WO2017069588A1 - 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017069588A1
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서정동
임재현
박내리
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엘지전자(주)
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Definitions

  • the present invention relates to a still image or video processing method, and more particularly, to a method for encoding / decoding a video based on an asymmetric segmentation form and an apparatus for supporting the same.
  • Compression coding refers to a series of signal processing techniques for transmitting digitized information through a communication line or for storing in a form suitable for a storage medium.
  • Media such as an image, an image, an audio, and the like may be a target of compression encoding.
  • a technique of performing compression encoding on an image is called video image compression.
  • Next-generation video content will be characterized by high spatial resolution, high frame rate and high dimensionality of scene representation. Processing such content would result in a tremendous increase in terms of memory storage, memory access rate, and processing power.
  • An object of the present invention is to propose a method for dividing a block in an asymmetrical form in a block division process when encoding / decoding an image.
  • an object of the present invention is to propose a method for dividing a block into an asymmetric 4-block partitioning form in a block partitioning process for inter-picture prediction (inter prediction).
  • a method of decoding a video by a decoding apparatus includes: deriving a partition mode of a coding block within a predefined partitioning mode set; Decoding a motion parameter in units of a prediction block divided from a coding block, and generating a predicted block using the motion parameter decoded in the prediction block unit, wherein the partition mode
  • the set includes an asymmetric four block splitting mode, wherein the asymmetric four block splitting mode is that four prediction blocks are split from the coding block, and at least one of horizontal splitting and vertical splitting is asymmetric. It may be defined in a split form.
  • a decoding apparatus for decoding an image, comprising: a split mode derivation unit for deriving a split mode of a coding block within a predefined split mode set, the split mode Accordingly, a motion parameter decoder for decoding a motion parameter in units of a prediction block divided from the coding block, and a motion compensation unit for generating a predicted block using the motion parameters decoded in the prediction block unit.
  • the splitting mode set comprises an asymmetric four-block splitting mode, wherein the asymmetric four-block splitting mode is divided into four prediction blocks from the coding block, and includes at least one of horizontal splitting and vertical splitting.
  • One partition may be defined as an asymmetric partition.
  • the motion parameter of the prediction block generated based on the asymmetric four block partitioning mode may be derived from the motion parameter of another adjacent prediction block in the coding block.
  • the asymmetric four block division mode may include N ⁇ nU, N ⁇ nD, nL ⁇ N, and nR ⁇ N.
  • the asymmetric four block division mode may include nL ⁇ nU, nL ⁇ nD, nR ⁇ nU, and nR ⁇ nD.
  • a flag indicating whether the split mode set includes the asymmetric four block split mode may be decoded.
  • the split mode set is 2N ⁇ 2N, N ⁇ N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, nL ⁇ 2N, nR ⁇ 2N, 2N ⁇ nU, and 2N ⁇ nD.
  • the flag may be transmitted in any one unit of the coding block, slice, and picture.
  • the efficiency of inter-picture prediction can be improved by dividing an image into asymmetric blocks, the amount of residual signals can be reduced, and the overall encoding efficiency can be expected.
  • 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. 8 illustrates a block division form including an asymmetric four block division according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a case in which a skip mode is applied in an asymmetric 4-block split form according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a block division form including an asymmetric four block division according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a case in which a skip mode is applied in an asymmetric 4-block split form according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an inter prediction unit according to an embodiment of the present invention.
  • the term 'block' or 'unit' refers to a unit in which a process of encoding / decoding such as prediction, transformation, and / or quantization is performed, and may be configured as a multidimensional array of samples (or pixels, pixels).
  • 'Block' or 'unit' may mean a multi-dimensional array of samples for luma components, or may mean a multi-dimensional array of samples for chroma components.
  • the multi-dimensional arrangement of the sample for the luma component and the multi-dimensional arrangement of the sample for the chroma component may also be included.
  • 'block' or 'unit' refers to a coding block (CB) that represents an array of samples to be encoded / decoded, and a coding tree block composed of a plurality of coding blocks (CTB).
  • CB coding block
  • CB coding block
  • CB coding tree block composed of a plurality of coding blocks
  • PB Prediction Block
  • PU Prediction Unit
  • TB Transform Block
  • a 'block' or 'unit' is a syntax structure used in encoding / decoding an array of samples for a luma component and / or a chroma component. can be interpreted to include a sturcture.
  • the syntax structure refers to zero or more syntax elements existing in the bitstream in a specific order, and the syntax element refers to an element of data represented in the bitstream.
  • a 'block' or 'unit' includes a coding unit (CU) including a coding block (CB) and a syntax structure used for encoding the coding block (CB), and a plurality of coding units.
  • TUs transform units
  • the 'block' or 'unit' is not necessarily limited to an array of square or rectangular samples (or pixels or pixels), and polygonal samples having three or more vertices (or pixels or pixels). It can also mean an array of. In this case, it may also be referred to as a polygon block or a polygon unit.
  • 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 blocks.
  • the subtractor 115 outputs a predicted signal (or a predicted block) output from the predictor 180 (that is, the inter predictor 181 or the intra predictor 182) in the input image signal. ) To generate a residual signal (or differential 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 (or a reconstruction block) 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 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 may generate an interpolation pixel by applying an interpolation filter to an integer pixel and perform prediction using an interpolated block composed of interpolated pixels.
  • 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 predicted signal (predicted block) 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 predicted signal (or predicted block) generated by the inter predictor 181 or the intra predictor 182 is used to generate a reconstruction signal (or reconstruction block) or a differential signal (or differential). Block).
  • 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 predictor 260 (that is, the predicted signal (or prediction) output from the predictor 260 (that is, the inter predictor 261 or the intra predictor 262). By adding to the generated block), a reconstructed signal (or a restored block) is generated.
  • 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.
  • 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. In other words, a predicted sample of the current unit is derived from a previously decoded picture.
  • the present invention proposes methods for performing inter-picture prediction by dividing a block to be encoded into an asymmetric form in a video encoding / decoding process.
  • a method of performing 4 block partitioning in an asymmetrical form when a current block is partitioned in order to improve performance of motion compensation in inter picture prediction of video encoding / decoding is proposed.
  • the asymmetric four-block partitioning mode is divided into four subblocks through one horizontal division and one vertical division, and at least one of the horizontal division and the vertical division.
  • a partitioning form in which the partitioning is an asymmetric partitioning and may be referred to as a different term (eg, an asymmetric 4 motion partitioning).
  • the prediction block is divided into an asymmetric 4-block division form from a coding block like HEVC
  • the present invention is not limited thereto. That is, any block (eg, coding tree block, coding block, prediction block, transform block, etc.) that can be defined in the block-based coding / decoding method is divided into the asymmetric 4-block splitting forms proposed by the present invention below. Can be.
  • FIG. 8 illustrates a block division form including an asymmetric four block division according to an embodiment of the present invention.
  • a coding block may be divided into six types of split blocks (split type) prediction blocks.
  • 2N ⁇ 2N in which a coding block is not divided, and N ⁇ N, in a quad-tree form, may be defined in the same manner as in FIG. 4.
  • an asymmetric four block division type proposed in the present invention may be defined.
  • the asymmetric four block division may be divided into N ⁇ nU, N ⁇ nD, nL ⁇ N, and nR ⁇ N types.
  • 'n' may be defined as a value different from N, and for example, may mean a 1/4 value of 2N.
  • the asymmetric four-block division type of N ⁇ nU, N ⁇ nD, nL ⁇ N, and nR ⁇ N may have both the characteristics of the symmetric two-block division type and the asymmetric two-block division type illustrated in FIG. have.
  • an asymmetric four block division of N ⁇ nU may have both a symmetric two block division of N ⁇ 2N and an asymmetric two block division of 2N ⁇ nU, and an asymmetric four block of N ⁇ nD.
  • Partitioning can have both the features of symmetric two-block partitioning of N ⁇ 2N and the asymmetric two-block partitioning of 2N ⁇ nD, while the asymmetric four-block partitioning of nL ⁇ N is a symmetric two-block partitioning of 2N ⁇ N.
  • asymmetric two-block partitioning of nL ⁇ 2N, and asymmetric four-block partitioning of nR ⁇ N is characterized by symmetric two-block partitioning of 2N ⁇ N and asymmetric two-block partitioning of nR ⁇ 2N. It can have all the characteristics of the division. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 9 illustrates a case in which a skip mode is applied in an asymmetric 4-block split form according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 illustrates a case in which a skip mode is applied to the N ⁇ nU and nL ⁇ N division types illustrated in FIG. 8.
  • each prediction block can be encoded, so each prediction block is predicted.
  • a skip mode may be applied for each block.
  • the skip mode means a prediction mode that spatially uses motion information of neighboring blocks as motion information of the current block. That is, the skip mode in the present invention may be understood as a concept including both a skip mode and a merge mode defined in HEVC.
  • the asymmetric four-block division can obtain the effects of the symmetric two-block division and the asymmetric two-block division.
  • FIGS. 9 (a) and 9 (b) illustrate a case in which a coding block is divided into asymmetric four block divisions of N ⁇ nU.
  • a coding block is nL ⁇ N.
  • An example of partitioning into an asymmetric four block division of is illustrated.
  • a skip mode is applied to the 903a prediction block and the 904a prediction block.
  • the motion information of the 903a prediction block is the same as the motion information of the block of 901a
  • the motion information of the 904a prediction block is the same as the motion information of the block of 902a.
  • a skip mode is applied to the 902b prediction block and the 904b prediction block.
  • the motion information of the 902b prediction block is the same as the motion information of the block of 901b
  • the motion information of the 904b prediction block is the same as the motion information of the block of 903b.
  • the skip mode is applied to the 902c prediction block and the 904c prediction block.
  • the motion information of the 902c prediction block is the same as the motion information of the block of 901c
  • the motion information of the 904c prediction block is the same as the motion information of the block of 903c.
  • the motion information of the 903d prediction block is the same as the motion information of the block of 901d
  • the motion information of the 904d prediction block is the same as the motion information of the block of 902d.
  • Table 2 illustrates the coding unit syntax when the division mode as shown in FIG. 8 is used.
  • 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 decoding process 'prediction_unit (x0, y0, nPbW, nPbH)' for the prediction block is invoked with the position (x0 ', y0') of the prediction unit and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit as input.
  • 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 position of the first prediction unit (x0 ', y0 ') is (x0, y0)
  • the magnitudes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS / 2, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 2), y0), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS / 2). , nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the third prediction unit (lower left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS / 4)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS / 2, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 2), y0 + (nCbS / 4)), and the size of the prediction unit (nPbW, nPbH). ) Is (nCbS / 2, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ',) of the first prediction unit (top left prediction unit in the coding unit) y0 ') is (x0, y0)
  • the magnitudes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS / 2, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 2), y0), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS / 2). , nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the third prediction unit (lower left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS * 3/4)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is ( nCbS / 2, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 2), y0 + (nCbS * 3/4)), and the size of the prediction unit (nPbW).
  • nPbH) is (nCbS / 2, nCbS / 4).
  • the position of the first prediction unit (the upper left prediction unit in the coding unit) (x0 ', y0 ') is (x0, y0) and the magnitudes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS / 4, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper 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 / 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 / 4, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 4), y0 + (nCbS / 2)), and the size of the prediction unit (nPbW, nPbH). ) Is (nCbS * 3/4, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', of the first prediction unit (top left prediction unit in the coding unit), y0 ') is (x0, y0)
  • the magnitudes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS * 3/4, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS * 3/4), y0)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS).
  • 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 * 3/4, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS * 3/4), y0 + (nCbS / 2)), and the size of the prediction unit (nPbW).
  • nPbH) is (nCbS / 4, nCbS / 2).
  • the position (x0 ', y0') of the first prediction unit (the upper left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0)
  • the size of the prediction unit (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).
  • FIG. 10 illustrates a block division form including an asymmetric four block division according to an embodiment of the present invention.
  • a coding block may be divided into eight types of prediction blocks of a divided form (divided type).
  • 2N ⁇ 2N in which a coding block is not divided
  • 2N ⁇ N in a symmetrically divided form in the horizontal direction
  • N ⁇ 2N in a symmetrically divided form in the horizontal direction
  • quad- N ⁇ N which is divided into a tree shape
  • an asymmetric four block division type proposed in the present invention may be defined.
  • partitions of nL ⁇ nU, nL ⁇ nD, nR ⁇ nU, and nR ⁇ nD types may be defined.
  • 'n' may be defined as a value different from N, and for example, may mean a 1/4 value of 2N.
  • FIG. 11 illustrates a case in which a skip mode is applied in an asymmetric 4-block split form according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a case in which a skip mode is applied to the nL ⁇ nU and nR ⁇ nD division types illustrated in FIG. 10.
  • FIGS. 11 (a) and 11 (b) illustrate a case where a coding block is divided into asymmetric four block divisions of nL ⁇ nU.
  • a coding block is nR ⁇ nD.
  • An example of partitioning into an asymmetric four block division of is illustrated.
  • a skip mode is applied to the 1103a prediction block and the 1104a prediction block.
  • the motion information of the 1103a prediction block is the same as the motion information of the block of 1101a
  • the motion information of the 1104a prediction block is the same as the motion information of the block of 1102a.
  • a skip mode is applied to the 1102b prediction block and the 1104b prediction block.
  • the motion information of the 1102b prediction block is the same as the motion information of the block of 1101b
  • the motion information of the 1104b prediction block is the same as the motion information of the block of 1103b.
  • FIG. 11C a case in which a skip mode is applied to a 1102c prediction block and a 1104c prediction block is illustrated.
  • the motion information of the 1102c prediction block is the same as the motion information of the block of 1101c
  • the motion information of the 1104c prediction block is the same as the motion information of the block of 1103c.
  • the motion information of the 1103d prediction block is the same as the motion information of the block of 1101d
  • the motion information of the 1104d prediction block is the same as the motion information of the block of 1102d.
  • nL ⁇ nU, nL ⁇ nD, nR ⁇ nU, and nR ⁇ nD may have similar results to the asymmetric two-block division type illustrated in FIG. 4.
  • the division form in the quad-tree form, even when the division can be expressed in multiple stages, the division form can be expressed at one time, thereby reducing the number / bits of the division form of the block.
  • the adjacent prediction blocks in the same coding block are not referred to in order to obtain the same effect as the eight division forms illustrated in FIG. 4 (b). That is, another prediction block of the coding block to which the current prediction block belongs may be included in the merge candidate list of the current prediction block (ie, other prediction blocks within the same coding block may be referred to in skip mode).
  • Table 3 illustrates coding unit syntax when a split mode such as FIG. 10 is used.
  • 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 decoding process 'prediction_unit (x0, y0, nPbW, nPbH)' for the prediction block is invoked with the position (x0 ', y0') of the prediction unit and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit as input.
  • 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.
  • position (x0 ',) of the first prediction unit (top left prediction unit in the coding unit) y0 ') is (x0, y0)
  • magnitudes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS / 4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper 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 / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the third prediction unit (lower left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS / 4)), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS / 4, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 4), y0 + (nCbS / 4)), and the size of the prediction unit (nPbW, nPbH). ) Is (nCbS * 3/4, nCbS * 3/4).
  • position (x0 ',) of the first prediction unit (top left prediction unit in the coding unit) y0 ') is (x0, y0)
  • magnitudes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS / 4, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper 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 * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the third prediction unit (lower left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS * 3/4)), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is ( nCbS / 4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS / 4), y0 + (nCbS / 4)), and the size of the prediction unit (nPbW, nPbH). ) Is (nCbS * 3/4, nCbS / 4).
  • position (x0 ',) of the first prediction unit (top left prediction unit in the coding unit) y0 ') is (x0, y0)
  • magnitudes (nPbW, nPbH) of the prediction unit are (nCbS * 3/4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS * 3/4), y0), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS). / 4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the third prediction unit (lower left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS / 4)), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS * 3/4, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS * 3/4), y0 + (nCbS / 4)), and the size of the prediction unit (nPbW).
  • nPbH) is (nCbS / 4, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ',) of the first prediction unit (top left prediction unit in the coding unit) y0 ') is (x0, y0)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS * 3/4, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the second prediction unit (right upper prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS * 3/4), y0), and the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is (nCbS). / 4, nCbS * 3/4).
  • the position (x0 ', y0') of the third prediction unit (lower left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0 + (nCbS * 3/4)
  • the size (nPbW, nPbH) of the prediction unit is ( nCbS * 3/4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the fourth prediction unit (the lower right prediction unit in the coding unit) is (x0 + (nCbS * 3/4), y0 + (nCbS * 3/4)), and the size of the prediction unit (nPbW, nPbH) is (nCbS / 4, nCbS / 4).
  • the position (x0 ', y0') of the first prediction unit (the upper left prediction unit in the coding unit) is (x0, y0)
  • the size of the prediction unit (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).
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder derives a partition mode of a coding block within a predefined partition mode set (S1201).
  • the predefined splitting mode set may include an asymmetric four block splitting mode.
  • four prediction blocks may be divided from a coding block, and at least one of the horizontal division and the vertical division may be defined as an asymmetric division.
  • the asymmetric four block division mode may be defined as 2N ⁇ 2N, N ⁇ N, N ⁇ nU, N ⁇ nD, nL ⁇ N, and nR ⁇ N as shown in FIG. 8.
  • the asymmetric four block division mode may be defined as 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, N ⁇ N, nL ⁇ nU, nL ⁇ nD, nR ⁇ nU, nR ⁇ nD, as shown in FIG. 10. have.
  • the partition mode may indicate a partition type in which a prediction block is divided from a coding block as described above, but is not limited thereto and may indicate a partition type in which a prediction block is divided into subblocks from an arbitrary block. .
  • the decoder decodes a motion parameter (or motion information) in units of a prediction block partitioned from the coding block according to the partitioning mode (S1202).
  • the decoder derives a prediction mode (eg, merge mode or AMVP mode) for each prediction block, and decodes a motion parameter according to the prediction mode applied to each prediction block.
  • a prediction mode eg, merge mode or AMVP mode
  • the decoder constructs a merge candidate list similarly to the encoder, and from the motion information of the candidate block corresponding to the merge index received from the encoder in the merge candidate list, The motion information for the current prediction block can be derived.
  • the decoder when the AMVP mode is applied to the prediction block, the decoder constructs a motion vector predictor candidate list similarly to the encoder, and the motion of the candidate block indicated by the motion reference flag received from the encoder in the motion vector predictor candidate list.
  • the information may be used to derive a motion vector prediction value of the current processing block.
  • the decoder may obtain 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 motion parameter of the prediction block generated based on the asymmetric four block partitioning mode may be derived from the motion parameter of another adjacent prediction block in the same coding block. That is, the skip mode may be applied to the prediction block generated based on the asymmetric four block partition mode.
  • the decoder generates a predicted block using the motion parameter decoded in the prediction block unit (S1203).
  • the decoder predicts an image of the current prediction block from the previously decoded picture based on the motion parameter of the prediction block decoded in operation S1202 (that is, generates a predicted block (array of predicted samples) for the current prediction block). ) Can perform motion compensation.
  • splitting modes including an asymmetric four-block splitting mode (hereinafter, referred to as a 'first splitting mode set') (for example, see FIG. 8 or FIG. 10) and an asymmetric four-block splitting mode are described.
  • a splitting mode hereinafter referred to as a 'second splitting mode set'
  • a 'second splitting mode set' that does not include (see FIG. 4) may optionally be used.
  • high level syntax for example, a slice header, a picture parameter set (PPS), a sequence parameter set (SPS), a video parameter set ( In a VPS: video parameter set), a flag for indicating whether the first split mode set is used or the second split mode set is used may be signaled.
  • PPS picture parameter set
  • SPS sequence parameter set
  • VPS video parameter set
  • the slice header refers to the slice segment header of an independent slice segment, where the independent slice segment is the current slice segment or the most recent slice segment preceding the current dependent slice segment in decoding order. Independent slice segment.
  • a picture parameter set refers to a syntax structure including syntax elements applied to zero or more entire coded pictures determined by a syntax element obtained in each slice segment header.
  • the Sequence Parameter Set is a zero or more coded video sequence (CVS) determined by the content of the syntax element obtained in the PPS referenced by the syntax element obtained in each slice segment header. Means a syntax structure including a syntax element applied to.
  • the video parameter set is zero or more determined by the content of the syntax element obtained in the SPS referenced by the syntax element obtained in the PPS referenced by the syntax element obtained in each slice segment header.
  • FIG. 12 illustrates a case where the first split mode set is indicated in higher layer syntax.
  • a flag for indicating whether the first split mode set is used or the second split mode set is used may be signaled in units of coding blocks. This will be described with reference to the drawings below.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an image decoding method according to an embodiment of the present invention.
  • the decoder decodes a coding unit syntax (S1301).
  • the decoder is used by the first set of split modes (i.e., split mode set including asymmetric four block split modes) to derive the split mode of the coding block within the coding unit syntax.
  • a flag indicating whether a split mode set used for splitting a current coding block includes an asymmetric 4 block split mode.
  • one division mode set may be defined as 2N ⁇ 2N, N ⁇ N, N ⁇ nU, N ⁇ nD, nL ⁇ N, and nR ⁇ N as shown in FIG. 8.
  • 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, N ⁇ N, nL ⁇ nU, nL ⁇ nD, nR ⁇ nU, and nR ⁇ nD may be defined.
  • the second split mode set may be defined as 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, N ⁇ N, 2N ⁇ nU, 2N ⁇ nD, nL ⁇ 2N, or nR ⁇ 2N. .
  • the decoder decodes the flag so that a first set of split modes (ie, a set comprising asymmetric four block splitting modes) or a second set of split modes (ie, a set that does not include asymmetric four block splitting modes) is used. It can be determined whether it is used.
  • the decoder may derive the partition mode of the corresponding coding block within a predetermined partition mode set and generate a prediction block partitioned from the coding block.
  • the decoder predicts according to the split mode determined in the second split mode set.
  • the unit syntax is decoded (S1303).
  • the decoder decodes a motion parameter (or motion information) in units of a prediction block partitioned from a coding block according to a partition mode determined in the second partition mode set.
  • the decoder may predict the syntax of the prediction unit according to the split mode determined in the first split mode set. (Prediction Unit syntax) is decoded (S1304).
  • the decoder decodes a motion parameter (or motion information) in units of a prediction block divided from a coding block according to a partition mode determined in the first partition mode set.
  • the decoder performs motion compensation using the decoded motion parameter (S1203).
  • the decoder generates a predicted block by using a motion parameter decoded in units of a partitioned prediction block.
  • the decoder predicts an image of the current prediction block from the previously decoded picture based on the motion parameter of the prediction block decoded in step S1303 or S1304 (that is, the predicted block for the current prediction block (predicted sample). Motion compensation)).
  • a case where a split mode set including asymmetric four block division is applied and a case where the split mode set is not applied may be determined in units of coding blocks. Expressing such a method in syntax is shown in Table 4 below.
  • the decoder parses the prediction mode flag Pre_mode_flag. For example, if the current slice type is not an I slice, the prediction mode flag Pre_mode_flag may be parsed.
  • the prediction mode flag Pre_mode_flag is 0, this indicates that the current coding unit is coded in the inter prediction mode.
  • the prediction mode flag Pre_mode_flag 2
  • the decoder determines whether the first partition mode set (ie, the split mode set including the asymmetric four block partition mode) is used to derive the partition mode of the coding block (ie, the asymmetric four). Parse a flag (asymmetric_partioning_flag) for indicating whether a partitioning mode set including no block partitioning mode) is used. If asymmetric_partioning_flag is 1, it may indicate that the first partitioning mode set is used, and if 0, it may indicate that the second partitioning mode set is used. Or vice versa.
  • the decoder parses the partition mode (part_mode).
  • the division mode specifies the division type of the prediction block from the coding block. Previously, if asymmetric_partioning_flag is 1, since the first partitioning mode set is used, one partitioning mode may be determined within the first partitioning mode set. On the other hand, if asymmetric_partioning_flag is 0, since the second partitioning mode set is used, one partitioning mode may be determined within the second partitioning mode set.
  • the subsequent syntax may be defined as Table 2 or Table 3 when asymmetric_partioning_flag is 1, whereas when asymmetric_partioning_flag is 0, it may be defined as Table 1 above.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an inter prediction unit according to an embodiment of the present invention.
  • the inter prediction unit implements the functions, processes, and / or methods proposed in FIGS. 4 to 13.
  • the inter prediction unit may be implemented as an encoding apparatus in combination with all or some of the components of the encoder illustrated in FIG. 1, or may be combined with all or some of the components of the decoder illustrated in FIG. 2. It may be implemented as a decoding device.
  • the inter prediction unit may include a split mode derivation unit 1401, a motion parameter decoder 1402, and a motion compensator 1403.
  • the partition mode deriving unit 1401 derives a partition mode of a coding block within a predefined partition mode set.
  • the predefined splitting mode set may include an asymmetric four block splitting mode.
  • four prediction blocks may be divided from a coding block, and at least one of the horizontal division and the vertical division may be defined as an asymmetric division.
  • the asymmetric four block division mode may be defined as 2N ⁇ 2N, N ⁇ N, N ⁇ nU, N ⁇ nD, nL ⁇ N, and nR ⁇ N as shown in FIG. 8.
  • the asymmetric four block division mode may be defined as 2N ⁇ 2N, 2N ⁇ N, N ⁇ 2N, N ⁇ N, nL ⁇ nU, nL ⁇ nD, nR ⁇ nU, nR ⁇ nD, as shown in FIG. 10. have.
  • the splitting mode derivation unit 1401 may determine whether a first splitting mode set (that is, a splitting mode set including an asymmetric four-block splitting mode) is used to derive the splitting mode of the coding block.
  • a flag may be decoded (or parsed) to indicate whether a mode set (ie, a split mode set that does not include an asymmetric four block split mode) is used. In other words, it is possible to decode a flag indicating whether a split mode set used for splitting a current coding block includes an asymmetric 4 block split mode.
  • the motion parameter decoder 1402 decodes a motion parameter (or motion information) in units of prediction blocks divided from coding blocks according to a split mode.
  • the motion parameter decoder 1402 derives a prediction mode (eg, merge mode or AMVP mode) for each prediction block, and decodes the motion parameter according to the prediction mode applied to each prediction block.
  • a prediction mode eg, merge mode or AMVP mode
  • the motion parameter decoder 1402 constructs a merge candidate list in the same manner as the encoder, and corresponds to a merge index received from the encoder in the merge candidate list.
  • the motion information of the current prediction block may be derived from the motion information of the candidate block.
  • the motion parameter decoder 1402 constructs a motion vector predictor candidate list in the same manner as the encoder, and in the motion reference flag received from the encoder in the motion vector predictor candidate list.
  • the motion vector prediction value of the current processing block may be derived using the motion information of the indicated candidate block.
  • the motion parameter decoder 1402 may obtain 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 motion parameter of the prediction block generated based on the asymmetric four block partitioning mode may be derived from the motion parameter of another adjacent prediction block in the same coding block. That is, the skip mode may be applied to the prediction block generated based on the asymmetric four block partition mode.
  • the motion compensator 1403 generates a predicted block by using the motion parameter decoded in the prediction block unit.
  • the motion compensator 1403 predicts an image of the current prediction block from the previously decoded picture based on the motion parameter of the prediction block decoded by the motion parameter decoder 1402 (ie, predicting the current prediction block). Motion compensation to generate a predetermined block (array of predicted samples).
  • each component or feature is to be considered optional unless stated otherwise.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features. It is also possible to combine some of the components and / or features to form an embodiment of the invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment. It is obvious that the claims may be combined to form an embodiment by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims or as new claims by post-application correction.
  • Embodiments according to the present invention may be implemented by various means, for example, hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • an embodiment of the present invention may include one or more application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), FPGAs ( field programmable gate arrays), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • an embodiment of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, function, etc. that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 발명에서는 영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 복호화 장치가 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 미리 정의된 분할 모드 세트 내에서 코딩 블록(coding block)의 분할 모드(part mode)를 도출하는 단계, 상기 분할 모드에 따라 상기 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터를 복호화하는 단계 및 상기 예측 블록 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 분할 모드 세트는 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하고, 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 상기 코딩 블록으로부터 4개의 예측 블록이 분할되고, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적인 분할 형태로 정의될 수 있다.

Description

영상의 부호화/복호화 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 정지 영상 또는 동영상 처리 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게 비대칭적인 분할 형태를 기반으로 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 영상을 부호화/복호화 시 블록 분할 과정에서 비대칭적인 형태로 블록을 분할하는 방법을 제안한다.
특히, 본 발명의 목적은 픽쳐간 예측(인터 예측)을 위한 블록 분할 과정에서 비대칭적인 4 블록 분할 형태로 블록을 분할하는 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, 복호화 장치가 영상을 복호화하는 방법에 있어서, 미리 정의된 분할 모드 세트 내에서 코딩 블록(coding block)의 분할 모드(part mode)를 도출하는 단계, 상기 분할 모드에 따라 상기 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터를 복호화하는 단계 및 상기 예측 블록 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 단계를 포함하고, 상기 분할 모드 세트는 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하고, 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 상기 코딩 블록으로부터 4개의 예측 블록이 분할되고, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적인 분할 형태로 정의될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 영상을 복호화하는 복호화 장치에 있어서, 미리 정의된 분할 모드 세트 내에서 코딩 블록(coding block)의 분할 모드(part mode)를 도출하는 분할 모드 도출부, 상기 분할 모드에 따라 상기 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터를 복호화하는 움직임 파라미터 복호화부 및 상기 예측 블록 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 움직임 보상부를 포함하고, 상기 분할 모드 세트는 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하고, 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 상기 코딩 블록으로부터 4개의 예측 블록이 분할되고, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적인 분할 형태로 정의될 수 있다.
바람직하게, 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드를 기반으로 생성된 예측 블록의 움직임 파라미터는 상기 코딩 블록 내 다른 인접한 예측 블록의 움직임 파라미터로부터 도출될 수 있다.
바람직하게, 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 N×nU, N×nD, nL×N, nR×N를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 nL×nU, nL×nD, nR×nU, nR×nD를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 분할 모드 세트가 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는지 여부를 지시하는 플래그가 복호화될 수 있다.
바람직하게, 상기 플래그가 상기 분할 모드 세트가 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않음을 지시하는 경우, 상기 분할 모드 세트는 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD로 구성될 수 있다.
바람직하게, 상기 플래그는 상기 코딩 블록, 슬라이스, 픽쳐 중 어느 하나의 단위로 전송될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 영상을 비대칭적인 블록으로 분할함으로써, 작은 단위로 분할되는 경우를 방지하여 비트율의 증가를 억제시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 영상을 비대칭적인 블록으로 분할함으로써, 픽처간 예측의 효율을 높일 수 있기 때문에 잔차 신호 (residual signal)의 양이 줄게 되며 전체적으로 부호화 효율 향상을 기대할 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 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할을 포함하는 블록 분할 형태를 예시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할 형태에서 스킵 모드가 적용되는 경우를 예시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할을 포함하는 블록 분할 형태를 예시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할 형태에서 스킵 모드가 적용되는 경우를 예시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측부를 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 '블록' 또는 '유닛'은 예측, 변환 및/또는 양자화 등과 같은 인코딩/디코딩의 과정이 수행되는 단위를 의미하며, 샘플(또는 화소, 픽셀)의 다차원 배열로 구성될 수 있다.
'블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있으며, 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 의미할 수도 있다. 또한, 휘도(luma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열과 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 다차원 배열을 모두 포함하여 통칭할 수도 있다.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 인코딩/디코딩의 수행 대상이 되는 샘플의 배열을 의미하는 코딩 블록(CB: Conding Block), 복수의 코딩 블록으로 구성되는 코딩 트리 블록(CTB: Coding Tree Block), 동일한 예측이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 예측 블록(PB: Prediction Block)(또는 예측 유닛(PU: Prediction Unit)), 동일한 변환이 적용되는 샘플의 배열을 의미하는 변환 블록(TB: Transform Block)(또는 변환 유닛(TU: Transform Unit))을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서 별도의 언급이 없는 한, '블록' 또는 '유닛'은 휘도(luma) 성분 및/또는 색차(chroma) 성분에 대한 샘플의 배열을 인코딩/디코딩하는 과정에서 이용되는 신택스 구조(syntax sturcture)를 포함하는 의미로 해석될 수 있다. 여기서, 신택스 구조는 특정한 순서로 비트스트림 내 존재하는 0 또는 그 이상의 신택스 요소(syntax element)를 의미하며, 신택스 요소는 비트스트림 내에서 표현되는 데이터의 요소를 의미한다.
예를 들어, '블록' 또는 '유닛'은 코딩 블록(CB)과 해당 코딩 블록(CB)의 인코딩을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 코딩 유닛(CU: Coding Unit), 복수의 코딩 유닛으로 구성되는 코딩 트리 유닛(CU: Coding Tree Unit), 예측 블록(PB)과 해당 예측 블록(PB)의 예측을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 예측 유닛(PU: Prediction Unit), 변환 블록(TB)와 해당 변환 블록(TB)의 변환을 위해 이용되는 신택스 구조를 포함하는 변환 유닛(TU: Transform Unit)을 모두 포함하는 의미로 해석될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 '블록' 또는 '유닛'은 반드시 정사각형 또는 직사각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상의 꼭지점을 가지는 다각형 형태의 샘플(또는 화소, 픽셀)의 배열을 의미할 수도 있다. 이 경우, 폴리곤(Polygon) 블록 또는 폴리곤 유닛으로 지칭될 수도 있다.
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 블록으로 분할한다.
감산기(115)는 입력 영상 신호에서 예측부(180)로부터(즉, 인터 예측부(181) 또는 인트라 예측부(182))로부터 출력된 예측된 신호(predicted signal)(또는 예측된 블록(predicted block))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)(또는 복원 블록)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.
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 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 예측된 신호(예측된 블록)을 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 신호된(predicted signal)(또는 예측된 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 예측된 신호(predicted signal)(또는 예측된 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.
블록 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 PCTKR2016011943-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. 다시 말해, 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 유닛의 예측된 샘플(predicted sample)을 도출한다.
이하, 본 발명에서는 동영상 인코딩/디코딩 과정에서 부호화 하고자 하는 블록을 비대칭적인 형태로 분할하여 픽쳐간 예측을 수행하는 방법들을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 동영상 부호화/복호화의 픽쳐간 예측에서 움직임 보상의 성능 향상을 위해 현재 블록이 분할되는 경우에 비대칭적인 형태로 4 블록 분할을 수행하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 비대칭적 4 블록 분할 모드는 하나의 블록이 1회의 수평 방향의 분할 및 1회의 수직 방향의 분할을 통해 4개의 서브블록으로 분할되며, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적 분할인 분할 형태를 의미하며, 이와 상이한 용어(예를 들어, 비대칭 4 움직임 분할(Asymmetric 4 Motion Partition)로 지칭될 수도 있다.
이하, 본 발명의 설명에 있어서, HEVC와 같이 코딩 블록으로부터 예측 블록이 비대칭적 4 블록 분할 형태로 분할되는 경우를 위주로 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 블록 기반의 코딩/디코딩 방법에서 정의될 수 있는 어떠한 블록(예를 들어, 코딩 트리 블록, 코딩 블록, 예측 블록, 변환 블록 등)이라도 이하 본 발명에서 제안하는 비대칭적 4 블록 분할 형태로 분할될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할을 포함하는 블록 분할 형태를 예시한다.
도 8을 참조하면, 코딩 블록은 전체 6가지의 분할 형태(분할 타입)의 예측 블록으로 분할될 수 있다.
도 8(a)와 같이, 코딩 블록이 분할되지 않는 형태인 2N×2N, 쿼드-트리 형태로 분할된 형태인 N×N은 도 4와 동일하게 정의될 수 있다.
이와 함께, 도 8(b)와 같이, 본 발명에서 제안하는 비대칭적 4 블록 분할 형태가 정의될 수 있다.
도 8(b)를 참조하면, 비대칭적 4 블록 분할은 N×nU, N×nD, nL×N, nR×N 형태의 분할이 정의될 수 있다. 여기서, 'n'은 N과 상이한 값으로 정의될 수 있으며, 일례로 2N의 1/4 값을 의미할 수 있다.
N×nU, N×nD, nL×N, nR×N의 비대칭적 4 블록 분할 형태는 앞서 도 4에서 예시된 대칭적 2 블록 분할 형태의 특징과 비대칭적 2 블록 분할 형태의 특징을 모두 가질 수 있다.
다시 말해, N×nU의 비대칭적 4 블록 분할은 N×2N의 대칭적 2 블록 분할의 특징과 2N×nU의 비대칭적 2 블록 분할의 특징을 모두 가질 수 있으며, N×nD의 비대칭적 4 블록 분할은 N×2N의 대칭적 2 블록 분할의 특징과 2N×nD의 비대칭적 2 블록 분할의 특징을 모두 가질 수 있으며, nL×N의 비대칭적 4 블록 분할은 2N×N의 대칭적 2 블록 분할의 특징과 nL×2N의 비대칭적 2 블록 분할의 특징을 모두 가질 수 있으며, nR×N의 비대칭적 4 블록 분할은 2N×N의 대칭적 2 블록 분할의 특징과 nR×2N의 비대칭적 2 블록 분할의 특징을 모두 가질 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할 형태에서 스킵 모드가 적용되는 경우를 예시한다.
특히, 도 9에서는 앞서 도 8에서 예시된 N×nU와 nL×N 분할 타입에 스킵 모드(skip mode)가 적용된 경우를 예시한다.
앞서 도 8과 같이 코딩 블록이 비대칭적 4개의 블록 분할 형태 N×nU, N×nD, nL×N, nR×N에 의해 4개의 예측 블록으로 분할되면, 각 예측 블록 별로 부호화가 가능하므로 각 예측 블록 별로 스킵 모드(skip mode)가 적용될 수 있다.
본 발명의 설명에 있어서, 스킵 모드(skip mode)는 공간적(spatially)으로 이웃하는 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로서 이용하는 예측 모드를 의미한다. 즉, 본 발명에서의 스킵 모드(skip mode)는 HEVC에서 정의되는 스킵 모드(skip mode)와 머지 모드(merger mode)를 모두 포함하는 개념으로 이해될 수 있다.
이와 같이, 비대칭적 4 블록 분할로 생성된 블록에 스킵 모드가 적용되는 경우에 따라, 비대칭적 4 블록 분할은 대칭적 2 블록 분할과 비대칭적 2 블록 분할의 효과를 얻을 수 있다.
도 9(a) 및 도 9(b)에서는 코딩 블록이 N×nU의 비대칭적 4 블록 분할으로 분할된 경우를 예시하고, 도 9(c) 및 도 9(d)에서는 코딩 블록이 nL×N의 비대칭적 4 블록 분할으로 분할된 경우를 예시한다.
도 9(a)를 참조하면, 903a 예측 블록과 904a 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 903a 예측 블록의 움직임 정보는 901a의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 904a 예측 블록의 움직임 정보는 902a의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 N×2N 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 9(b)를 참조하면, 902b 예측 블록과 904b 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 902b 예측 블록의 움직임 정보는 901b의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 904b 예측 블록의 움직임 정보는 903b의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 2N×nU 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 9(c)를 참조하면, 902c 예측 블록과 904c 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 902c 예측 블록의 움직임 정보는 901c의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 904c 예측 블록의 움직임 정보는 903c의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 2N×N 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 9(d)를 참조하면, 903d 예측 블록과 904d 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 903d 예측 블록의 움직임 정보는 901d의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 904d 예측 블록의 움직임 정보는 902d의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 nL×2N 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
따라서, 앞서 도 8과 같이 분할되는 형태가 총 6가지인 경우에도, 앞서 도 4(b)에서 예시된 8가지의 분할 형태와 유사한 결과를 낳을 수 있으며, 도 4(b)에 비하여 경우의 수가 적기 때문에 낮은 비트로 분할 모드를 표현하는 것이 가능하다.
기존의 HEVC에서는 예측 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 동일한 코딩 블록 내 인접한 예측 블록을 참조하지 않았으나(즉, 머지 후보 리스트에 추가하지 않음), 본 발명에 따르면 앞서 도 4(b)에서 예시된 8가지의 분할 형태와 같은 효과를 얻기 위하여 이러한 제한이 없을 수 있다. 즉, 현재 예측 블록의 머지 후보 리스트에 현재 예측 블록이 속한 코딩 블록의 다른 예측 블록도 포함될 수 있다(즉, 스킵 모드에서 동일 코딩 블록 내 다른 예측 블록 참조 가능).
표 2는 도 8과 같은 분할 모드가 이용될 때, 코딩 유닛 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016011943-appb-T000002
표 2를 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.
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.
분할 모드('PartMode')가 2N×2N인 경우(즉, if(PartMode==PART_2Nx2N)이 참(true)인 경우), 예측 유닛은 코딩 유닛과 동일하므로, 예측 유닛의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이고, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS)이다.
분할 모드('PartMode')가 N×nU인 경우(즉, if(PartMode==PART_NxnU)가 참(true)인 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/4)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/4)이다. 그리고, 세 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS*3/4)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/2), y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS*3/4)이다.
분할 모드('PartMode')가 N×nD인 경우(즉, if(PartMode==PART_NxnD)가 참(true)인 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*3/4)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*3/4)이다. 그리고, 세 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS*3/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/4)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/2), y0+(nCbS*3/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/2, nCbS/4)이다.
분할 모드('PartMode')가 nL×N인 경우(즉, if(PartMode==PART_nLxN) 가 참(true)인 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/4, nCbS/2)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, 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/4, nCbS/2)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0+(nCbS/2))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS/2)이다.
분할 모드('PartMode')가 nR×N인 경우(즉, if(PartMode==PART_nRxN)가 참(true)인 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*3/4, nCbS/2)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS*3/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, 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*3/4, nCbS/2)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS*3/4), y0+(nCbS/2))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS/2)이다.
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.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할을 포함하는 블록 분할 형태를 예시한다.
도 10을 참조하면, 코딩 블록은 전체 8가지의 분할 형태(분할 타입)의 예측 블록으로 분할될 수 있다.
도 10(a)와 같이, 코딩 블록이 분할되지 않는 형태인 2N×2N, 수평 방향으로 대칭적으로 분할된 형태인 2N×N, 수평 방향으로 대칭적으로 분할된 형태인 N×2N, 쿼드-트리 형태로 분할된 형태인 N×N은 도 4와 동일하게 정의될 수 있다.
이와 함께, 도 10(b)와 같이, 본 발명에서 제안하는 비대칭적 4 블록 분할 형태가 정의될 수 있다.
도 10(b)를 참조하면, 비대칭적 4 블록 분할은 nL×nU, nL×nD, nR×nU, nR×nD 형태의 분할이 정의될 수 있다. 여기서, 'n'은 N과 상이한 값으로 정의될 수 있으며, 일례로 2N의 1/4 값을 의미할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭적 4 블록 분할 형태에서 스킵 모드가 적용되는 경우를 예시한다.
특히, 도 11에서는 앞서 도 10에서 예시된 nL×nU와 nR×nD 분할 타입에 스킵 모드(skip mode)가 적용된 경우를 예시한다.
도 11(a) 및 도 11(b)에서는 코딩 블록이 nL×nU의 비대칭적 4 블록 분할으로 분할된 경우를 예시하고, 도 11(c) 및 도 11(d)에서는 코딩 블록이 nR×nD의 비대칭적 4 블록 분할으로 분할된 경우를 예시한다.
도 11(a)를 참조하면, 1103a 예측 블록과 1104a 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 1103a 예측 블록의 움직임 정보는 1101a의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 1104a 예측 블록의 움직임 정보는 1102a의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 nL×2N 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 11(b)를 참조하면, 1102b 예측 블록과 1104b 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 1102b 예측 블록의 움직임 정보는 1101b의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 1104b 예측 블록의 움직임 정보는 1103b의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 2N×nU 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 11(c)를 참조하면, 1102c 예측 블록과 1104c 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 1102c 예측 블록의 움직임 정보는 1101c의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 1104c 예측 블록의 움직임 정보는 1103c의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 2N×nD 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
도 11(d)를 참조하면, 1103d 예측 블록과 1104d 예측 블록에 스킵 모드가 적용된 경우를 예시한다. 이 경우, 1103d 예측 블록의 움직임 정보는 1101d의 블록의 움직임 정보와 동일하고, 1104d 예측 블록의 움직임 정보는 1102d의 블록의 움직임 정보와 동일하게 된다. 결국, 코딩 블록이 nR×2N 분할 형태로 분할된 경우와 유사한 결과를 얻을 수 있다.
이처럼 nL×nU, nL×nD, nR×nU, nR×nD의 비대칭적 4 블록 분할 형태는 앞서 도 4에서 예시된 비대칭적 2 블록 분할 형태와 유사한 결과를 보일 수 있다.
또한, 쿼드-트리 형태로 분할의 형태를 표현하기 위해서는 다단계로 분할이 표현이 가능한 경우에도, 한 번으로 분할 형태를 표현할 수 있어 블록의 분할 형태를 표현하기 위한 횟수/비트를 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 앞서 도 4(b)에서 예시된 8가지의 분할 형태와 같은 효과를 얻기 위하여 동일한 코딩 블록 내 인접한 예측 블록을 참조하지 않는다는 제한이 없을 수 있다. 즉, 현재 예측 블록의 머지 후보 리스트에 현재 예측 블록이 속한 코딩 블록의 다른 예측 블록도 포함될 수 있다(즉, 스킵 모드에서 동일 코딩 블록 내 다른 예측 블록 참조 가능).
표 3은 도 10과 같은 분할 모드가 이용될 때, 코딩 유닛 신택스를 예시한다.
Figure PCTKR2016011943-appb-T000003
표 3을 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.
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.
분할 모드('PartMode')가 2N×2N인 경우(즉, if(PartMode==PART_2Nx2N)이 참(true)인 경우), 예측 유닛은 코딩 유닛과 동일하므로, 예측 유닛의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0)이고, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS, nCbS)이다.
분할 모드('PartMode')가 nL×nU인 경우(즉, if(PartMode==PART_nLxnU)가 참(true)인 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/4, nCbS/4)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS/4)이다. 그리고, 세 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS*3/4)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS*3/4)이다.
분할 모드('PartMode')가 nL×nD인 경우(즉, if(PartMode==PART_nLxnD)가 참(true)인 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/4, nCbS*3/4)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS*3/4)이다. 그리고, 세 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS*3/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS/4)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS/4), y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS/4)이다.
분할 모드('PartMode')가 nR×nU인 경우(즉, if(PartMode==PART_nRxnU) 가 참(true)인 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*3/4, nCbS/4)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS*3/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS/4)이다. 그리고, 세 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS*3/4)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS*3/4), y0+(nCbS/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS*3/4)이다.
분할 모드('PartMode')가 nR×nD인 경우(즉, if(PartMode==PART_nRxnD) 가 참(true)인 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*3/4, nCbS*3/4)이다. 그리고, 두 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우상단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS*3/4), y0)이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS*3/4)이다. 그리고, 세 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 좌하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0, y0+(nCbS*3/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS*3/4, nCbS/4)이다. 그리고, 네 번째 예측 유닛(코딩 유닛 내 우하단 예측 유닛)의 위치 (x0', y0')는 (x0+(nCbS*3/4), y0+(nCbS*3/4))이며, 예측 유닛의 크기 (nPbW, nPbH)는 (nCbS/4, nCbS/4)이다.
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.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, 디코더는 미리 정의된 분할 모드 세트 내에서 코딩 블록의 분할 모드(part mode)를 도출한다(S1201).
여기서, 미리 정의된 분할 모드 세트 내는 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함할 수 있다. 또한, 비대칭적 4 블록 분할 모드는 코딩 블록으로부터 4개의 예측 블록이 분할되고, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적인 분할 형태로 정의될 수 있다.
예를 들어, 비대칭적 4 블록 분할 모드는 앞서 도 8과 같이 2N×2N, N×N, N×nU, N×nD, nL×N, nR×N로 정의될 수 있다.
또는, 비대칭적 4 블록 분할 모드는 앞서 도 10과 같이, 2N×2N, 2N×N, N×2N, N×N, nL×nU, nL×nD, nR×nU, nR×nD로 정의될 수 있다.
여기서, 분할 모드(part mode)는 상술한 바와 같이 코딩 블록으로부터 예측 블록이 분할되는 분할 형태를 지시할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 임의의 블록으로부터 서브블록으로 분할되는 분할 형태를 지시할 수도 있다.
디코더는 분할 모드에 따라 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터(또는 움직임 정보)를 복호화한다(S1202).
즉, 디코더는 각 예측 블록 별로 예측 모드(예를 들어, 머지 모드 또는 AMVP 모드)를 도출하고, 각 예측 블록 별로 적용되는 예측 모드에 따른 움직임 파라미터를 복호화한다.
예를 들어, 예측 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 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 도출할 수 있다.
또 다른 일례로, 예측 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 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 도출할 수 있다. 그리고, 디코더는 도출된 움직임 벡터 예측값과 인코더로부터 전송된 움직임 벡터 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득할 수 있다.
이때, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 기반으로 생성된 예측 블록의 움직임 파라미터는 동일한 코딩 블록 내 다른 인접한 예측 블록의 움직임 파라미터로부터 도출될 수 있다. 즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 기반으로 생성된 예측 블록에 스킵 모드가 적용될 수 있다.
디코더는 예측 블록 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성한다(S1203).
즉, 디코더는 앞서 S1202 단계에서 복호화된 예측 블록의 움직임 파라미터를 기반으로 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 예측 블록의 영상을 예측(즉, 현재 예측 블록에 대한 예측된 블록(예측된 샘플들의 배열) 생성)하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
한편, 도 12에서 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는 분할 모드들(이하, '제1 분할 모드 세트'로 지칭)(예를 들어, 도 8 또는 도 10 참조)와 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않는 분할 모드(이하, '제2 분할 모드 세트'로 지칭)(도 4 참조)가 선택적으로 이용될 수도 있다.
예를 들어, 상위 레벨 신택스(high level syntax)(예를 들어, 슬라이스 헤더(slice header), 픽쳐 파라미터 세트(PPS: picture parameter set), 시퀀스 파라미터 세트(SPS: sequence parameter set), 비디오 파라미터 세트(VPS: video parameter set) 등)에서 제1 분할 모드 세트가 이용되는지 제2 분할 모드 세트가 이용되는지 지시하기 위한 플래그가 시그널링될 수 있다.
슬라이스 헤더는 독립적인 슬라이스 세그먼트(independent slice segment)의 슬라이스 세그먼트 헤더를 의미하며, 여기서 독립적인 슬라이스 세그먼트는 현재 슬라이스 세그먼트이거나 또는 디코딩 순서에 따라 현재 종속적인 슬라이스 세그먼트(dependent slice segment)에 앞서는 가장 최근의 독립적인 슬라이스 세그먼트를 의미한다.
픽쳐 파라미터 세트(PPS)는 각 슬라이스 세그먼트 헤더 내에서 획득된 신택스 요소(syntax element)에 의해 결정되는 0 이상의 전체 코딩된 픽쳐에 적용되는 신택스 요소를 포함하는 신택스 구조를 의미한다.
시퀀스 파라미터 세트(SPS)는 각 슬라이스 세그먼트 헤더 내에서 획득된 신택스 요소에 의해 참조되는 PPS 내에서 획득된 신택스 요소의 컨텐츠(content)에 의해 결정되는 0 이상의 코딩된 비디오 시퀀스(CVS: coded video sequence)에 적용되는 신택스 요소를 포함하는 신택스 구조를 의미한다.
비디오 파라미터 세트(VPS)는 각 슬라이스 세그먼트 헤더 내에서 획득된 신택스 요소에 의해 참조되는 PPS 내에서 획득된 신택스 요소에 의해 참조되는 SPS 내에서 획득된 신택스 요소의 컨텐츠(content)에 의해 결정되는 0 이상의 CVS에 적용되는 신택스 요소를 포함하는 신택스 구조를 의미한다.
이와 같이, 2가지의 분할 모드 세트가 선택적으로 이용되는 경우, 앞서 도 12의 예시는 상위 계층 신택스에서 제1 분할 모드 세트가 이용됨이 지시된 경우를 예시한다.
또는, 제1 분할 모드 세트가 이용되는지 제2 분할 모드 세트가 이용되는지 지시하기 위한 플래그는 코딩 블록 단위로 시그널링될 수도 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 복호화 방법을 예시하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 디코더는 코딩 유닛 신택스(coding unit syntax)를 복호화한다(S1301).
즉, 디코더는 코딩 유닛 신택스(coding unit syntax) 내에서 코딩 블록의 분할 모드(part mode)를 도출하기 위하여 제1 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는 분할 모드 세트)가 이용되는지 제2 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않는 분할 모드 세트)가 이용되는지 지시하기 위한 플래그를 복호화(또는 파싱)할 수 있다. 다시 말해, 현재 코딩 블록의 분할에 이용되는 분할 모드 세트가 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는지 여부를 지시하는 플래그를 복호화할 수 있다.
예를 들어, 1 분할 모드 세트는 앞서 도 8과 같이 2N×2N, N×N, N×nU, N×nD, nL×N, nR×N로 정의될 수 있다. 또는, 도 10과 같이, 2N×2N, 2N×N, N×2N, N×N, nL×nU, nL×nD, nR×nU, nR×nD로 정의될 수 있다.
또한, 제2 분할 모드 세트는 앞서 도 4와 같이, 2N×2N, 2N×N, N×2N, N×N, 2N×nU, 2N×nD, nL×2N, nR×2N로 정의될 수 있다.
디코더는 플래그를 복호화함으로써, 제1 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는 세트)가 이용되는지 제2 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않는 세트)가 이용되는지 판단할 수 있다. 그리고, 디코더는 정해진 분할 모드 세트 내에서 해당 코딩 블록의 분할 모드를 도출하여, 코딩 블록으로부터 분할되는 예측 블록을 생성할 수 있다.
만약, S1302 단계에서 제1 분할 모드 세트가 이용되지 않는 경우(즉, 분할 모드 세트가 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않는 경우), 디코더는 제2 분할 모드 세트 내에서 정해진 분할 모드에 따른 예측 유닛 신택스(Prediction Unit syntax)를 복호화한다(S1303).
즉, 디코더는 제2 분할 모드 세트 내에서 정해진 분할 모드에 따라 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터(또는 움직임 정보)를 복호화한다.
반면, S1302 단계에서 제1 분할 모드 세트가 이용되는 경우(즉, 분할 모드 세트가 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는 경우), 디코더는 제1 분할 모드 세트 내에서 정해진 분할 모드에 따른 예측 유닛 신택스(Prediction Unit syntax)를 복호화한다(S1304).
즉, 디코더는 제1 분할 모드 세트 내에서 정해진 분할 모드에 따라 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터(또는 움직임 정보)를 복호화한다.
디코더는 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 움직임 보상을 수행한다(S1203).
즉, 디코더는 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성한다. 다시 말해, 디코더는 앞서 S1303 단계 또는 S1304 단계에서 복호화된 예측 블록의 움직임 파라미터를 기반으로 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 예측 블록의 영상을 예측(즉, 현재 예측 블록에 대한 예측된 블록(예측된 샘플들의 배열) 생성)하는 움직임 보상을 수행할 수 있다.
도 13와 같이 비대칭적 4 블록 분할이 포함되는 분할 모드 세트가 적용되는 경우와 그렇지 않은 경우가 코딩 블록 단위로 결정될 수 있다. 이와 같은 방식을 신택스로 표현하면 아래 표 4와 같다.
Figure PCTKR2016011943-appb-T000004
표 4를 참조하면, 디코더는 예측 모드 플래그(Pred_mode_flag)가 파싱한다. 예를 들어, 현재 슬라이스 타입이 I 슬라이스가 아니면, 예측 모드 플래그(Pred_mode_flag)를 파싱할 수 있다.
이때, 예측 모드 플래그(Pred_mode_flag)가 0이면 현재 코딩 유닛이 인터 예측 모드로 코딩됨을 지시한다. 반면, 예측 모드 플래그(Pred_mode_flag)가 2이면 현재 코딩 유닛이 인트라 예측 모드로 코딩됨을 지시한다.
디코더는 코딩 블록의 분할 모드(part mode)를 도출하기 위하여 제1 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는 분할 모드 세트)가 이용되는지 제2 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않는 분할 모드 세트)가 이용되는지 지시하기 위한 플래그(asymmetric_partioning_flag)를 파싱한다. asymmetric_partioning_flag가 1이면 제1 분할 모드 세트가 이용됨이 지시될 수 있으며, 0이면 제2 분할 모드 세트가 이용됨이 지시될 수 있다. 혹은 그 반대도 가능하다.
디코더는 분할 모드(part_mode)를 파싱한다. 분할 모드는 코딩 블록으로부터 예측 블록의 분할 형태를 특정한다. 앞서, asymmetric_partioning_flag가 1이면 제1 분할 모드 세트가 이용되므로, 제1 분할 모드 세트 내에서 하나의 분할 모드가 정해질 수 있다. 반면, asymmetric_partioning_flag가 0이면 제2 분할 모드 세트가 이용되므로, 제2 분할 모드 세트 내에서 하나의 분할 모드가 정해질 수 있다.
이후의 신택스는 asymmetric_partioning_flag가 1이면 앞서 표 2 또는 표 3과 같이 정의될 수 있으며, 반면, asymmetric_partioning_flag가 0이면 앞서 표 1과 같이 정의될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 인터 예측부를 예시하는 도면이다.
도 14를 참조하면, 인터 예측부는 앞서 도 4 내지 도 13에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 또한, 인터 예측부는 앞서 도 1에서 예시된 인코더의 구성 요소들 중 전체 또는 일부와 결합되어 인코딩 장치로 구현될 수 있으며, 또는 앞서 도 2에서 예시된 디코더의 구성 요소들 중 전체 또는 일부와 결합되어 디코딩 장치로 구현될 수 있다.
구체적으로, 인터 예측부는 분할 모드 도출부(1401), 움직임 파라미터 복호화부(1402) 및 움직임 보상부(1403)를 포함하여 구성될 수 있다.
분할 모드 도출부(1401)는 미리 정의된 분할 모드 세트 내에서 코딩 블록의 분할 모드(part mode)를 도출한다.
여기서, 미리 정의된 분할 모드 세트 내는 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함할 수 있다. 또한, 비대칭적 4 블록 분할 모드는 코딩 블록으로부터 4개의 예측 블록이 분할되고, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적인 분할 형태로 정의될 수 있다.
예를 들어, 비대칭적 4 블록 분할 모드는 앞서 도 8과 같이 2N×2N, N×N, N×nU, N×nD, nL×N, nR×N로 정의될 수 있다.
또는, 비대칭적 4 블록 분할 모드는 앞서 도 10과 같이, 2N×2N, 2N×N, N×2N, N×N, nL×nU, nL×nD, nR×nU, nR×nD로 정의될 수 있다.
또한, 분할 모드 도출부(1401)는 코딩 블록의 분할 모드(part mode)를 도출하기 위하여 제1 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는 분할 모드 세트)가 이용되는지 제2 분할 모드 세트(즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않는 분할 모드 세트)가 이용되는지 지시하기 위한 플래그를 복호화(또는 파싱)할 수 있다. 다시 말해, 현재 코딩 블록의 분할에 이용되는 분할 모드 세트가 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는지 여부를 지시하는 플래그를 복호화할 수 있다.
움직임 파라미터 복호화부(1402)는 분할 모드에 따라 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터(또는 움직임 정보)를 복호화한다.
즉, 움직임 파라미터 복호화부(1402)는 각 예측 블록 별로 예측 모드(예를 들어, 머지 모드 또는 AMVP 모드)를 도출하고, 각 예측 블록 별로 적용되는 예측 모드에 따른 움직임 파라미터를 복호화한다.
예를 들어, 예측 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 움직임 파라미터 복호화부(1402)는 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 도출할 수 있다.
또 다른 일례로, 예측 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 움직임 파라미터 복호화부(1402)는 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 도출할 수 있다. 그리고, 움직임 파라미터 복호화부(1402)는 도출된 움직임 벡터 예측값과 인코더로부터 전송된 움직임 벡터 차분값을 이용하여 현재 처리 블록에 대한 움직임 벡터값을 획득할 수 있다.
이때, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 기반으로 생성된 예측 블록의 움직임 파라미터는 동일한 코딩 블록 내 다른 인접한 예측 블록의 움직임 파라미터로부터 도출될 수 있다. 즉, 비대칭적 4 블록 분할 모드를 기반으로 생성된 예측 블록에 스킵 모드가 적용될 수 있다.
움직임 보상부(1403)는 예측 블록 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성한다.
즉, 움직임 보상부(1403)는 움직임 파라미터 복호화부(1402)에 의해 복호화된 예측 블록의 움직임 파라미터를 기반으로 이전에 디코딩된 픽쳐로부터 현재 예측 블록의 영상을 예측(즉, 현재 예측 블록에 대한 예측된 블록(예측된 샘플들의 배열) 생성)하는 움직임 보상을 수행할 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. 복호화 장치가 영상을 복호화하는 방법에 있어서,
    미리 정의된 분할 모드 세트 내에서 코딩 블록(coding block)의 분할 모드(part mode)를 도출하는 단계;
    상기 분할 모드에 따라 상기 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터를 복호화하는 단계; 및
    상기 예측 블록 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 단계를 포함하고,
    상기 분할 모드 세트는 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하고,
    상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 상기 코딩 블록으로부터 4개의 예측 블록이 분할되고, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적인 분할 형태로 정의되는 영상 복호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비대칭적 4 블록 분할 모드를 기반으로 생성된 예측 블록의 움직임 파라미터는 상기 코딩 블록 내 다른 인접한 예측 블록의 움직임 파라미터로부터 도출되는 영상 복호화 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 N×nU, N×nD, nL×N, nR×N를 포함하는 영상 복호화 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 nL×nU, nL×nD, nR×nU, nR×nD를 포함하는 영상 복호화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 분할 모드 세트가 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하는지 여부를 지시하는 플래그를 복호화하는 단계를 더 포함하는 영상 복호화 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플래그가 상기 분할 모드 세트가 상기 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하지 않음을 지시하는 경우,
    상기 분할 모드 세트는 2N×2N, N×N, 2N×N, N×2N, nL×2N, nR×2N, 2N×nU, 2N×nD로 구성되는 영상 복호화 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 플래그는 상기 코딩 블록, 슬라이스, 픽쳐 중 어느 하나의 단위로 전송되는 영상 복호화 방법.
  8. 영상을 복호화하는 복호화 장치에 있어서,
    미리 정의된 분할 모드 세트 내에서 코딩 블록(coding block)의 분할 모드(part mode)를 도출하는 분할 모드 도출부;
    상기 분할 모드에 따라 상기 코딩 블록으로부터 분할된 예측 블록(prediction block) 단위로 움직임 파라미터를 복호화하는 움직임 파라미터 복호화부; 및
    상기 예측 블록 단위로 복호화된 움직임 파라미터를 이용하여 예측된 블록(predicted block)을 생성하는 움직임 보상부를 포함하고,
    상기 분할 모드 세트는 비대칭적 4 블록 분할 모드를 포함하고,
    상기 비대칭적 4 블록 분할 모드는 상기 코딩 블록으로부터 4개의 예측 블록이 분할되고, 수평 방향의 분할과 수직 방향의 분할 중 적어도 어느 하나의 분할이 비대칭적인 분할 형태로 정의되는 장치.
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