 관한 정보를 포함할 수도 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.
예측(prediction)
디코딩이 수행되는 현재 처리 유닛을 복원하기 위해서 현재 처리 유닛이 포함된 현재 픽쳐 또는 다른 픽쳐들의 디코딩된 부분을 이용할 수 있다.
복원에 현재 픽쳐만을 이용하는, 즉 화면내 예측만을 수행하는 픽쳐(슬라이스)를 인트라 픽쳐 또는 I 픽쳐(슬라이스), 각 유닛을 예측하기 위하여 최대 하나의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 예측 픽쳐(predictive picture) 또는 P 픽쳐(슬라이스), 최대 두 개의 움직임 벡터 및 레퍼런스 인덱스를 이용하는 픽쳐(슬라이스)를 쌍예측 픽쳐(Bi-predictive picture) 또는 B 픽쳐(슬라이스)라고 지칭할 수 있다.
인트라 예측은 동일한 디코딩된 픽쳐(또는 슬라이스)의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 등)으로부터 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
이하, 인터 예측에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
인터 예측(Inter prediction)(또는 화면 간 예측)
인터 예측은 현재 픽쳐 이외의 픽쳐의 데이터 요소(예를 들어, 샘플 값 또는 움직임 벡터 등)의 기반하여 현재 처리 블록을 도출하는 예측 방법을 의미한다. 즉, 현재 픽쳐 이외의 복원된 다른 픽쳐 내의 복원된 영역들을 참조하여 현재 처리 블록의 픽셀값을 예측하는 방법을 의미한다.
화면 간 예측 과정에서 현재 블록을 예측하는데 어떤 참조 영역(또는 참조 블록)을 이용하는지는, 해당 참조 영역이 포함된 참조 픽쳐를 나타내는 인덱스(즉, 참조 픽쳐 인덱스 또는 참조 인덱스) 및 움직임 벡터(motion vector) 정보 등을 이용하여 나타낼 수 있다.
화면간 예측에는 순방향 예측(forward direction prediction), 역방향 예측(backward direction prediction) 및 양방향 예측(Bi-prediction)이 있을 수 있다. 순방향 예측은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측이고, 역방향 예측은 시간적으로 현재 픽쳐 이후에 표시(또는 출력)되는 1개의 참조 픽쳐를 이용한 예측을 의미한다. 이를 위해서는 1개의 움직임 정보(예를 들어, 움직임 벡터 정보, 참조 픽쳐 인덱스 및/또는 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자)가 필요할 수 있다.
양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 참조 영역을 이용할 수 있는데, 이 2개의 참조 영역은 동일한 참조 픽쳐에 존재할 수도 있고, 서로 다른 픽쳐에 각각 존재할 수도 있다. 즉, 양방향 예측 방식에서는 최대 2개의 움직임 정보(예를 들어 움직임 벡터 정보, 참조 픽쳐 인덱스 및/또는 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자)가 이용될 수 있는데, 2개의 움직임 벡터가 동일한 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있고 서로 다른 참조 픽쳐 인덱스를 가질 수도 있다. 이때, 참조 픽쳐들은 시간적으로 현재 픽쳐 이전에 모두 표시(또는 출력)되거나 이후에 모두 표시(또는 출력)될 수 있다.
현재 처리 블록의 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터 정보(motion vector information), 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index) 및/또는 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자를 포함할 수 있다. 상기 움직임 벡터 정보는 움직임 벡터, 움직임 벡터 예측값(MVP: motion vector prediction) 또는 움직임 벡터 차분값(MVD: motion vector difference)을 포함할 수 있다. 움직임 벡터 차분값은 상기 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측값 간의 차분값을 의미한다.
인코더는 인터 예측 과정에서 현재 처리 블록과 가장 유사한 참조 영역을 참조 픽쳐들로부터 찾는 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행한다. 그리고, 인코더는 참조 영역에 대한 움직임 벡터 정보, 참조 픽쳐 인덱스 및/또는 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자를 디코더에게 제공할 수 있다.
인코더/디코더는 움직임 벡터 정보, 참조 픽쳐 인덱스 및/또는 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자를 이용하여 현재 처리 블록의 참조 영역을 획득할 수 있다. 상기 참조 영역은 상기 참조 픽쳐 인덱스를 가진 참조 픽쳐 내에 존재한다. 또한, 상기 움직임 벡터에 의해서 특정된 참조 영역의 픽셀값 또는 보간(interpolation)된 값이 상기 현재 처리 블록의 예측값(predictor)으로 이용될 수 있다. 즉, 움직임 정보(예를 들어 움직임 벡터 정보, 참조 픽쳐 인덱스 및/또는 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자)를 이용하여, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 처리 블록의 영상을 예측하는 움직임 보상(motion compensation)이 수행된다.
이러한 움직임 벡터 정보와 관련한 전송량을 줄이기 위하여, 이전에 코딩된 블록들의 움직임 정보를 이용하여 움직임 벡터 예측값(mvp)을 획득하고, 이에 대한 차분값(mvd)만을 전송하는 방법을 이용할 수 있다. 즉, 디코더에서는 디코딩된 다른 블록들의 움직임 정보들을 이용하여 현재 처리 블록의 움직임 벡터 예측값을 구하고, 인코더로부터 전송된 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득하게 된다. 움직임 벡터 예측값을 획득함에 있어서, 디코더는 이미 디코딩된 다른 블록들의 움직임 정보을 이용하여 다양한 움직임 벡터 후보 값들을 획득하고 그 중 하나를 움직임 벡터 예측값으로 획득할 수 있다.
- 참조 픽쳐 세트 및 참조 픽쳐 리스트
다중의 참조 픽쳐를 관리하기 위하여, 이전에 디코딩된 픽쳐의 세트가 남은 픽쳐의 디코딩을 위해 복호 픽쳐 버퍼(DPB)내 저장된다.
DPB에 저장된 복원된 픽쳐 중 인터 예측에 이용되는 복원된 픽쳐를 참조 픽쳐(referece picture)로 지칭한다. 다시 말해, 참조 픽쳐(reference picture)는 디코딩 순서 상 다음의 픽쳐의 디코딩 프로세스에서 인터 예측을 위해 사용될 수 있는 샘플을 포함하는 픽쳐를 의미한다.
참조 픽쳐 세트(RPS: reference picture set)는 픽쳐와 연관된 참조 픽쳐의 세트를 의미하고, 디코딩 순서 상 이전에 연관된 모든 픽쳐로 구성된다. 참조 픽쳐 세트는 연관된 픽쳐 또는 디코딩 순서 상 연관된 픽쳐에 뒤따르는 픽쳐의 인터 예측에 이용될 수 있다. 즉, 복호 픽쳐 버퍼(DPB)에 유지되는 참조 픽쳐들은 참조 픽쳐 세트로 지칭될 수 있다. 인코더는 시퀀스 파라미터 세트(SPS: sequence parameter set)(즉, 신택스 요소로 구성되는 신택스 구조) 또는 각 슬라이스 헤더에서 참조 픽쳐 세트 정보를 디코더에게 제공할 수 있다.
참조 픽쳐 리스트(reference picture list)는 P 픽쳐(또는 슬라이스) 또는 B 픽쳐(또는 슬라이스)의 인터 예측을 위해 이용되는 참조 픽쳐의 리스트를 의미한다. 여기서, 참조 픽쳐 리스트는 2개의 참조 픽쳐 리스트로 구분될 수 있으며, 각각 참조 픽쳐 리스트 0(또는 L0) 및 참조 픽쳐 리스트 1(또는 L1)로 지칭할 수 있다. 또한, 참조 픽쳐 리스트 0에 속한 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 0(또는 L0 참조 픽쳐)로 지칭하고, 참조 픽쳐 리스트 1에 속한 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 1(또는 L1 참조 픽쳐)로 지칭할 수 있다.
P 픽쳐(또는 슬라이스)의 디코딩 프로세스에 있어서, 하나의 참조 픽쳐 리스트(즉, 참조 픽쳐 리스트 0)가 이용되고, B 픽쳐(또는 슬라이스)의 디코딩 프로세스에 있어서, 2개의 참조 픽쳐 리스트(즉, 참조 픽쳐 리스트 0 및 참조 픽쳐 리스트 1)가 이용될 수 있다. 이러한, 각 참조 픽쳐 별로 참조 픽쳐 리스트를 구분하기 위한 정보는 참조 픽쳐 세트 정보를 통해 디코더에게 제공될 수 있다. 디코더는 참조 픽쳐 세트(reference picture set) 정보를 기반으로 참조 픽쳐를 참조 픽쳐 리스트 0 또는 참조 픽쳐 리스트 1에 추가한다.
참조 픽쳐 리스트 내 어느 하나의 특정 참조 픽쳐를 식별하기 위하여 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index)(또는 참조 인덱스)가 이용된다.
- 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)
인터 예측된 현재 처리 블록에 대한 예측 블록의 샘플은 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index)에 의해 식별되는 참조 픽쳐 내 해당 참조 영역의 샘플 값으로부터 획득된다. 여기서, 참조 픽쳐 내 해당 참조 영역은 움직임 벡터의 수평 요소(horizontal component) 및 수직 요소(vertical component)에 의해 지시되는 위치의 영역을 나타낸다. 움직임 벡터가 정수 값을 가지는 경우를 제외하고, 비정수(noninteger) 샘플 좌표를 위한 예측 샘플을 생성하기 위하여 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)이 사용된다. 예를 들어, 샘플 간의 거리의 1/4 단위의 움직임 벡터가 지원될 수 있다.
HEVC의 경우, 휘도 성분의 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)은 8탭 필터를 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 적용한다. 그리고, 색차 성분의 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation)은 4탭 필터를 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 적용한다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 1/4 샘플 보간을 위한 정수 및 분수 샘플 위치를 예시한다.
도 5를 참조하면, 대문자(upper-case letter)(A_i,j)가 기재된 음영 블록은 정수 샘플 위치를 나타내고, 소문자(lower-case letter)(x_i,j)가 기재된 음영 없는 블록은 분수 샘플 위치를 나타낸다.
분수 샘플은 수평 방향 및 수직 방향으로 각각 정수 샘플 값에 보간 필터가 적용되어 생성된다. 예를 들어, 수평 방향의 경우, 생성하려는 분수 샘플을 기준으로 좌측의 4개의 정수 샘플 값과 우측의 4개의 정수 샘플 값에 8탭 필터가 적용될 수 있다.
- 인터 예측 모드
HEVC에서는 움직임 정보의 양을 줄이기 위하여 머지(Merge) 모드, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction)를 이용될 수 있다.
1) 머지(Merge) 모드
머지(Merge) 모드는 공간적(spatially) 또는 시간적(temporally)으로 이웃하는 블록으로부터 움직임 정보를 도출하는 방법을 의미한다. 여기서, 움직임 정보는 수평 및 수직 움직임 벡터 값, 하나 이상의 참조 픽쳐 인덱스 및 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자를 포함할 수 있다.
즉, 인코더에서는 머지 후보 리스트를 구성하고, 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행함으로써 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록 정보를 머지 인덱스(merge index)(예를 들어, merge_idx[x0][y0]')로써 디코더에게 시그널링한다. 디코더에서는 인코더와 동일하게 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 후보 리스트에서 인코더로부터 수신한 머지 인덱스(merge index)에 해당하는 후보 블록의 움직임 정보로부터 현재 예측 블록에 대한 움직임 정보를 도출한다. 그리고, 디코더는 도출한 움직임 정보를 기반으로 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(즉, 움직임 보상).
머지 모드에서 이용 가능한 후보의 세트는 공간적으로 이웃하는 후보(spatial neighbor candidates), 시간적 후보(temporal candidates) 및 생성된 후보(generated candidates)로 구성된다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 실시예로서, 공간적 후보의 위치를 예시한다.
도 6을 참조하면, {a1, b1, b0, a0, b2}의 순서에 따라 각 공간적 후보 블록이 이용 가능한지 여부가 판단된다. 이때, 후보 블록이 인트라 예측 모드로 인코딩되어 움직임 정보가 존재하지 않는 경우 또는 후보 블록이 현재 픽쳐(또는 슬라이스)의 밖에 위치하는 경우에는 해당 후보 블록은 이용할 수 없다.
공간적 후보의 유효성의 판단 후, 현재 처리 블록의 후보 블록에서 불필요한 후보 블록을 제외함으로써 공간적 머지 후보가 구성될 수 있다. 예를 들어, 현재 예측 블록의 후보 블록이 동일 코딩 블록 내 첫 번째 예측 블록인 경우 해당 후보 블록을 제외하고 또한 동일한 움직임 정보를 가지는 후보 블록들을 제외할 수 있다.
공간적 머지 후보 구성이 완료되면, 시간적 머지 후보 구성 과정이 진행된다.
시간적 후보 구성에 있어서, 참조 픽쳐의 동일 위치(collocated) 블록의 우하단(right bottom) 블록이 이용 가능한 경우, 해당 블록을 시간적 머지 후보로 구성한다. 동일 위치(collocated) 블록은 선택된 참조 픽쳐에서 현재 처리 블록에 대응되는 위치에 존재하는 블록을 의미한다. 반면, 그렇지 않은 경우, 동일 위치(collocated) 블록의 중앙(center)에 위치하는 블록을 시간적 머지 후보로 구성한다.
머지 후보의 최대 개수는 슬라이스 헤더에서 특정될 수 있다. 머지 후보의 개수가 최대 개수보다 큰 경우, 최대 개수 보다 작은 개수의 공간적 후보와 시간적 후보가 유지된다. 그렇지 않은 경우, 머지 후보의 개수는 후보 개수가 최대 개수가 될 때까지 현재까지 추가된 후보들을 조합하여 추가적인 머지 후보(즉, 조합된 쌍예측 머지 후보(combined bi-predictive merging candidates))가 생성된다.
2) AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 모드
AMVP 모드는 주변 블록으로부터 움직임 벡터 예측 값을 유도하는 방법을 의미한다. 따라서, 수평 및 수직 움직임 벡터 차분 값(MVD: motion vector difference), 참조 픽쳐 인덱스 및 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자가 디코더로 시그널링된다. 수평 및 수직 움직임 벡터 값은 유도된 움직임 벡터 예측 값과 인코더로부터 제공된 움직임 벡터 차분 값(MVD: motion vector difference)를 이용하여 계산된다.
즉, 인코더에서는 움직임 벡터 예측값 후보 리스트를 구성하고, 움직임 추정(Motion Estimation)을 수행함으로써 움직임 벡터 예측값 후보 리스트에서 선택된 움직임 참조 플래그(즉, 후보 블록 정보)(예를 들어, mvp_lX_flag[x0][y0]')를 디코더에게 시그널링한다. 디코더에서는 인코더와 동일하게 움직임 벡터 예측값 후보 리스트를 구성하고, 움직임 벡터 예측값 후보 리스트에서 인코더로부터 수신한 움직임 참조 플래그에서 지시된 후보 블록의 움직임 정보를 이용하여 현재 처리 블록의 움직임 벡터 예측값을 도출한다. 그리고, 디코더는 도출된 움직임 벡터 예측값과 인코더로부터 전송된 움직임 벡터 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득하게 된다. 그리고, 디코더는 도출한 움직임 정보를 기반으로 현재 처리 블록에 대한 예측 블록을 생성한다(즉, 움직임 보상).
AMVP 모드의 경우, 앞서 도 6에서 5개의 이용 가능한 후보들 중에서 2개의 공간적 움직임 후보가 선택된다. 첫 번째 공간적 움직임 후보는 좌측에 위치한 {a0, a1} 세트로부터 선택되고, 두 번째 공간적 움직임 후보는 상위에 위치한 {b0, b1, b2} 세트로부터 선택된다. 이때, 이웃한 후보 블록의 참조 인덱스가 현재 예측 블록과 동일하지 않은 경우, 움직임 벡터가 스케일링된다.
공간적 움직임 후보의 탐색 결과 선택된 후보 개수가 2개라면 후보 구성을 종료하나, 2개 미만인 경우 시간적 움직임 후보가 추가된다.
앞서 설명한 바와 같이, 동영상 부호화에서 픽쳐 간 예측(inter-picture prediction)(또는 인터 예측) 기법은 움직임 추정/보상(motion estimation/compensation)을 통해 이루어지며, 하나의 영상을 작은 단위로 나누어 움직임 추정/보상이 적용된다. 이때, 나누어진 단위를 블록(block)(또는, 처리 블록)이라고 호칭하며 각 블록들은 예측의 정확도를 높이기 위해 더 작은 단위로 나뉘어질 수 있다.
분할된 각 블록은 참조 리스트(reference list), 참조 리스트 인덱스(refenece list index), 움직임 벡터(motion vector)를 통해 움직임 보상을 수행하며 2N×2N 블록이 4개의 N×N 블록의 분할된 경우, 각 N×N 블록이 또 하나의 단위 블록이 되어 재귀적으로 분할될 수 있다.
이와 같이, 블록이 분할 될수록 작은 단위로 움직임 예측이 이루어지기 때문에 픽쳐간 예측 성능이 향상되지만 각 분할된 영역에 대한 움직임 정보와 분할 정보가 전송되기 때문에 비트율은 증가하므로 적절한 분할이 이루어 질 때에 높은 부호화 효율을 기대할 수 있다.
도 7은 본 발명이 적용되는 실시예로서, 인터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 인코더/디코더(특히, 도 1에서 인코더의 인터 예측부(181), 도 2에서 디코더의 인터 예측부(261))는 코딩 유닛 신택스(coding unit syntax)를 복호화한다(S701).
표 1은 코딩 유닛 레벨의 신택스(syntax)를 예시한다.
Figure PCTKR2016002035-appb-T000001
표 1을 참조하면, 코딩 유닛에 대한 복호화 프로세스 'coding_unit(x0, y0, log2CbSize)'는 입력으로써 코딩 유닛의 위치 (x0, y0) 및 코딩 유닛의 크기 (log2CbSize)로 호출(invoke)된다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 코딩 유닛의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낸다. 그리고, log2CbSize는 현재 코딩 유닛의 크기를 나타낸다.
인코더/디코더는 분할 모드('PartMode')에 따라 예측 유닛 신택스(prediction unit syntax)를 복호화한다(S702).
즉, 예측 블록의 분할 모드('PartMode')에 따라 각 예측 블록의 분할되는 위치가 정의된다.
앞서 표 1을 참조하면, 예측 블록에 대한 복호화 프로세스 'prediction_unit(x0, y0, nPbW, nPbH)'는 입력으로써 예측 유닛의 위치 (x0', y0') 및 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)로 호출(invoke)된다. 여기서, x0', y0'는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 예측 유닛의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낸다. nPbW, nPbH는 현재 예측 유닛의 수평(horizontal) 크기 및 수직(vertical) 크기를 나타낸다.
예를 들어, 분할 모드('PartMode')가 2N×2N인 경우, 예측 유닛은 코딩 유닛과 동일하므로, 예측 유닛의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이고, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS)이다.
또 다른 일례로, 분할 모드('PartMode')가 2N×N인 경우, 첫 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS/2) 있다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS/2))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS/2)이다.
또 다른 일례로, 분할 모드('PartMode')가 N×2N인 경우, 첫 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌측 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우측 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/2), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS)이다.
또 다른 일례로, 분할 모드('PartMode')가 2N×nU인 경우, 첫 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS/4)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS*3/4)이다.
또 다른 일례로, 분할 모드('PartMode')가 2N×nD인 경우, 첫 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS*3/4)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS*3/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS/4)이다.
또 다른 일례로, 분할 모드('PartMode')가 nL×2N인 경우, 첫 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌측 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우측 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS)이다.
또 다른 일례로, 분할 모드('PartMode')가 nR×2N인 경우, 첫 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌측 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우측 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS*3/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS)이다.
또 다른 일례로, 분할 모드('PartMode')가 N×N인 경우, 첫 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/2), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)이다. 그리고, 세 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS/2))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/2), y0+(nCbS/2))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)이다.
인코더/디코더는 복호화된 움직임 파라미터(또는 정보)를 이용하여 예측 유닛에 대한 움직임 보상을 수행한다(S703).
앞서 표 1을 참조하면, 분할된 각 예측 블록을 위한 움직임 정보는 'prediction_unit(x0, y0, nPbW, nPbH)'에서 기술된다. 상술한 바와 같이 현재 예측 유닛의 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터 정보(motion vector information), 참조 픽쳐 인덱스(reference picture index) 및/또는 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자를 포함할 수 있다. 즉, 인코더/디코더에서는 움직임 정보를 이용하여, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 유닛의 영상을 예측하는 움직임 보상(motion compensation)을 수행한다.
앞서 도 4의 예시에서는 2N×2N 와 N×N을 제외한 나머지 분할 방법에서는 모두 코딩 블록인 2개의 분할된 영역(즉, 예측 블록)으로 분할된다. 이 경우, 모든 예측 블록은 직사각형 형태를 가진다. 이러한 접근 방식으로 각 분할된 예측 블록에서 다른 움직임 정보를 이용하여 움직임 보상이 수행됨으로써 다양한 형태의 영상에 적합하게 인터 예측이 수행될 수 있다. 하지만, 이와 같이 코딩 블록이 2개의 예측 블록으로 분할되는 방법은 머지 모드(merge mode)에서는 큰 이득을 기대하기 어려울 수 있다.
다시 말해, 머지 모드의 경우, 참조하는 움직임 정보는 공간적인 주변 움직임 정보와 시간적 움직임 정보인데 우하단 영역의 경우 공간적인 움직임 정보를 참조할 수가 없으므로, 우하단 영역이 다른 움직임 정보를 가질 경우에는 블록이 N×N의 형태로 분할되어야 움직임 예측의 성능을 향상시킬 수 있다. N×N으로 분할되는 경우 움직임 예측의 성능이 향상되지만 블록 분할에 의한 비트율 증가가 동시에 발생하므로 율-왜곡(rate-distortion) 측면에서 손실이 발생할 가능성도 존재한다.
이에 따라 본 실시예에서는 동영상 인코딩/디코딩 과정에서 부호화 하고자 하는 블록을 L-형태로 분할하여 픽쳐간 예측(즉, 인터 예측)을 수행하는 방법들을 제안한다.
기존의 정사각형이나 직사각형으로 분할되는 방법과는 달리 본 실시예에 따라 L-형태로 블록을 분할하게 되면 더 작은 단위로 블록이 분할되어야 하는 경우를 방지하여 비트율의 증가를 억제시킬 수 있으며 픽처간 예측의 효율을 높일 수 있기 때문에 전체 인코딩/디코딩의 효율 향상을 기대할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태의 블록 분할을 예시한다.
도 8을 참조하면, 하나의 정방형 블록(810)은 L 형태 블록(811)과 사각형 블록(812)(정사각형 또는 직사각형)으로 분할될 수 있다.
예를 들어, 정방형 블록(810)은 CTU 또는 CU에 해당되고, L 형태 블록(811) 및 사각형 블록(812)은 인터/인트라 예측을 위한 PU 또는 변환 수행을 위한 TU에 해당할 수 있다.
이때, L 형태 블록(811)과 사각형 블록(812)로의 분할은 하나의 타입(또는 하나의 크기)로 고정될 수도 있다. 예를 들어, 정방형 블록(810)은 정방형 블록(810)의 너비/높이의 1/2인 너비(nPbW)와 높이(bPbH)를 가지는 L 형태 블록(811)과, 정방형 블록(810)의 너비/높이의 1/2인 너비와 높이를 가지는 사각형 블록(812)로 분할될 수 있다.
이처럼, 분할 형태는 하나로 고정되는 경우, L 형태의 분할은 L 형태로의 분할 여부를 지시하는 플래그(flag) 또는 분할 모드(partMode)(예를 들어, PART_L_SHAPE)가 정의되어 인코더로부터 디코더에게 시그널링될 수 있다.
위와 같이 본 실시예에서 제안하는 L-형태의 블록 분할이 적용될 경우 우하단의 영역만 따로 움직임 정보를 전송할 수 있으므로, 앞서 도 4와 같이 현재 처리 블록이 N×N 형태로 분할되지 않더라도 움직임 예측을 정확성을 높일 수 있다. 또한, 현재 처리 블록이 N×N 형태로 분할되지 않으므로 비트율 증가를 억제할 수 있다.
또한, L 형태의 분할은 정방형 블록의 너비의 1/2 크기 이외에 다양한 크기(또는 형태)를 가질 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태의 블록 분할을 예시한다.
도 9(a)와 같이, 정방형 블록(910)은 정방형 블록(910)의 너비/높이의 1/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(911)과, 정방형 블록(910)의 너비/높이의 3/4인 너비와 높이를 가지는 사각형 블록(912)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 9(b)와 같이, 정방형 블록(920)은 정방형 블록(920)의 너비/높이의 1/2인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(921)과, 정방형 블록(920)의 너비/높이의 1/2인 너비와 높이를 가지는 사각형 블록(922)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 9(c)와 같이, 정방형 블록(930)은 정방형 블록(930)의 너비/높이의 3/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(931)과, 정방형 블록(930)의 너비/높이의 1/4인 너비와 높이를 가지는 사각형 블록(932)으로 분할될 수 있다.
위와 같이 다양한 형태(또는 타입)으로 L 형태의 분할이 가능한 경우, 인코더로부터 디코더에게 L 형태 분할 타입(또는 분할 크기)(예를 들어, 도 9에서 어느 타입의 분할인지)가 시그널링되어야 한다. 이때, 플래그(flag) 또는 인덱스의 형태로 L 형태 분할의 너비(즉, nPbW 또는 nPbH = 1/4, 1/2 또는 3/4)가 부호화되어 디코더에게 시그널링될 수 있다. 또는, 각각의 L 형태의 분할 타입 별로 분할 모드(partMode)가 정의되어 디코더에게 시그널링될 수 있다.
또한, 앞서 도 8 및 도 9에서는 L 형태의 블록이 균등하게 분할되는 경우(즉, nPbW = nPbH)를 예시하고 있으나, L 형태의 블록이 비균등하게 분할될 수도 있다(즉, nPbW ≠ nPbH). 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태의 블록 분할을 예시한다.
도 10(a)와 같이, 정방형 블록(1010)은 정방형 블록(1010)의 너비/높이의 1/2인 너비(nPbW)와 1/4인 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1011)과, 정방형 블록(1010)의 너비/높이의 1/2인 너비와 3/4인 높이를 가지는 사각형 블록(1012)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 10(b)와 같이, 정방형 블록(1020)은 정방형 블록(1020)의 너비/높이의 1/4인 너비(nPbW)와 1/2인 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1021)과, 정방형 블록(1020)의 너비/높이의 3/4인 너비와 1/2인 높이를 가지는 사각형 블록(1022)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 10(c)와 같이, 정방형 블록(1030)은 정방형 블록(1030)의 너비/높이의 3/4인 너비(nPbW)와 1/4인 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1031)과, 정방형 블록(1030)의 너비/높이의 1/4인 너비와 1/4인 높이를 가지는 사각형 블록(1032)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 10(d)와 같이, 정방형 블록(1040)은 정방형 블록(1040)의 너비/높이의 3/4인 너비(nPbW)와 1/2인 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1041)과, 정방형 블록(1040)의 너비/높이의 1/4인 너비와 1/2인 높이를 가지는 사각형 블록(1042)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 10(e)와 같이, 정방형 블록(1050)은 정방형 블록(1050)의 너비/높이의 1/4인 너비(nPbW)와 3/4인 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1051)과, 정방형 블록(1050)의 너비/높이의 3/4인 너비와 1/4인 높이를 가지는 사각형 블록(1052)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 10(f)와 같이, 정방형 블록(1060)은 정방형 블록(1060)의 너비/높이의 1/2인 너비(nPbW)와 3/4인 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1061)과, 정방형 블록(1060)의 너비/높이의 1/2인 너비와 1/4인 높이를 가지는 사각형 블록(1062)으로 분할될 수 있다.
위와 같이 다양한 형태(또는 타입)으로 L 형태의 분할이 가능한 경우, 인코더로부터 디코더에게 L 형태 분할 타입(또는 분할 크기)(예를 들어, 도 10에서 어느 타입의 분할인지)가 시그널링되어야 한다. 이때, 플래그(flag) 또는 인덱스의 형태로 L 형태 분할의 너비(즉, nPbW = 1/4, 1/2 또는 3/4) 및 높이(즉, nPbH = 1/4, 1/2 또는 3/4)가 부호화되어 디코더에게 시그널링될 수 있다. 또는, 각각의 L 형태의 분할 타입 별로 분할 모드(partMode)가 정의되어 디코더에게 시그널링될 수 있다.
또는, 앞서 도 8 내지 도 10에서는 정방형 블록의 우하단 영역이 작은 영역(즉, L 형태 블록 이외 사각형 블록)으로 나뉘는 경우를 예시하고 있으나, 넓은 영역(즉, L 형태 블록)으로 나뉘는 방식도 적용 가능하다. 즉, 정방형 블록이 L 형태의 블록과 사각형 블록으로 분할되는 경우, 사각형 블록이 정방형 블록의 우하단 외에도 좌상단, 우상단, 좌하단에 위치할 수도 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태의 블록 분할을 예시한다.
도 11(a) 내지 도 11(c)은 정방형 블록이 L 형태의 블록과 좌상단 영역의 사각형 블록으로 분할되는 경우를 예시한다.
이때, 도 11(a)와 같이, 정방형 블록(1110)은 정방형 블록(1110)의 너비/높이의 1/2인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1111)과, 정방형 블록(1110)의 너비/높이의 1/2인 너비와 높이를 가지는 좌상단 영역의 사각형 블록(1112)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 11(b)와 같이, 정방형 블록(1120)은 정방형 블록(1120)의 너비/높이의 1/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1121)과, 정방형 블록(1110)의 너비/높이의 3/4인 너비와 높이를 가지는 좌상단 영역의 사각형 블록(1122)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 11(c)와 같이, 정방형 블록(1130)은 정방형 블록(1130)의 너비/높이의 3/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1131)과, 정방형 블록(1130)의 너비/높이의 1/4인 너비와 높이를 가지는 좌상단 영역의 사각형 블록(1132)으로 분할될 수 있다.
도 11(d) 내지 도 11(f)는 정방형 블록이 L 형태의 블록과 우상단 영역의 사각형 블록으로 분할되는 경우를 예시한다.
이때, 도 11(d)와 같이, 정방형 블록(1140)은 정방형 블록(1140)의 너비/높이의 1/2인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1141)과, 정방형 블록(1140)의 너비/높이의 1/2인 너비와 높이를 가지는 우상단 영역의 사각형 블록(1142)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 11(e)와 같이, 정방형 블록(1150)은 정방형 블록(1150)의 너비/높이의 1/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1151)과, 정방형 블록(1150)의 너비/높이의 3/4인 너비와 높이를 가지는 우상단 영역의 사각형 블록(1152)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 11(f)와 같이, 정방형 블록(1160)은 정방형 블록(1160)의 너비/높이의 3/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1161)과, 정방형 블록(1160)의 너비/높이의 1/4인 너비와 높이를 가지는 우상단 영역의 사각형 블록(1162)으로 분할될 수 있다.
도 11(g) 내지 도 11(i)는 는 정방형 블록이 L 형태의 블록과 좌하단 영역의 사각형 블록으로 분할되는 경우를 예시한다.
이때, 도 11(g)와 같이, 정방형 블록(1170)은 정방형 블록(1170)의 너비/높이의 1/2인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1171)과, 정방형 블록(1170)의 너비/높이의 1/2인 너비와 높이를 가지는 좌하단 영역의 사각형 블록(1172)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 11(h)와 같이, 정방형 블록(1180)은 정방형 블록(1180)의 너비/높이의 1/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1181)과, 정방형 블록(1180)의 너비/높이의 3/4인 너비와 높이를 가지는 좌하단 영역의 사각형 블록(1182)으로 분할될 수 있다.
또는, 도 11(i)와 같이, 정방형 블록(1190)은 정방형 블록(1190)의 너비/높이의 3/4인 너비(nPbW)와 높이(nPbH)를 가지는 L 형태 블록(1191)과, 정방형 블록(1190)의 너비/높이의 1/4인 너비와 높이를 가지는 좌하단 영역의 사각형 블록(1192)으로 분할될 수 있다.
위와 같이 다양한 형태(또는 타입)으로 L 형태의 분할이 가능한 경우, 인코더로부터 디코더에게 L 형태 분할 타입(또는 분할 크기)(예를 들어, 도 9에서 어느 타입의 분할인지)가 시그널링되어야 한다. 이때, 플래그(flag) 또는 인덱스의 형태로 L 형태 분할의 너비(즉, nPbW 또는 nPbH = 1/4, 1/2 또는 3/4) 및 L 형태 블록의 위치(또는, 나머지 블록의 위치)가 부호화되어 디코더에게 시그널링될 수 있다.
또는, 각각의 L 형태의 분할 타입 별로 분할 모드(partMode)가 정의되어 디코더에게 시그널링될 수도 있다.
앞서 예시한 도 8 내지 도 11에 따른 L 형태의 블록 분할 방식 중 어느 두 가지 이상의 방식이 조합되어 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 9의 분할 방식과 도 10의 분할 방식이 결합되는 경우, 균등 분할과 비균등 분할 방식이 함께 이용될 수 있다. 또는 도 10의 분할 방식과 도 11의 분할 방식이 결합되는 경우, L 형태 블록의 위치(또는, 나머지 블록의 위치, 예를 들어, 좌상단, 우상단, 좌하단, 우하단)가 다양하게 결정될 수 있으며, 이와 함께 비균등 분할 방식이 이용될 수도 있다.
이하, L 형태로 분할된 블록에 대한 인터 예측 방법에 대하여 살펴본다. 앞서 도 7에 따른 인터 예측 방법에서 L-형태 분할을 위한 복호화 과정이 추가될 수 있다. 이에 따라 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측 방법을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 인코더/디코더(특히, 도 1에서 인코더의 인터 예측부(181), 도 2에서 디코더의 인터 예측부(261))는 코딩 유닛 신택스(coding unit syntax)를 복호화한다(S1201).
표 2는 L 형태 분할이 포함된 경우, 코딩 유닛 레벨의 신택스(syntax)를 예시한다.
Figure PCTKR2016002035-appb-T000002
표 2에서는 설명의 편의를 위해 앞서 도 8의 예시와 같이 L 형태 블록 분할 방식으로 하나의 타입(또는 크기)의 L 형태 분할만이 적용되는 경우를 예시하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
표 2를 참조하면, 앞서 표 1과 비교하여 코딩 유닛 신택스(syntax)에 L 형태 분할을 지시하는 분할 모드(partMode)(예를 들어, PART_L_SHAPE)가 포함될 수 있다.
인코더/디코더는 현재 코딩 유닛이 L 형태로 분할되는지 여부를 판단할 수 있다(S1202).
예를 들어, L 형태로 분할 여부를 지시하는 플래그(flag)가 이용되는 경우, 인코더/디코더는 플래그를 참조하여 현재 코딩 유닛이 L 형태로 분할되었는지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, L 형태로 분할되지 않은 경우, 분할 모드(PartMode)에 따라 현재 코딩 유닛의 분할 형태를 판단할 수 있다.
또는, 앞서 표 2를 참조하면, 기존의 예측 블록의 분할 모드(Part Mode)에 L-형태의 분할 모드(예를 들어, 'PART_L_SHAPE')이 추가될 수 있으며, 인코더/디코더는 분할 모드(Part Mode)에 따라 L-형태의 분할 여부를 판단할 수 있다. 도 12에서는 설명의 편의를 위해 L-형태의 분할 모드가 이용되는 경우를 가정하여 설명한다.
또한, 표 2에서는 앞서 도 8과 같은 타입의 L 형태 분할을 가정하고 있으므로, 하나의 L-형태의 분할 모드(예를 들어, 'PART_L_SHAPE')만이 예시되어 있다. 다만, 도 9 내지 도 11에 따른 L 형태 블록 분할 방식이 적용되는 경우, 복수의 L-형태의 분할 모드가 정의되어 코딩 유닛 신택스에 포함될 수도 있다.
S1202 단계에서 판단한 결과 분할 모드가 L-형태의 분할이 아닌 경우, 인코더/디코더는 분할 모드('PartMode')에 따라 예측 유닛 신택스(prediction unit syntax)를 복호화한다(S1203).
즉, 인코더/디코더는 기존의 분할 방식으로부터 생성된 블록(앞서 도 4 참조)에 대한 움직임 정보를 복호화한다.
반면, S1202 단계에서 판단한 결과 분할 모드가 L-형태의 분할인 경우, 인코더/디코더는 L 형태 블록에 따른 예측 유닛 신택스(prediction unit syntax)를 복호화한다(S1204).
즉, 인코더/디코더는 L 형태 분할로부터 생성된 L 형태 블록 및 사각형 블록에 대한 움직임 정보를 복호화한다.
L-형태의 분할 여부와 무관하게, 분할된 각 블록(즉, 기존의 분할 방식으로부터 생성된 블록(앞서 도 4 참조), L 형태 분할로부터 생성된 L 형태 블록 및 사각형 블록)은 움직임 정보를 가질 수 있다. 특히, L 형태 블록의 경우 아래 표 3과 같이 움직임 정보가 복호화될 수 있다.
이때, 주변 움직임 정보를 목록화 하여 사용하는 방식인 머지 모드(merge mode)와 주변 움직임 정보와의 차분 값만을 부호화 하는 방법인 AMVP 모드 등이 적용될 수 있다.
예를 들어, 현재 처리 블록(즉, 기존의 분할 방식으로부터 생성된 블록, L 형태 분할로부터 생성된 L 형태 블록 및 사각형 블록)이 머지 모드가 적용된 경우, 디코더는 머지 후보 리스트에서 인코더로부터 수신한 머지 인덱스(merge index)에 해당하는 후보 블록의 움직임 정보로부터 현재 처리 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다.
예를 들어, 현재 처리 블록이 AMVP 모드가 적용된 경우, 디코더는 움직임 벡터 예측값 후보 리스트에서 인코더로부터 수신한 움직임 참조 플래그에서 지시된 후보 블록의 움직임 정보를 이용하여 현재 처리 블록의 움직임 벡터 예측값을 도출할 수 있다. 그리고, 도출된 움직임 벡터 예측값과 인코더로부터 전송된 움직임 벡터 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득할 수 있다.
L 형태 분할에 의해 생성된 L 형태 블록 및 사각형 블록에 대한 움직임 정보 추출을 위한 공간적 주변 움직임 정보는 다음과 같이 유도할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 분할에 의해 생성된 블록에 대한 공간적 후보의 위치를 예시한다.
도 13에서 L 형태 블록과 사각형 블록을 포함하는 정방형 블록의 좌상단 샘플 위치를 (xCb, yCb)라고 가정하고, 크기를 (nCbW, nCbH)라고 가정한다. 또한, L 형태 블록의 좌상단 샘플 위치를 (xCb, yCb)라고 가정하고, 크기를 (nPbW, nPbH)라고 가정한다. 그리고, 사각형 블록의 좌상단 샘플 위치를 (xCb+nPbW, yCb+nPbH)라고 가정하고, 크기를 (nCbW-nPbW, nCbH-nPbH)라고 가정한다.
도 13(a)은 평행(parallel)하게 머지 후보(merge candidate)를 유도하지 않을 경우 사용 가능한 주변 움직임 정보를 예시한다.
평행(parallel)하게 머지 후보(merge candidate)를 유도하지 않을 경우, L 형태 블록과 나머지 사각형 블록에 대한 공간적 머지 후보는 독립적으로 구성될 수 있다.
L 형태 블록에 대한 공간적 머지 후보 블록은 L 형태 블록의 좌측에 인접한 블록(1311) '(xCb-1, yCb+nCbH-1)', 상단에 인접한 블록(1312) '(xCb+nCbW-1, yCb-1)', 우상단에 인접한 블록(1313) '(xCb+nCbW, yCb-1)', 좌하단에 인접한 블록(1314) '(xCb-1, yCb+nCbH)' 및 좌상단에 인접한 블록(1315) '(xCb-1, yCb-1)' 중에서 이용 가능한 후보 블록으로 구성될 수 있다.
반면, L 형태 블록 이외 사각형 블록에 대한 공간적 머지 후보는 사각형 블록의 좌측에 인접한 블록(1321) '(xCb+nPbW-1, yCb+nCbH-1)', 상단에 인접한 블록(1322) '(xCb+nCbW-1, yCb+nPbH-1)', 우상단에 인접한 블록(1323) '(xCb+nCbW, yCb+nPbH-1)', 좌하단에 인접한 블록(1324) '(xCb+nPbW-1, yCb+nCbH)' 및 좌상단에 인접한 블록(1325) '(xCb+nPbW-1, yCb+nPbH-1)' 중에서 이용 가능한 후보 블록으로 구성될 수 있다.
또한, L 형태 블록 또는 사각형 블록에 AMVP 모드의 인터 예측이 적용되는 경우, 위의 5개의 이용 가능한 후보 블록 중에서 2개의 공간적 움직임 후보가 선택될 수 있다.
도 13(b)는 평행(parallel)하게 머지 후보(merge candidate)를 유도하는 경우 사용 가능한 주변 움직임 정보를 예시한다.
평행(parallel)하게 머지 후보(merge candidate)를 유도하는 경우, L 형태 블록과 나머지 사각형 블록에 대한 공간적 머지 후보는 동일하게 구성될 수 있다.
이때, L 형태 블록의 좌상단, 우상단, 좌하단에 인접한 후보 블록은 사각형 블록의 좌상단 좌표를 기준으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 도 13(b)와 같이, L 형태 블록 및 사각형 블록 모두 L 형태 블록의 좌측에 인접한 블록(1331) '(xCb-1, yCb+nCbH-1)', 상단에 인접한 블록(1332) '(xCb+nCbW-1, yCb-1)', 우측에 인접한 블록(1333) '(xCb+nCbW, yCb+nPbH-1)', 하단에 인접한 블록(1334) '(xCb+nPbW-1, yCb+nCbH)' 및 좌측에 인접한 블록(1335) '(xCb-1, yCb+nPbH-1)' 중에서 이용 가능한 후보 블록으로 구성될 수 있다.
또 다른 일례로, 도 13(c)와 같이, L 형태 블록 및 사각형 블록 모두 L 형태 블록의 좌측에 인접한 블록(1341) '(xCb-1, yCb+nCbH-1)', 상단에 인접한 블록(1342) '(xCb+nCbW-1, yCb-1)', 우상단에 인접한 블록(1343) '(xCb+nCbW, yCb-1)', 좌하단에 인접한 블록(1344) '(xCb-1, yCb+nCbH)' 및 좌상단에 인접한 블록(1345) '(xCb-1, yCb-1)' 중에서 이용 가능한 후보 블록으로 구성될 수 있다.
또한, L 형태 블록 또는 사각형 블록에 AMVP 모드의 인터 예측이 적용되는 경우, 위의 5개의 이용 가능한 후보 블록 중에서 2개의 공간적 움직임 후보가 선택될 수 있다.
이하, L-형태의 분할이 적용된 경우, L 형태 블록에 대한 예측 유닛 신택스(prediction unit syntax)를 복호화하는 과정에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
앞서 표 2를 참조하면, 분할 모드('PartMode')가 'PART_L_SHAPE'인 경우, L 형태 블록(예를 들어, L 형태 예측 유닛)에 대한 복호화 프로세스 'prediction_unit_L_shape(x0, y0, nCbS/2, nCbS/2)'는 입력으로써 L 형태 블록의 위치 (x0', y0') 및 L 형태 블록의 크기 (nPbW, nPbH)로 호출(invoke)될 수 있다.
그리고, L 형태 블록 이외 사각형 블록(예를 들어, 사각형 예측 유닛)에 대한 복호화 프로세스 'prediction_unit(x0, y0, nPbW, nPbH)'는 입력으로써 사각형 블록의 위치 (x0', y0') 및 사각형 블록의 크기 (nPbW, nPbH)로 호출(invoke)될 수 있다.
이때, 표 2에서는 앞서 도 8과 같은 타입의 L 형태 분할을 가정하고 있으므로, L 형태 블록의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이고, L 형태 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)일 수 있다. 그리고, 사각형 블록의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/2), y0+(nCbS/2))이고, 사각형 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)일 수 있다.
또한, 도 9 내지 도 11의 L 형태 분할 방식이 적용되는 경우, L 형태 블록의 위치 (x0', y0') 및/또는 L 형태 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 표 2의 예시와 상이한 값을 가질 수 있다.
예를 들어, 도 9에 따른 L 형태 분할 방식이 적용되는 경우, 도 9(a)의 경우 L 형태 블록의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이고, L 형태 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS/4)일 수 있다. 그리고, 사각형 블록의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0+(nCbS/4))이고, 사각형 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (3nCbS/4, 3nCbS/4)일 수 있다. 또한, 도 9(b)의 경우 L 형태 블록의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이고, L 형태 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)일 수 있다. 그리고, 사각형 블록의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/2), y0+(nCbS/2))이고, 사각형 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/2)일 수 있다. 또한, 도 9(c)의 경우 L 형태 블록의 위치 (x0', y0')는 모두 (x0, y0)이고, L 형태 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (3nCbS/4, 3nCbS/4)일 수 있다. 그리고, 사각형 블록의 위치 (x0', y0')는 (x0+(3nCbS/4), y0+(3nCbS/4))이고, 사각형 블록의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS/4)일 수 있다.
표 3은 L 형태 블록(예를 들어, L 형태 예측 유닛)에 대한 레벨의 신택스(syntax)를 예시한다.
Figure PCTKR2016002035-appb-T000003
표 3을 참조하여, L 형태 블록(예를 들어, L 형태 예측 유닛)에 대한 복호화 프로세스를 살펴본다.
- 먼저, L 형태 블록(예를 들어, L 형태 예측 유닛)에 대한 복호화 프로세스 'prediction_unit_L_shape(x0, y0, nPbW, nPbH)'가 호출되면, 디코더는 현재 L 형태 블록에 대한 'merge_flag[x0][y0]'를 확인할 수 있다.
- 그리고, 디코더는 현재 L 형태 블록에 머지 모드가 적용되는지 판단할 수 있다.
여기서, 'merge_flag[x0][y0]'는 현재 L 형태 블록(예를 들어, L 형태 예측 유닛)을 위한 인터 예측 파라미터가 이웃하는 인터-예측된 영역(partition)으로부터 추론(inferred)되는지 여부를 나타낼 수 있다. 즉, 현재 L 형태 블록이 머지 모드가 적용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 L 형태 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
- 만약, 현재 L 형태 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 디코더는 'MaxNumMergeCand'이 1보다 큰지 판단할 수 있다.
- 'MaxNumMergeCand'이 1보다 큰 경우, 디코더는 'merge_idx[x0][y0]'를 확인할 수 있다.
여기서, 'MaxNumMergeCand'는 머징(merging) 움직임 벡터 예측자(MVP) 후보의 최대 개수를 나타낼 수 있으며, 'MaxNumMergeCand'의 값은 1부터 5까지의 범위에 속할 수 있다.
또한, 'merge_idx[x0][y0]'는 머징 후보 리스트의 머징 후보 인덱스를 나타낼 수 있다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 L 형태 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
- 반면, 현재 L 형태 블록에 머지 모드가 적용되지 않는 경우, 디코더는 현재 L 형태 블록이 속한 슬라이스가 B 슬라이스인지 여부를 판단할 수 있다.
- 만약, 현재 L 형태 블록이 속한 슬라이스가 B 슬라이스인 경우, 디코더는 'inter_pred_idc[x0][y0]'를 확인할 수 있.
여기서, 'inter_pred_idc[x0][y0]'는 현재 L 형태 블록에 대하여 참조 픽쳐 리스트 0(L0), 참조 픽쳐 리스트 1(L1) 또는 쌍예측(bi-prediction)이 이용되는지 나타낼 수 있다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 L 형태 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
- 'inter_pred_idc[x0][y0]'가 PRED_L1이 아닌 경우, 즉 현재 L 형태 블록에 대하여 리스트 1(L1)이 이용되지 않는 경우, 디코더는 'num_ref_idx_l0_active_minus1'이 0보다 큰지 판단할 수 있다.
여기서, 'num_ref_idx_l0_active_minus1'는 슬라이스를 디코딩하기 위해 사용될 수 있는 참조 픽쳐 리스트 0에 대한 최대의 참조 인덱스를 나타낼 수 있다.
- 만약, 'num_ref_idx_l0_active_minus1'이 0보다 크면, 디코더는 'ref_idx_l0[x0][y0]'를 확인할 수 있다.
여기서, 'ref_idx_l0[x0][y0]'는 현재 L 형태 블록을 위한 참조 픽쳐 리스트 0의 참조 인덱스를 나타낼 수 있다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 L 형태 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
- 디코더는 참조 픽쳐 리스트 0에 대한 움직임 벡터 차분값 신택스(syntax)(즉, mvd_coding(x0, y0, 0))를 호출할 수 있다.
여기서, 'mvd_coding'는 현재 L 형태 블록의 위치 (x0, y0) 및 참조 픽쳐 리스트 (0 또는 1)로 호출될 수 있다.
- 디코더는 'mvp_l0_flag[x0][y0]'를 확인할 수 있다.
여기서, 'mvp_l0_flag[x0][y0]'는 참조 픽쳐 리스트 0에서 움직임 벡터 예측값(MVP) 인덱스를 나타낼 수 있다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 L 형태 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
- 만약, 'inter_pred_idc[x0][y0]'가 PRED_L0이 아닌 경우, 즉 현재 L 형태 블록에 대하여 리스트 0(L0)이 이용되지 않는 경우, 디코더는 'num_ref_idx_l1_active_minus1'이 0보다 큰지 판단할 수 있다.
여기서, 'num_ref_idx_l1_active_minus1'는 슬라이스를 디코딩하기 위해 사용될 수 있는 참조 픽쳐 리스트 1에 대한 최대의 참조 인덱스를 나타낼 수 있다.
- 만약, 'num_ref_idx_l1_active_minus1'이 0보다 크면, 디코더는 'ref_idx_l1[x0][y0]'를 확인할 수 있다.
여기서, 'ref_idx_l1[x0][y0]'는 현재 L 형태 블록을 위한 참조 픽쳐 리스트 1의 참조 인덱스를 나타낼 수 있다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 L 형태 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
- 만약, 'mvd_l1_zero_flag'가 1이고 'inter_pred_idc[x0][y0]'가 PRED_BI인 경우, 디코더는 MvdL1[x0][y0][0] 및 MvdL1[x0][y0][1]을 0으로 셋팅한다.
여기서, 'mvd_l1_zero_flag'가 1 값을 가지는 것은 mvd_coding(x0, y0, 1) 신택스 구조가 파싱되지 않고, MvdL1[x0][y0][compIdx]이 0으로 셋팅되는 것을 지시한다(compIdx = 0 또는 1).
반면, 'mvd_l1_zero_flag'가 0 값을 가지는 것은 mvd_coding(x0, y0, 1) 신택스 구조가 파싱되는 것을 지시한다.
- 만약, 'mvd_l1_zero_flag'가 1이 아니거나 또는 'inter_pred_idc[x0][y0]'가 PRED_BI가 아닌 경우, 디코더는 참조 픽쳐 리스트 1에 대한 움직임 벡터 차분값 신택스(syntax)(즉, mvd_coding(x0, y0, 1))를 호출할 수 있다.
여기서, 'mvd_coding'는 현재 L 형태 블록의 위치 (x0, y0) 및 참조 픽쳐 리스트 (0 또는 1)로 호출될 수 있다.
- 디코더는 'mvp_l0_flag[x0][y0]'를 확인할 수 있다.
여기서, 'mvp_l1_flag[x0][y0]'는 참조 픽쳐 리스트 1에서 움직임 벡터 예측자 인덱스를 나타낼 수 있다. 여기서, x0, y0는 현재 픽쳐의 좌상단(top-left) 샘플로부터 현재 L 형태 블록의 좌상단(top-left) 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수 있다.
인코더/디코더는 복호화된 움직임 파라미터(또는 정보)를 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 보상을 수행한다(S1205).
여기서, 현재 처리 블록은 기존의 분할 방식으로부터 생성된 블록, L 형태 분할로부터 생성된 L 형태 블록 및 사각형 블록을 모두 포함할 수 있다.
인코더/디코더에서는 S1203 단계 또는 S1204 단계에서 복호화된 움직임 정보를 이용하여, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 처리 블록의 영상을 예측(즉, 현재 처리 블록에 대한 예측 블록 생성)하는 움직임 보상(motion compensation)을 수행할 수 있다.
예를 들어, 디코더는 참조 픽쳐 인덱스를 이용하여 참조 픽쳐를 선택할 수 있다. 그리고, 디코더는 참조 픽쳐 내에서 움직임 벡터에 의해 지시되는 참조 영역의 샘플 값으로부터 현재 처리 블록의 예측 샘플 값을 도출할 수 있다.
여기서, 디코더는 분수 샘플 보간(fractional sample interpolation) 과정을 수행할 수도 있다.
또한, 만약 현재 처리 블록이 속한 슬라이스가 B 슬라이스인 경우, 디코더는 두 개의 참조 픽쳐 내에서 각각 움직임 벡터에 의해 지시되는 참조 영역의 샘플 값을 획득할 수 있다. 그리고, 디코더는 각각의 참조 영역의 샘플 값에 가중치를 적용함으로써(즉, 가중 샘플 예측 과정(weighted sample prediction process) 수행) 현재 처리 블록의 예측 샘플 값을 도출할 수도 있다.
이하, L 형태 블록에 대한 움직임 보상 과정에 대하여 보다 상세히 살펴본다.
L 형태 분할 블록에 대한 디코딩 프로세스의 입력은 다음과 같을 수 있다.
- (xCb, yCb)는 현재 코딩 블록의 좌상단 샘플 위치를 나타낸다. 예를 들어, 현재 픽쳐의 좌상단 샘플로부터 현재 코딩 블록의 좌상단 샘플의 상대적인 위치를 나타낼 수도 있다.
- (xBl, yBl)는 현재 예측 블록(즉, L 형태 블록)의 좌상단 샘플의 위치를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 8 내지 도 10의 경우 (xBl, yBl)는 (xCb, yCb)와 동일할 수 있으며, 도 11의 경우 (xBl, yBl)는 nPbW 및/또는 nPbH를 이용하여 결정될 수 있다.
- nCbS는 (루마) 코딩 블록의 크기를 나타낼 수 있다.
- nPbW는 L 형태 블록의 가로 형태 부분의 폭을 나타낼 수 있다.
- nPbH는 L 형태 블록의 세로 형태 부분의 높이를 나타낼 수 있다.
- 부분 인덱스(partIdx)는 코딩 유닛 내에서 현재 예측 유닛(즉, L 형태 블록)의 인덱스를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 8 내지 도 10의 경우 L 형태 블록의 부분 인덱스(partIdx)는 0일 수 있으며, 도 11의 경우 L 형태 블록의 부분 인덱스(partIdx)는 1일 수 있다.
분할된 두 영역 중 L-형태 블록은 앞서 표 2와 같은 신택스를 가질 수 있다. 이때, 주변의 움직임 정보만을 이용하여 잔차 신호(residual signal)의 복호화 없이 블록 전체를 복원(reconstruction)하는 스킵 모드(skip mode)는 적용되지 않을 수 있다. 이 경우, 스킵 모드에 대한 신택스를 존재하지 않을 수 있다.
주변의 움직임 정보를 이용하여 움직임 보상하는 머지 모드(merge mode)와 주변 움직임 정보를 기반으로 움직임 벡터의 차분값을 전송하는 AMVP 모드는 L-형태 블록에 적용 가능하며, 이 방법들을 이용한 움직임 보상이 이루어질 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 블록의 움직임 보상 방법을 예시하는 도면이다.
만약, L-형태 블록(1412)에 머지 모드가 적용된 경우, 디코더는 공간적 주변 움직임 정보와 시간적 주변 움직임 정보를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)를 생성할 수 있다. 그리고, 디코더는 복호화된 머지 인덱스(merge index)를 이용하여 머지 후보 리스트(merge candidate list)에서 선택된 움직임 정보를 얻을 수 있다. 그리고, 디코더는 움직임 정보를 이용하여 참조 픽쳐(reference picture)를 선택하고, 선택된 참조 픽쳐에서 움직임 벡터(1413)를 이용하여 현재 L 형태 블록(1412)과 유사한 L 형태 참조 블록(1411)을 도출할 수 있다. 그리고, 디코더는 참조 블록(1411)들의 샘플 값을 가져와서 현재 L 형태 블록(1412)에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다. 즉, L 형태 참조 블록(1411)의 샘플 값으로 L 형태 블록(1412)의 예측 값을 생성할 수 있다.
반면, L-형태 블록(1412)에 AMVP 모드가 적용되는 경우에는 참조 방향(즉, 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자)과 각 참조 리스트 인덱스, 움직임 벡터 차분 값, 움직임 참조 플래그 등을 복호화 한 뒤에 실제 움직임 보상에 사용되는 움직임 벡터(1413)로 변환할 수 있다. 그리고, 디코더는 머지 모드(merge mode)에 적용된 것과 같이 움직임 정보를 이용하여 참조 픽쳐(reference picture)를 선택하고, 해당 참조 픽쳐에서 움직임 벡터(1413)만큼 현재 L 형태 블록(1412)에서 이동한 L 형태 참조 블록(1411)을 도출할 수 있다. 그리고, 디코더는 L 형태 참조 블록(1411)들의 샘플 값을 가져와서 현재 L 형태 블록(1412)에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다. 즉, L 형태 참조 블록(1411)의 샘플 값으로 L 형태 블록(1412)의 예측 값을 생성할 수 있다.
이때, L-형태 분할에서 L 형태 블록 이외 사각형의 블록은 일반적인 블록의 움직임 보상과 동일하게 수행될 수 있다. 이에 대한 신택스 역시 앞서 표 2에서 확인할 수 있듯이 기존의 블록과 동일할 수 있다.
L 형태 분할 블록에 대한 디코딩 프로세스의 출력은 다음과 같을 수 있다.
- L 형태 블록에 대한 예측 샘플 배열(predSamplesL, preSamplesCb, predSamplesCr)
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 블록에 대한 예측 샘플 배열을 예시한다.
도 15와 같이 L 형태 블록에 대한 예측 샘플 배열은 L 형태 블록이 복수 개의 사각형 블록으로 분할된 형태로 도출될 수 있다.
도 15(a)와 같이, 픽쳐간 예측(즉, 인터 예측)을 통해 L 형태의 예측 샘플 배열은 '(nCbS × nPbH)(1511) + (nPbW × (nCbS-nPbH))(1512)'의 형태로 도출될 수 있다.
또한, 도 15(b)와 같이, 픽쳐간 예측(즉, 인터 예측)을 통해 L형태의 예측 샘플 배열은 '(nPbW × nCbS)(1521) + ((nCbS-nPbW) × nPbH)(1522)'의 형태로 도출될 수 있다.
또한, 도 15(c)와 같이, 픽쳐간 예측(즉, 인터 예측)을 통해 L형태의 예측 샘플 배열은 '(nPbW × nPbH)(1531) + ((nCbS-nPbW) × nPbH)(1532) + (nPbW × (nCbS-nPbH))(1533)'의 형태로 도출될 수 있다.
이때, 색차(chroma) 성분을 위한 블록의 크기는 4:2:0 포맷의 경우 각 크기 성분 (nPbW, nCbS, nPbH)를 1/2한 크기로 적용한다.
이와 같이, L 형태의 블록 분할을 이용하는 인터 예측이 수행될 경우, L 형태 블록에 대한 예측 샘플 배열을 직사각형 형태로 구성함으로써, 기존의 디코딩 프로세스를 유사하게 이용할 수 있다는 장점이 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, L 형태 블록에 대한 예측 샘플을 배열하는 방식은 이와 다른 방식도 가능하다.
한편, L-형태 블록 분할은 앞서 도 14에서 설명한 과정을 거쳐 움직임 보상을 수행하는데 잔차 신호를 적용하여 현재 블록을 복원(reconstruction)하기 전에 분할된 영역의 경계(즉, L 형태 블록과 사각형 블록의 경계)에서 필터링이 적용될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 L 형태 분할의 경계에 적용되는 필터링을 예시하는 도면이다.
도 16을 참조하면, L 형태 분할된 영역에 대한 분할 경계(boundary of partitions)(즉, L 형태 블록과 사각형 블록의 경계)(1610) 주변의 화소들이 필터링의 대상이 될 수 있다.
인코더/디코더는 각 분할된 영역(즉, L 형태 블록과 사각형 블록) 간의 불연속성을 제거하기 위해 필터링을 통해 경계 주변의 화소 값을 변화시킬 수 있다. 이때, 필터링 과정은 잔차 신호가 적용되기 전에 움직임 보상된 블록에 적용되어야 하므로 송신단(즉, 인코더)과 수신단(즉, 디코더)에서 동일하게 수행된다.
도 16(a)를 참조하면, 분할 경계(1610)에 인접한 화소(1612)는 L 형태 블록과 나머지 사각형 형태의 블록 내 분할 경계(1610)에 인접한 화소들을 블렌딩(blending)(또는 평균(averaging))하여 도출될 수 있다.
일례로, 일 영역 내 분할 경계(1610)에 인접한 화소(1612)는 해당 화소(1612)와 해당 화소(1612)와 인접한 다른 영역 내 화소(1613)(즉, 분할 경계(1610)를 기준으로 반대 영역 내 대칭되는 위치의 화소)를 블렌딩(blending)하여 도출될 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 아래 수학식 1과 같다.
Figure PCTKR2016002035-appb-M000001
수학식 1에서 predSample(i, j)는 분할 경계(1610)에 인접한 화소를 나타낸다.
또 다른 일례로, 일 영역 내 분할 경계(1610)에 인접한 화소(1612)는 해당 화소(1612)와 해당 화소와 인접한 동일 영역 내 화소(1611)과 해당 화소(1612)와 인접한 다른 영역 내 화소(1613)를 블렌딩(blending)하여 도출될 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 아래 수학식 2와 같다.
Figure PCTKR2016002035-appb-M000002
수학식 2에서 predSample(i, j)는 분할 경계(1610)에 인접한 화소를 나타낸다.
도 16에서는 설명의 편의 상 L 형태 블록 내 위치한 분할 경계에 인접한 화소를 예시하고 있으나, L 형태 이외 직사각형 블록 내 위치하는 분할 경계에 인접한 화소도 동일한 방식으로 필터링될 수 있다. 또한, 앞선 예시에서는 필터링 대상이 되는 화소를 포함하여 2개 또는 3개의 화소를 이용하여, 해당 화소에 대한 필터링 값을 도출하는 방법을 예시하고 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 필터링을 위해 이용되는 화소의 개수는 제한이 없음은 물론이다.
또한, 도 16(b)를 참조하면, 예측 과정에서 사용되지 않는 샘플 값을 이용하여 분할 경계에 인접한 화소 값이 필터링될 수 있다.
예를 들어, 현재 처리 블록(예를 들어, 코딩 유닛)이 L 형태로 분할된 경우, L 형태 블록에 대한 움직임 벡터에 의해 특정된 정방형 블록(즉, 현재 처리 블록과 동일한 크기/형태의 블록)을 'pred_Lshape'라고 하고, L 형태 블록 이외의 직사각형 블록의 움직임 벡터에 의해 특정된 정방형 블록(즉, 현재 처리 블록과 동일한 크기/형태의 블록)을 'pred_Rectagle'이라고 가정한다. 이 경우, 현재 필터링 대상이 되는 분할 경계(1610)에 인접한 화소는 'pred_Lshape' 블록 내 해당 화소와 동일한 위치의 화소(1621) 및 'pred_Rectagle' 블록 내 해당 화소와 동일한 위치의 화소(1622)를 블렌딩하여 도출될 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 아래 수학식 3과 같다.
Figure PCTKR2016002035-appb-M000003
수학식 3에서 predSample(i, j)는 분할 경계(1610)에 인접한 화소를 나타낸다.
도 17는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측부를 보다 구체적으로 예시하는 도면이다.
도 17을 참조하면, 인터 예측부(181; 도 1 참조, 261; 도 2 참조)는 앞서 도 3 내지 도 16에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 구체적으로, 인터 예측부(181, 261)는 L 형태 분할 판단부(1701), 움직임 정보 도출부(1702) 및 예측 샘플 생성부(1703)을 포함하여 구성될 수 있다. 또는, 분할 경계 필터링부(1704)를 더 포함하여 구성될 수도 있다.
L 형태 분할 판단부(1701)는 현재 블록(예를 들어, 코딩 유닛)이 L 형태로 분할되었는지 여부를 식별한다. 즉, 현재 블록이 앞서 도 4와 같이 기존의 방식으로 분할되는지, 앞서 도 8 내지 도 11에서 예시한 L 형태 블록으로 분할되는지 여부를 식별한다.
상술한 바와 같이, L 형태 분할 판단부(1701)는 플래그(flag)를 이용하거나 또는 L 형태 분할을 지시하는 분할 모드(PartMode)를 이용하여 L 형태의 분할이 적용되는지 여부를 판단할 수 있다. 앞서 도 9 내지 도 11과 같이 L 형태의 분할이 여러 가지 타입으로 정의된 경우, L 형태 분할 판단부(1701)는 여러 가지 타입 중 어떠한 타입의 L 형태 분할이 적용되는지 판단할 수 있다.
움직임 정보 도출부(1702)는 분할된 블록(예를 들어, 예측 유닛)(즉, 도 4와 같이 기존의 방식으로 분할된 블록 및/또는 앞서 도 9 내지 도 11과 같이 L 형태로 분할된 L 형태 블록 및 사각형 블록)에 대한 움직임 정보를 도출한다.
이때, 분할된 블록의 분할 모드에 따라 움직임 정보의 복호화 과정은 상이할 수 있다. 예를 들어, 분할된 블록이 머지 모드(merge mode) 인터 예측이 적용되는지 AMVP 모드 인터 예측이 적용되는지 여부에 따라 움직임 정보의 복호화 과정은 상이할 수 있다.
머지 모드(merge mode)가 적용되는 경우, 움직임 정보 복호화부(1702)는 머지 인덱스(merge index)를 복호화하고, 머지 후보 리스트에서 머지 인덱스(merge index)에 의해 지시된 후보 블록의 움직임 정보로부터 현재 블록의 움직임 정보를 도출할 수 있다.
반면, AMVP 모드가 적용되는 경우, 움직임 정보 복호화부(1702)는 참조 방향(즉, 각 참조 픽쳐 인덱스와 연관된 참조 픽쳐 리스트의 식별자)과 각 참조 리스트 인덱스, 움직임 벡터 차분값, 움직임 참조 플래그 등을 복호화한다. 그리고, 움직임 정보 복호화부(1702)는 움직임 벡터 예측값 후보 리스트에서 움직임 참조 플래그에 의해 지시된 후보 블록의 움직임 정보를 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측값을 도출할 수 있다. 그리고, 움직임 벡터 예측값과 움직임 벡터 차분값을 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
예측 샘플 생성부(1703)는 분할된 블록(예를 들어, 예측 유닛)(즉, 도 4와 같이 기존의 방식으로 분할된 블록 및/또는 앞서 도 9 내지 도 11과 같이 L 형태로 분할된 L 형태 블록 및 사각형 블록)에 대한 예측 샘플을 생성한다. 즉, 분할된 블록에 대한 움직임 보상을 수행함으로써 분할된 블록의 예측값을 생성한다.
예측 샘플 생성부(1703)는 참조 픽쳐 인덱스를 이용하여 참조 픽쳐를 선택하고, 참조 픽쳐 내에서 움직임 벡터에 의해 지시되는 참조 영역의 샘플 값으로부터 현재 분할된 블록의 예측 샘플값(또는 예측 블록)을 도출할 수 있다.
분할 경계 필터링부(1704)는 현재 블록이 L 형태로 분할된 경우, L 형태 분할된 영역의 경계(즉, L 형태 블록과 사각형 블록의 경계) 주변의 화소들을 필터링할 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 (8)

  1. 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 방법에 있어서,
    영상을 구성하는 블록이 L 형태 블록과 사각형 블록으로 분할되는지 여부를 판단하는 단계;
    상기 블록이 상기 L 형태 블록과 상기 사각형 블록으로 분할되는 경우, L 형태 블록에 대한 움직임 정보를 도출하는 단계; 및
    상기 L 형태 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 예측 샘플은 참조 픽쳐 내에서 상기 도출된 움직임 정보를 이용하여 식별된 L 형태 참조 블록의 샘플 값을 기반으로 생성되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 L 형태 블록의 가로 형태의 폭과 상기 세로 형태의 높이가 균등한 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 L 형태 블록의 가로 형태의 폭과 상기 세로 형태의 높이가 비균등한 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 블록 내 상기 사각형 블록은 좌상단, 우상단, 좌하단 또는 우하단에 위치하는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 L 형태 블록 및 상기 사각형 블록에 대한 공간적 후보는 동일하게 구성되거나 또는 서로 독립적으로 구성되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 L 형태 블록의 예측 샘플 배열은 상기 L 형태 블록이 복수 개의 사각형 블록으로 분할된 형태로 도출되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 L 형태 블록과 상기 사각형 블록 간의 경계에 인접한 샘플들에 필터링이 적용되는 인터 예측 모드 기반 영상 처리 방법.
  8. 인터 예측(inter prediction)을 기반으로 영상을 처리하는 장치에 있어서,
    영상을 구성하는 블록이 L 형태 블록과 사각형 블록으로 분할되는지 여부를 판단하는 L 형태 분할 판단부;
    상기 블록이 상기 L 형태 블록과 상기 사각형 블록으로 분할되는 경우, L 형태 블록에 대한 움직임 정보를 도출하는 움직임 정보 도출부; 및
    상기 L 형태 블록에 대한 예측 샘플을 생성하는 예측 샘플 생성부를 포함하고,
    상기 예측 샘플은 참조 픽쳐 내에서 상기 도출된 움직임 정보를 이용하여 식별된 L 형태 참조 블록의 샘플 값을 기반으로 생성되는 장치.
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