WO2018008906A1 - 비디오 신호 처리 방법 및 장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a video signal processing method and apparatus.
  • High efficiency image compression techniques can be used to solve these problems caused by high resolution and high quality image data.
  • An inter-screen prediction technique for predicting pixel values included in the current picture from a picture before or after the current picture using an image compression technique an intra prediction technique for predicting pixel values included in a current picture using pixel information in the current picture
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently predicting an encoding / decoding target block in encoding / decoding a video signal.
  • An object of the present invention is to provide a prediction method combining a plurality of prediction modes and an apparatus using the same in encoding / decoding a video signal.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for performing prediction on a sub-block basis in encoding / decoding a video signal.
  • the video signal decoding method and apparatus generate a first prediction block for a current block, generate a second prediction block for the current block based on a second prediction mode, and Based on the second prediction block, a final prediction block of the current block may be generated.
  • the video signal encoding method and apparatus generate a first prediction block for a current block, generate a second prediction block for the current block based on a second prediction mode, and generate the first prediction block and Based on the second prediction block, a final prediction block of the current block may be generated.
  • the first prediction mode may be different from the second prediction mode.
  • the first prediction mode may be an intra prediction mode
  • the second prediction mode may be an inter prediction mode
  • the first prediction is an inter prediction mode different from all the second prediction modes, and the inter prediction mode is a skip mode, a merge mode, and an advanced motion vector prediction (AMVP). ) Or a current picture reference mode.
  • the inter prediction mode is a skip mode, a merge mode, and an advanced motion vector prediction (AMVP).
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the final prediction block may be obtained based on a weighted sum operation of the first prediction block and the second prediction block.
  • a weight applied to the first prediction block and the second prediction block may be determined based on a weighted prediction parameter of the current block.
  • whether to use a prediction method combining the first prediction mode and the second prediction mode may be determined based on the shape or size of the current block. .
  • the current block includes a first sub block and a second sub block, and a final prediction block of the first sub block includes the first prediction block.
  • the second sub block may be generated based on the first prediction block and the second prediction block.
  • a block to be encoded / decoded can be predicted efficiently.
  • the encoding / decoding target block can be predicted by combining a plurality of prediction modes.
  • a prediction method may be determined in units of sub blocks, and prediction may be performed in units of sub blocks.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates an example in which a coding block is hierarchically divided based on a tree structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a partition type in which binary tree based partitioning is allowed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example in which only a specific type of binary tree based partitioning is allowed as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an example in which information related to a binary tree split permission number is encoded / decoded according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partition mode that can be applied to a coding block as an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of obtaining a residual sample according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an inter prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a process of deriving motion information of a current block when a merge mode is applied to the current block.
  • 11 is a diagram illustrating a process of deriving motion information of a current block when an AMVP mode is applied to the current block.
  • FIG. 12 is a flowchart of a bidirectional weighted prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • 13 is a diagram for explaining the principle of bidirectional weighted prediction.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a scanning order between neighboring blocks.
  • 15 is a flowchart illustrating a combined prediction method, in accordance with the present invention.
  • 16 and 17 are diagrams illustrating an example of generating a prediction block of a current block based on a weighted sum of a plurality of prediction blocks obtained by different prediction modes.
  • 18 is a diagram illustrating an example in which prediction is performed in units of subblocks.
  • 19 is a flowchart of an illumination compensation prediction method according to the present invention.
  • 20 is a flowchart of a bidirectional weighted prediction method based on illumination compensation.
  • 21 illustrates an example of performing bidirectional weighted prediction using a reference block to which illumination compensation is applied.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an image encoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image encoding apparatus 100 may include a picture splitter 110, a predictor 120 and 125, a transformer 130, a quantizer 135, a realigner 160, and an entropy encoder. 165, an inverse quantizer 140, an inverse transformer 145, a filter 150, and a memory 155.
  • each of the components shown in FIG. 1 is independently illustrated to represent different characteristic functions in the image encoding apparatus, and does not mean that each of the components is made of separate hardware or one software component unit.
  • each component is included in each component for convenience of description, and at least two of the components may be combined into one component, or one component may be divided into a plurality of components to perform a function.
  • Integrated and separate embodiments of the components are also included within the scope of the present invention without departing from the spirit of the invention.
  • the components may not be essential components for performing essential functions in the present invention, but may be optional components for improving performance.
  • the present invention can be implemented including only the components essential for implementing the essentials of the present invention except for the components used for improving performance, and the structure including only the essential components except for the optional components used for improving performance. Also included in the scope of the present invention.
  • the picture dividing unit 110 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be a prediction unit (PU), a transform unit (TU), or a coding unit (CU).
  • the picture dividing unit 110 divides one picture into a combination of a plurality of coding units, prediction units, and transformation units, and combines one coding unit, prediction unit, and transformation unit on a predetermined basis (eg, a cost function). You can select to encode the picture.
  • one picture may be divided into a plurality of coding units.
  • a recursive tree structure such as a quad tree structure may be used, and coding is divided into other coding units by using one image or a largest coding unit as a root.
  • the unit may be split with as many child nodes as the number of split coding units. Coding units that are no longer split according to certain restrictions become leaf nodes. That is, when it is assumed that only square division is possible for one coding unit, one coding unit may be split into at most four other coding units.
  • a coding unit may be used as a unit for encoding or may be used as a unit for decoding.
  • the prediction unit may be split in the form of at least one square or rectangle having the same size in one coding unit, or the prediction unit of any one of the prediction units split in one coding unit is different from one another. It may be divided to have a different shape and / or size than the unit.
  • the intra prediction may be performed without splitting into a plurality of prediction units NxN.
  • the predictors 120 and 125 may include an inter predictor 120 that performs inter prediction and an intra predictor 125 that performs intra prediction. Whether to use inter prediction or intra prediction on the prediction unit may be determined, and specific information (eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.) according to each prediction method may be determined. In this case, the processing unit in which the prediction is performed may differ from the processing unit in which the prediction method and the details are determined. For example, the method of prediction and the prediction mode may be determined in the prediction unit, and the prediction may be performed in the transform unit. The residual value (residual block) between the generated prediction block and the original block may be input to the transformer 130.
  • specific information eg, an intra prediction mode, a motion vector, a reference picture, etc.
  • prediction mode information and motion vector information used for prediction may be encoded by the entropy encoder 165 together with the residual value and transmitted to the decoder.
  • the original block may be encoded as it is and transmitted to the decoder without generating the prediction block through the prediction units 120 and 125.
  • the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of at least one of the previous picture or the next picture of the current picture. In some cases, the inter prediction unit 120 may predict the prediction unit based on the information of the partial region in which the encoding is completed in the current picture. You can also predict units.
  • the inter predictor 120 may include a reference picture interpolator, a motion predictor, and a motion compensator.
  • the reference picture interpolator may receive reference picture information from the memory 155 and generate pixel information of an integer pixel or less in the reference picture.
  • a DCT based 8-tap interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of integer pixels or less in units of 1/4 pixels.
  • a DCT-based interpolation filter having different filter coefficients may be used to generate pixel information of an integer pixel or less in units of 1/8 pixels.
  • the motion predictor may perform motion prediction based on the reference picture interpolated by the reference picture interpolator.
  • various methods such as full search-based block matching algorithm (FBMA), three step search (TSS), and new three-step search algorithm (NTS) may be used.
  • FBMA full search-based block matching algorithm
  • TSS three step search
  • NTS new three-step search algorithm
  • the motion vector may have a motion vector value of 1/2 or 1/4 pixel units based on the interpolated pixels.
  • the motion prediction unit may predict the current prediction unit by using a different motion prediction method.
  • various methods such as a skip method, a merge method, an advanced motion vector prediction (AMVP) method, an intra block copy method, and the like may be used.
  • AMVP advanced motion vector prediction
  • the intra predictor 125 may generate a prediction unit based on reference pixel information around the current block, which is pixel information in the current picture. If the neighboring block of the current prediction unit is a block that has performed inter prediction, and the reference pixel is a pixel that has performed inter prediction, the reference pixel of the block that has performed intra prediction around the reference pixel included in the block where the inter prediction has been performed Can be used as a substitute for information. That is, when the reference pixel is not available, the unavailable reference pixel information may be replaced with at least one reference pixel among the available reference pixels.
  • a prediction mode may have a directional prediction mode using reference pixel information according to a prediction direction, and a non-directional mode using no directional information when performing prediction.
  • the mode for predicting the luminance information and the mode for predicting the color difference information may be different, and the intra prediction mode information or the predicted luminance signal information used for predicting the luminance information may be utilized to predict the color difference information.
  • intra prediction When performing intra prediction, if the size of the prediction unit and the size of the transform unit are the same, the intra prediction on the prediction unit is performed based on the pixels on the left of the prediction unit, the pixels on the upper left, and the pixels on the top. Can be performed. However, when performing intra prediction, if the size of the prediction unit is different from that of the transform unit, intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transform unit. In addition, intra prediction using NxN division may be used only for a minimum coding unit.
  • the intra prediction method may generate a prediction block after applying an adaptive intra smoothing (AIS) filter to a reference pixel according to a prediction mode.
  • AIS adaptive intra smoothing
  • the type of AIS filter applied to the reference pixel may be different.
  • the intra prediction mode of the current prediction unit may be predicted from the intra prediction mode of the prediction unit existing around the current prediction unit.
  • the prediction mode of the current prediction unit is predicted by using the mode information predicted from the neighboring prediction unit, if the intra prediction mode of the current prediction unit and the neighboring prediction unit is the same, the current prediction unit and the neighboring prediction unit using the predetermined flag information If the prediction modes of the current prediction unit and the neighboring prediction unit are different, entropy encoding may be performed to encode the prediction mode information of the current block.
  • a residual block may include a prediction unit performing prediction based on the prediction units generated by the prediction units 120 and 125 and residual information including residual information that is a difference from an original block of the prediction unit.
  • the generated residual block may be input to the transformer 130.
  • the transform unit 130 converts the residual block including residual information of the original block and the prediction unit generated by the prediction units 120 and 125 into a discrete cosine transform (DCT), a discrete sine transform (DST), and a KLT. You can convert using the same conversion method. Whether to apply DCT, DST, or KLT to transform the residual block may be determined based on intra prediction mode information of the prediction unit used to generate the residual block.
  • DCT discrete cosine transform
  • DST discrete sine transform
  • KLT KLT
  • the quantization unit 135 may quantize the values converted by the transformer 130 into the frequency domain.
  • the quantization coefficient may change depending on the block or the importance of the image.
  • the value calculated by the quantization unit 135 may be provided to the inverse quantization unit 140 and the reordering unit 160.
  • the reordering unit 160 may reorder coefficient values with respect to the quantized residual value.
  • the reordering unit 160 may change the two-dimensional block shape coefficients into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. For example, the reordering unit 160 may scan from DC coefficients to coefficients in the high frequency region by using a Zig-Zag scan method and change them into one-dimensional vectors.
  • a vertical scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a column direction instead of a zig-zag scan may be used, and a horizontal scan that scans two-dimensional block shape coefficients in a row direction. That is, according to the size of the transform unit and the intra prediction mode, it is possible to determine which scan method among the zig-zag scan, the vertical scan, and the horizontal scan is used.
  • the entropy encoder 165 may perform entropy encoding based on the values calculated by the reordering unit 160. Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • Entropy encoding may use various encoding methods such as, for example, Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC).
  • the entropy encoder 165 receives residual value coefficient information, block type information, prediction mode information, partition unit information, prediction unit information, transmission unit information, and motion of the coding unit from the reordering unit 160 and the prediction units 120 and 125.
  • Various information such as vector information, reference frame information, interpolation information of a block, and filtering information can be encoded.
  • the entropy encoder 165 may entropy encode a coefficient value of a coding unit input from the reordering unit 160.
  • the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 inverse quantize the quantized values in the quantizer 135 and inversely transform the transformed values in the transformer 130.
  • the residual value generated by the inverse quantizer 140 and the inverse transformer 145 is reconstructed by combining the prediction units predicted by the motion estimator, the motion compensator, and the intra predictor included in the predictors 120 and 125. You can create a Reconstructed Block.
  • the filter unit 150 may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • a deblocking filter may include at least one of a deblocking filter, an offset correction unit, and an adaptive loop filter (ALF).
  • ALF adaptive loop filter
  • the deblocking filter may remove block distortion caused by boundaries between blocks in the reconstructed picture.
  • it may be determined whether to apply a deblocking filter to the current block based on the pixels included in several columns or rows included in the block.
  • a strong filter or a weak filter may be applied according to the required deblocking filtering strength.
  • horizontal filtering and vertical filtering may be performed in parallel when vertical filtering and horizontal filtering are performed.
  • the offset correction unit may correct the offset with respect to the original image on a pixel-by-pixel basis for the deblocking image.
  • the pixels included in the image are divided into a predetermined number of areas, and then, an area to be offset is determined, an offset is applied to the corresponding area, or offset considering the edge information of each pixel. You can use this method.
  • Adaptive Loop Filtering may be performed based on a value obtained by comparing the filtered reconstructed image with the original image. After dividing the pixels included in the image into a predetermined group, one filter to be applied to the group may be determined and filtering may be performed for each group. For information related to whether to apply ALF, a luminance signal may be transmitted for each coding unit (CU), and the shape and filter coefficient of an ALF filter to be applied may vary according to each block. In addition, regardless of the characteristics of the block to be applied, the same type (fixed form) of the ALF filter may be applied.
  • ALF Adaptive Loop Filtering
  • the memory 155 may store the reconstructed block or picture calculated by the filter unit 150, and the stored reconstructed block or picture may be provided to the predictors 120 and 125 when performing inter prediction.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an image decoding apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the image decoder 200 includes an entropy decoder 210, a reordering unit 215, an inverse quantizer 220, an inverse transformer 225, a predictor 230, 235, and a filter unit ( 240, a memory 245 may be included.
  • the input bitstream may be decoded by a procedure opposite to that of the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may perform entropy decoding in a procedure opposite to that of the entropy encoding performed by the entropy encoder of the image encoder. For example, various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • various methods such as Exponential Golomb, Context-Adaptive Variable Length Coding (CAVLC), and Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding (CABAC) may be applied to the method performed by the image encoder.
  • the entropy decoder 210 may decode information related to intra prediction and inter prediction performed by the encoder.
  • the reordering unit 215 may reorder the entropy decoded bitstream by the entropy decoding unit 210 based on a method of rearranging the bitstream. Coefficients expressed in the form of a one-dimensional vector may be reconstructed by reconstructing the coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 215 may be realigned by receiving information related to coefficient scanning performed by the encoder and performing reverse scanning based on the scanning order performed by the corresponding encoder.
  • the inverse quantization unit 220 may perform inverse quantization based on the quantization parameter provided by the encoder and the coefficient values of the rearranged block.
  • the inverse transform unit 225 may perform an inverse transform, i.e., an inverse DCT, an inverse DST, and an inverse KLT, for a quantization result performed by the image encoder, that is, a DCT, DST, and KLT. Inverse transformation may be performed based on a transmission unit determined by the image encoder.
  • the inverse transform unit 225 of the image decoder may selectively perform a transform scheme (eg, DCT, DST, KLT) according to a plurality of pieces of information such as a prediction method, a size of a current block, and a prediction direction.
  • a transform scheme eg, DCT, DST, KLT
  • the prediction units 230 and 235 may generate the prediction block based on the prediction block generation related information provided by the entropy decoder 210 and previously decoded blocks or picture information provided by the memory 245.
  • Intra prediction is performed on a prediction unit based on a pixel, but when intra prediction is performed, when the size of the prediction unit and the size of the transformation unit are different, intra prediction may be performed using a reference pixel based on the transformation unit. Can be. In addition, intra prediction using NxN division may be used only for a minimum coding unit.
  • the predictors 230 and 235 may include a prediction unit determiner, an inter predictor, and an intra predictor.
  • the prediction unit determiner receives various information such as prediction unit information input from the entropy decoder 210, prediction mode information of the intra prediction method, and motion prediction related information of the inter prediction method, and distinguishes the prediction unit from the current coding unit, and predicts It may be determined whether the unit performs inter prediction or intra prediction.
  • the inter prediction unit 230 predicts the current prediction based on information included in at least one of a previous picture or a subsequent picture of the current picture including the current prediction unit by using information required for inter prediction of the current prediction unit provided by the image encoder. Inter prediction may be performed on a unit. Alternatively, inter prediction may be performed based on information of some regions pre-restored in the current picture including the current prediction unit.
  • a motion prediction method of a prediction unit included in a coding unit based on a coding unit includes a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, and an intra block copy mode. It can be determined whether or not it is a method.
  • the intra predictor 235 may generate a prediction block based on pixel information in the current picture.
  • intra prediction may be performed based on intra prediction mode information of the prediction unit provided by the image encoder.
  • the intra predictor 235 may include an adaptive intra smoothing (AIS) filter, a reference pixel interpolator, and a DC filter.
  • the AIS filter is a part of filtering the reference pixel of the current block and determines whether to apply the filter according to the prediction mode of the current prediction unit.
  • AIS filtering may be performed on the reference pixel of the current block by using the prediction mode and the AIS filter information of the prediction unit provided by the image encoder. If the prediction mode of the current block is a mode that does not perform AIS filtering, the AIS filter may not be applied.
  • the reference pixel interpolator may generate a reference pixel having an integer value or less by interpolating the reference pixel. If the prediction mode of the current prediction unit is a prediction mode for generating a prediction block without interpolating the reference pixel, the reference pixel may not be interpolated.
  • the DC filter may generate the prediction block through filtering when the prediction mode of the current block is the DC mode.
  • the reconstructed block or picture may be provided to the filter unit 240.
  • the filter unit 240 may include a deblocking filter, an offset correction unit, and an ALF.
  • Information about whether a deblocking filter is applied to a corresponding block or picture, and when the deblocking filter is applied to the corresponding block or picture, may be provided with information about whether a strong filter or a weak filter is applied.
  • the deblocking filter related information provided by the image encoder may be provided and the deblocking filtering of the corresponding block may be performed in the image decoder.
  • the offset correction unit may perform offset correction on the reconstructed image based on the type of offset correction and offset value information applied to the image during encoding.
  • the ALF may be applied to a coding unit based on ALF application information, ALF coefficient information, and the like provided from the encoder. Such ALF information may be provided included in a specific parameter set.
  • the memory 245 may store the reconstructed picture or block to use as a reference picture or reference block, and may provide the reconstructed picture to the output unit.
  • a coding unit is used as a coding unit for convenience of description, but may also be a unit for performing decoding as well as encoding.
  • the current block represents a block to be encoded / decoded, and according to the encoding / decoding step, a coding tree block (or a coding tree unit), an encoding block (or a coding unit), a transform block (or a transform unit), or a prediction block. (Or prediction unit) or the like.
  • One picture may be divided into square or non-square basic blocks and encoded / decoded.
  • the basic block may be referred to as a coding tree unit.
  • a coding tree unit may be defined as a coding unit of the largest size allowed in a sequence or slice. Information regarding whether the coding tree unit is square or non-square or the size of the coding tree unit may be signaled through a sequence parameter set, a picture parameter set or a slice header.
  • the coding tree unit may be divided into smaller sized partitions.
  • the partition generated by dividing the coding tree unit is called depth 1
  • the partition generated by dividing the partition having depth 1 may be defined as depth 2. That is, a partition generated by dividing a partition that is a depth k in a coding tree unit may be defined as having a depth k + 1.
  • a partition of any size generated as the coding tree unit is split may be defined as a coding unit.
  • the coding unit may be split recursively or split into basic units for performing prediction, quantization, transform, or in-loop filtering.
  • an arbitrary size partition generated as a coding unit is divided may be defined as a coding unit or a transform unit or a prediction unit that is a basic unit for performing prediction, quantization, transform, or in-loop filtering.
  • Partitioning of the coding tree unit or the coding unit may be performed based on at least one of a vertical line or a horizontal line.
  • the number of vertical lines or horizontal lines partitioning the coding tree unit or the coding unit may be at least one. For example, by splitting a coding tree unit or coding unit into two partitions using one vertical line or one horizontal line, or by using two vertical lines or two horizontal lines, the coding tree unit or coding unit into three partitions. Can be divided Alternatively, one vertical line and one horizontal line may be used to divide a coding tree unit or coding unit into four partitions of 1/2 length and width.
  • the partitions may have a uniform size or may have different sizes. Alternatively, one partition may have a different size than the other partition.
  • a coding tree unit or a coding unit is divided into a quad tree or binary tree structure.
  • splitting of a coding tree unit or coding units using more vertical lines or more horizontal lines is also possible.
  • FIG. 3 illustrates an example in which a coding block is hierarchically divided based on a tree structure according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the input video signal is decoded in predetermined block units, and the basic unit for decoding the input video signal in this way is called a coding block.
  • the coding block may be a unit for performing intra / inter prediction, transformation, and quantization.
  • a prediction mode eg, an intra prediction mode or an inter prediction mode
  • the coding block can be a square or non-square block with any size in the range 8x8 to 64x64, and can be a square or non-square block with a size of 128x128, 256x256 or more.
  • the coding block may be hierarchically divided based on at least one of a quad tree and a binary tree.
  • quad tree-based partitioning may mean a method in which a 2Nx2N coding block is divided into four NxN coding blocks
  • binary tree-based partitioning may mean a method in which one coding block is divided into two coding blocks. Even if binary tree-based partitioning is performed, there may be a square coding block at a lower depth.
  • Binary tree-based partitioning may be performed symmetrically or asymmetrically.
  • the coding block divided based on the binary tree may be a square block or a non-square block such as a rectangle.
  • a partition type that allows binary tree based partitioning may be symmetric 2NxN (horizontal non-square coding unit) or Nx2N (vertical non-square coding unit), asymmetric, as in the example shown in FIG. It may include at least one of asymmetric nLx2N, nRx2N, 2NxnU or 2NxnD.
  • Binary tree-based partitioning may be limitedly limited to either symmetric or asymmetric partitions.
  • configuring the coding tree unit into square blocks may correspond to quad tree CU partitioning
  • configuring the coding tree unit into symmetric non-square blocks may correspond to binary tree partitioning.
  • Configuring the coding tree unit into square blocks and symmetric non-square blocks may correspond to quad and binary tree CU partitioning.
  • Binary tree-based partitioning may be performed on coding blocks in which quadtree-based partitioning is no longer performed.
  • Quad tree-based partitioning may no longer be performed on a coding block partitioned based on a binary tree.
  • the division of the lower depth may be determined depending on the division type of the upper depth. For example, when binary tree-based partitioning is allowed in two or more depths, only a binary tree-based partitioning of the same type as a binary tree partitioning of an upper depth may be allowed in a lower depth. For example, when the binary tree based splitting is performed in the 2NxN form at the upper depth, the binary tree based splitting in the 2NxN form may be performed at the lower depth. Alternatively, when binary tree-based partitioning is performed in an Nx2N form at an upper depth, Nx2N-type binary tree-based partitioning may be allowed in a lower depth.
  • slices, coding tree units, or coding units only certain types of binary tree based partitioning may be used.
  • the 2NxN or Nx2N type binary tree based partitioning may be limited to the coding tree unit.
  • the allowed partition type may be predefined in the encoder or the decoder, and information about the allowed partition type or the not allowed partition type may be encoded and signaled through a bitstream.
  • FIG. 5 illustrates an example in which only a specific type of binary tree based partitioning is allowed.
  • FIG. 5A illustrates an example in which only binary tree-based partitioning in the form of Nx2N is allowed
  • FIG. 5B illustrates an example in which only binary tree-based partitioning in the form of 2NxN is allowed.
  • Information indicating a quad tree based partition, information about a size / depth of a coding block allowing quad tree based partitioning, and binary tree based partitioning to implement the quad tree or binary tree based adaptive partitioning Information about the size / depth of coding blocks that allow binary tree based splitting, information about the size / depth of coding blocks that do not allow binary tree based splitting, or whether the binary tree based splitting is vertical, or Information about whether the image is in the horizontal direction may be used.
  • the number of times that binary tree splitting is allowed, the depth for which binary tree splitting is allowed or the number of depths for which binary tree splitting is allowed may be obtained.
  • the information may be encoded in a coding tree unit or a coding unit and transmitted to a decoder through a bitstream.
  • a syntax 'max_binary_depth_idx_minus1' indicating a maximum depth that allows binary tree splitting may be encoded / decoded through the bitstream through the bitstream.
  • max_binary_depth_idx_minus1 + 1 may indicate the maximum depth allowed for binary tree splitting.
  • binary tree splitting is performed on a coding unit having a depth of 2 and a coding unit having a depth of 3. Accordingly, information indicating the number of times binary tree splitting has been performed in the coding tree unit (2 times), information indicating the maximum depth (depth 3) allowed for binary tree splitting in the coding tree unit, or binary tree splitting in the coding tree unit is obtained. At least one of information indicating the number of allowed depths (2, depth 2, and depth 3) may be encoded / decoded through the bitstream.
  • At least one of the number of times that the binary tree split is allowed, the depth in which the binary tree split is allowed, or the number of the depths in which the binary tree split is allowed may be obtained for each sequence and slice.
  • the information may be encoded in a sequence, picture or slice unit and transmitted through a bitstream.
  • at least one of the number of binary tree splits, the maximum depth allowed for binary tree splits, or the number of depths allowed for binary tree splits may be different in the first and second slices. For example, in the first slice, binary tree splitting is allowed only at one depth, while in the second slice, binary tree splitting may be allowed at two depths.
  • At least one of the number of times that a binary tree split is allowed, the depth that allows a binary tree split, or the number of depths that allow a binary tree split may be differently set according to a temporal ID (TemporalID) of a slice or a picture.
  • TemporalID a temporal ID
  • the temporal level identifier TemporalID may be used to identify each of a plurality of layers of an image having at least one scalability among a view, a spatial, a temporal, or a quality. will be.
  • the first coding block 300 having a split depth of k may be divided into a plurality of second coding blocks based on a quad tree.
  • the second coding blocks 310 to 340 are square blocks having half the width and the height of the first coding block, and the split depth of the second coding block may be increased to k + 1.
  • the second coding block 310 having the division depth k + 1 may be divided into a plurality of third coding blocks having the division depth k + 2. Partitioning of the second coding block 310 may be selectively performed using either a quart tree or a binary tree according to a partitioning scheme.
  • the splitting scheme may be determined based on at least one of information indicating splitting based on the quad tree or information indicating splitting based on the binary tree.
  • the second coding block 310 When the second coding block 310 is divided on the basis of the quart tree, the second coding block 310 is divided into four third coding blocks 310a having half the width and the height of the second coding block, The split depth can be increased to k + 2.
  • the second coding block 310 when the second coding block 310 is divided on a binary tree basis, the second coding block 310 may be split into two third coding blocks. In this case, each of the two third coding blocks is a non-square block having one half of the width and the height of the second coding block, and the split depth may be increased to k + 2.
  • the second coding block may be determined as a non-square block in the horizontal direction or the vertical direction according to the division direction, and the division direction may be determined based on information about whether the binary tree-based division is the vertical direction or the horizontal direction.
  • the second coding block 310 may be determined as an end coding block that is no longer split based on the quad tree or the binary tree, and in this case, the corresponding coding block may be used as a prediction block or a transform block.
  • the third coding block 310a may be determined as an end coding block like the division of the second coding block 310, or may be further divided based on a quad tree or a binary tree.
  • the third coding block 310b split based on the binary tree may be further divided into a vertical coding block 310b-2 or a horizontal coding block 310b-3 based on the binary tree, and corresponding coding
  • the partition depth of the block can be increased to k + 3.
  • the third coding block 310b may be determined as an end coding block 310b-1 that is no longer split based on the binary tree, in which case the coding block 310b-1 may be used as a prediction block or a transform block. Can be.
  • the above-described partitioning process allows information about the size / depth of a coding block that allows quad-tree based partitioning, information about the size / depth of the coding block that allows binary tree-based partitioning, or binary-tree based partitioning. It may be limitedly performed based on at least one of information about the size / depth of the coding block that is not.
  • the size of the coding block may be limited to a predetermined number, or the size of the coding block in the predetermined unit may have a fixed value.
  • the size of the coding block in the sequence or the size of the coding block in the picture may be limited to 256x256, 128x128 or 32x32.
  • Information representing the size of a coding block in a sequence or picture may be signaled through a sequence header or picture header.
  • the coding unit may take a square or a rectangle of any size.
  • the coding block is encoded using at least one of a skip mode, an intra prediction, an inter prediction, or a skip method.
  • a prediction block may be determined through prediction division of the coding block. Predictive partitioning of a coding block may be performed by a partition mode (Part_mode) indicating a partition type of a coding block.
  • Part_mode partition mode
  • the size or shape of the prediction block may be determined according to the partition mode of the coding block. For example, the size of the prediction block determined according to the partition mode may have a value equal to or smaller than the size of the coding block.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partition mode that may be applied to a coding block when the coding block is encoded by inter prediction.
  • any one of eight partition modes may be applied to the coding block, as shown in the example illustrated in FIG. 7.
  • partition mode PART_2Nx2N or PART_NxN may be applied to the coding block.
  • PART_NxN may be applied when the coding block has a minimum size.
  • the minimum size of the coding block may be predefined in the encoder and the decoder.
  • information about the minimum size of the coding block may be signaled through the bitstream.
  • the minimum size of the coding block is signaled through the slice header, and accordingly, the minimum size of the coding block may be defined for each slice.
  • the size of the prediction block may have a size of 64x64 to 4x4.
  • the prediction block may not have a 4x4 size in order to reduce the memory bandwidth.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of obtaining a residual sample according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • a residual coefficient of the current block may be obtained (S810).
  • the decoder may acquire the residual coefficients through the coefficient scanning method. For example, the decoder may perform coefficient scanning using a zig-zag scan, vertical scan, or horizontal scan, and as a result, obtain a residual coefficient in the form of a two-dimensional block.
  • Inverse quantization may be performed on the residual coefficient of the current block (S820).
  • Inverse transformation may be selectively performed according to whether to inverse transform is skipped to the inverse quantized residual coefficient of the current block (S830).
  • the decoder may determine whether to skip an inverse transform in at least one of the horizontal direction and the vertical direction of the current block.
  • the residual sample of the current block may be obtained by inversely transforming an inverse quantized residual coefficient of the current block.
  • the inverse transform may be performed using at least one of DCT, DST, or KLT.
  • the residual quantized residual coefficient may be scaled to a preset value to obtain a residual sample of the current block.
  • Omitting the inverse transform in the horizontal direction means performing the inverse transform in the vertical direction without performing the inverse transform in the horizontal direction. In this case, scaling may be performed in the horizontal direction.
  • Omitting the inverse transform in the vertical direction means not performing the inverse transform in the vertical direction but performing the inverse transform in the horizontal direction. In this case, scaling may be performed in the vertical direction.
  • an inverse transform skip technique may be used for the current block. For example, when the current block is generated through binary tree-based partitioning, the inverse transform skip technique may not be used for the current block. Accordingly, when the current block is generated through binary tree-based partitioning, a residual sample of the current block may be obtained by inversely transforming the current block. In addition, when the current block is generated through binary tree-based partitioning, encoding / decoding of information (eg, transform_skip_flag) indicating whether an inverse transform is skipped may be omitted.
  • information eg, transform_skip_flag
  • the inverse transform skip technique may be limited to only at least one of the horizontal direction and the vertical direction.
  • the direction in which the inverse transform skip technique is limited may be determined based on information decoded from the bitstream or adaptively determined based on at least one of the size of the current block, the shape of the current block, or the intra prediction mode of the current block. have.
  • the inverse skip skip technique may be allowed only in the vertical direction, and the use of the inverse skip skip technique may be restricted in the horizontal direction. That is, when the current block is 2N ⁇ N, inverse transform may be performed in the horizontal direction of the current block, and inverse transform may be selectively performed in the vertical direction.
  • the inverse skip skip technique can be allowed only in the horizontal direction, and the use of the inverse skip skip technique can be restricted in the vertical direction. That is, when the current block is Nx2N, inverse transform may be performed in the vertical direction of the current block, and inverse transform may be selectively performed in the horizontal direction.
  • the inverse skipping scheme is allowed only for the horizontal direction; if the current block is a non-square block with a height greater than the width, an inverse transform for the vertical direction only
  • the skip technique may be allowed.
  • Information on whether to skip the inverse transform in the horizontal direction or information indicating whether to skip the inverse transform in the vertical direction may be signaled through the bitstream.
  • the information indicating whether to skip the inverse transform in the horizontal direction is a 1-bit flag, 'hor_transform_skip_flag'
  • the information indicating whether to skip the inverse transform in the vertical direction is a 1-bit flag, and the 'ver_transform_skip_flag' Can be '.
  • the encoder may encode at least one of 'hor_transform_skip_flag' or 'ver_transform_skip_flag' according to the shape of the current block.
  • the decoder may determine whether an inverse transform in the horizontal direction or the vertical direction is skipped using at least one of 'hor_transform_skip_flag' or 'ver_transform_skip_flag'.
  • the inverse transform may be set to be omitted.
  • an inverse transform in the horizontal direction or the vertical direction may be omitted. That is, if the current block is generated by partitioning based on a binary tree, the horizontal or vertical direction with respect to the current block may be performed without encoding / decoding of information indicating whether the inverse transform of the current block is skipped (for example, transform_skip_flag, hor_transform_skip_flag, ver_transform_skip_flag). It may be determined to skip the inverse transformation for at least one of the following.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an inter prediction method according to an embodiment to which the present invention is applied.
  • the motion information of the current block may be determined (S910).
  • the motion information of the current block may include at least one of a motion vector of the current block, a reference picture index of the current block, or an inter prediction direction of the current block.
  • the motion information of the current block may be obtained based on at least one of information signaled through a bitstream or motion information of a neighboring block neighboring the current block.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a process of deriving motion information of a current block when a merge mode is applied to the current block.
  • a spatial merge candidate may be derived from a spatial neighboring block of the current block (S1010).
  • the spatial neighboring block may mean at least one of a block adjacent to a top, left or a corner of the current block (eg, at least one of a top left corner, a top right corner, or a bottom left corner) of the current block.
  • the motion information of the spatial merge candidate may be set to be the same as the motion information of the spatial neighboring block.
  • a temporal merge candidate may be derived from a temporal neighboring block of the current block (S1020).
  • a temporal neighboring block may mean a block included in a collocated picture.
  • the collocated picture has a different temporal order (Picture Order Count, POC) than the current picture containing the current block.
  • the collocated picture may be determined by a picture having a predefined index in the reference picture list or by an index signaled from the bitstream.
  • the temporal neighboring block may be determined as a block containing coordinates in a collocated block that is the same position as the current block in the collocated picture, or a block adjacent to the collocated block. For example, at least one of a block including a center coordinate of the collocated block or a block adjacent to a lower left boundary of the collocated block may be determined as a temporal neighboring block.
  • the motion information of the temporal merge candidate may be determined based on the motion information of the temporal neighboring block.
  • the motion vector of the temporal merge candidate may be determined based on the motion vector of the temporal neighboring block.
  • the inter prediction direction of the temporal merge candidate may be set to be the same as the inter prediction direction of the temporal neighboring block.
  • the reference picture index of the temporal merge candidate may have a fixed value.
  • the reference picture index of the temporal merge candidate may be set to '0'.
  • a merge candidate list including a spatial merge candidate and a temporal merge candidate may be generated (S1030). If the number of merge candidates included in the merge candidate list is smaller than the maximum merge candidate number, a combined merge candidate combining two or more merge candidates may be included in the merge candidate list.
  • At least one of the merge candidates included in the merge candidate list may be specified based on the merge candidate index (S1040).
  • the motion information of the current block may be set to be the same as the motion information of the merge candidate specified by the merge candidate index (S1050).
  • the motion information of the current block may be set to be the same as the motion information of the spatial neighboring block.
  • the motion information of the current block may be set to be the same as the motion information of the temporal neighboring block.
  • 11 is a diagram illustrating a process of deriving motion information of a current block when an AMVP mode is applied to the current block.
  • At least one of the inter prediction direction or the reference picture index of the current block may be decoded from the bitstream (S1110). That is, when the AMVP mode is applied, at least one of the inter prediction direction or the reference picture index of the current block may be determined based on information encoded through the bitstream.
  • a spatial motion vector candidate may be determined based on the motion vector of the spatial neighboring block of the current block (S1120).
  • the spatial motion vector candidate may include at least one of a first spatial motion vector candidate derived from an upper neighboring block of the current block and a second spatial motion vector candidate derived from a left neighboring block of the current block.
  • the upper neighboring block includes at least one of the blocks adjacent to the upper or upper right corner of the current block
  • the left neighboring block of the current block includes at least one of the blocks adjacent to the left or lower left corner of the current block.
  • the block adjacent to the upper left corner of the current block may be treated as the upper neighboring block, or may be treated as the left neighboring block.
  • the spatial motion vector may be obtained by scaling the motion vector of the spatial neighboring block.
  • a temporal motion vector candidate may be determined based on the motion vector of the temporal neighboring block of the current block (S1130). If the reference picture is different between the current block and the temporal neighboring block, the temporal motion vector may be obtained by scaling the motion vector of the temporal neighboring block.
  • a motion vector candidate list including a spatial motion vector candidate and a temporal motion vector candidate may be generated (S1140).
  • At least one of the motion vector candidates included in the motion vector candidate list may be specified based on information for specifying at least one of the motion vector candidate lists (S1150).
  • the motion vector candidate specified by the information may be set as a motion vector prediction value of the current block, and the motion vector difference value is added to the motion vector prediction value to obtain a motion vector of the current block (S1160).
  • the motion vector difference value may be parsed through the bitstream.
  • motion compensation for the current block may be performed based on the obtained motion information (S920).
  • motion compensation for the current block may be performed based on the inter prediction direction, the reference picture index, and the motion vector of the current block.
  • the inter prediction direction may indicate N directions.
  • N is a natural number, and may be 1, 2, or 3 or more.
  • the inter prediction directions having N directions may mean that inter prediction of the current block is performed based on N reference pictures or N reference blocks.
  • the inter prediction direction of the current block indicates a unidirectional direction
  • the inter prediction of the current block is performed based on one reference picture
  • the inter prediction of the current block indicates the bidirectional direction
  • the inter prediction of the current block is performed. Prediction can be performed using two reference pictures or two reference blocks.
  • Whether multi-directional prediction is allowed for the current block may be determined based on at least one of the size or shape of the current block. For example, when the coding unit is square, encoding / decoding using multi-directional prediction is allowed, whereas when the coding unit is non-square, only encoding / decoding using unidirectional prediction may be allowed. On the contrary, when the coding unit is in a non-square form, encoding / decoding using multi-directional prediction is allowed, while in the case where the coding unit is in a square form, only encoding / decoding using unidirectional prediction may be allowed. Alternatively, when the prediction unit is a non-square partition having a size of 4x8 or 8x4 or the like, it may be set such that encoding / decoding using multi-directional prediction is not allowed.
  • the reference picture index may specify a reference picture to be used for inter prediction of the current block.
  • the reference picture index may specify any one of the reference pictures included in the reference picture list.
  • the reference picture (reference picture L0) included in the reference picture list L0 is specified by the reference picture index L0, and the reference picture (reference picture included in the reference picture list L1) is used.
  • L1) may be specified by the reference picture index L1.
  • One reference picture may be included in two or more reference picture lists. Accordingly, even though the reference picture indexes of the reference picture belonging to the reference picture list L0 and the reference picture belonging to the reference picture list L1 are different, the temporal order (Picture Order Count, POC) of both reference pictures may be the same.
  • the motion vector can be used to specify the location of the reference block corresponding to the predictive block of the current block in the reference picture. Based on the reference block specified by the motion vector in the reference picture, inter-screen prediction for the current block may be performed. For example, an integer pixel included in a reference block or a non-integer pixel generated by interpolating an integer pixel may be generated as a prediction sample of the current block.
  • Reference blocks specified by different motion vectors may belong to the same reference picture. For example, when a reference picture selected from the reference picture list L0 and the reference picture list L1 is the same, the reference block specified by the motion vector L0 and the motion vector L1 may belong to the same reference picture.
  • motion compensation for the current block may be performed based on two or more reference pictures or two or more reference blocks.
  • the prediction block of the current block may be obtained based on two reference blocks obtained from two reference pictures.
  • a residual block indicating a difference between the original image and the prediction block obtained based on the two reference blocks may be encoded / decoded.
  • motion compensation for the current block may be performed by applying the same or different weights for each reference picture.
  • a method for performing weighted prediction on a current block when the inter prediction direction indicates two or more will be described in detail.
  • the inter prediction direction of the current block is bidirectional.
  • performing motion compensation on the current block using two prediction images will be referred to as a bidirectional prediction method or a bidirectional prediction encoding / decoding method.
  • the reference picture used for bi-prediction of the current block is a picture whose temporal order (Picture Order Count, POC) is older than the current picture, a picture whose temporal order is future than the current picture, or the current picture. It may be a picture.
  • POC Picture Order Count
  • one of two reference pictures may be a picture whose temporal order is in the past than the current picture, and the other may be a picture whose temporal order is in the future than the current picture.
  • one of the two reference pictures may be a current picture, and the other may be a picture whose temporal order is older than the current picture or a picture whose temporal order is future than the current picture.
  • both reference pictures may be pictures that have a temporal order in the past than the current picture, or may be pictures having a future temporal order than the current picture.
  • both reference pictures may be current pictures.
  • two prediction blocks may be generated. For example, a prediction block based on the reference picture L0 may be generated based on the motion vector L0, and a prediction block based on the reference picture L1 may be generated based on the motion vector L1. The prediction block generated by the motion vector L0 and the prediction block generated by the motion vector L1 may be generated based on the same reference picture.
  • the prediction block of the current block may be obtained based on an average value of prediction blocks generated based on both reference pictures.
  • Equation 1 shows an example of obtaining a prediction block of a current block based on an average value of a plurality of prediction blocks.
  • P (x) means a final prediction sample or a bi-predicted prediction sample of the current block
  • P N (x) means a sample value of the prediction block LN generated based on the reference picture LN.
  • P 0 (x) may mean a prediction sample of the prediction block generated based on the reference picture L0
  • P 1 (x) may mean a prediction sample of the prediction block generated based on the reference picture L1.
  • the final prediction block of the current block may be obtained based on a weighted sum of the plurality of prediction blocks generated based on the plurality of reference pictures. In this case, each prediction block may be given a weight of a fixed value predefined by the encoder / decoder.
  • the final prediction block of the current block is obtained based on the weighted sum of the plurality of prediction blocks, and at this time, a weight assigned to each prediction block may be variably / adaptively determined.
  • a weight assigned to each prediction block may be variably / adaptively determined.
  • two-way prediction for the current block may be performed by assigning different weights to each of the two prediction blocks. It may be effective to carry out.
  • the bidirectional prediction method when the weight assigned to each of the prediction blocks is variably / adaptively determined will be referred to as 'bidirectional weighted prediction'.
  • bidirectional weighted prediction is allowed for the current block may be determined based on at least one of the size or shape of the current block. For example, when the coding unit is square, encoding / decoding using bi-directional weighted prediction is allowed, whereas when the coding unit is non-square, bi-directional weighted prediction may be set to not be allowed. On the contrary, when the coding unit is in the non-square form, encoding / decoding using the bidirectional weighted prediction is allowed, while in the case where the coding unit is the square form, the bidirectional weighted prediction may be set not to be allowed. Alternatively, when the prediction unit is a non-square partition having a size such as 4x8 or 8x4, encoding / decoding using bidirectional weighted prediction may be set to not be allowed.
  • FIG. 12 is a flowchart of a bidirectional weighted prediction method according to an embodiment of the present invention.
  • a weighted prediction parameter for the current block may be determined (S1210).
  • the weighted prediction parameter can be used to determine the weight to be applied to both reference pictures. For example, as in the example illustrated in FIG. 13, a weight of 1-w may be applied to a prediction block generated based on the reference picture L0, and a weight of w may be applied to the prediction block generated based on the reference picture L1. have.
  • a weight to be applied to each prediction block is determined (S1220), and based on the determined weight, a weighted sum operation of the plurality of prediction blocks may be performed to generate a final prediction block of the current block (S1230). ).
  • the final prediction block of the current block may be generated based on Equation 2 below.
  • Equation 2 w represents a weighted prediction parameter.
  • the prediction block P 0 is weighted 1-w and the prediction block P 1 is weighted w, so that the final prediction block P (x) of the current block can be obtained. Contrary to that shown in Equation 2, it is also possible to weight the prediction block P 0 with w and weight the prediction block P 1 with 1-w.
  • the weighted prediction parameter may be determined based on the brightness difference between the reference pictures, and may be determined based on the distance (ie, POC difference) between the current picture and the reference pictures. Or, based on the size or shape of the current block, a weighted prediction parameter may be determined.
  • the weighted prediction parameter may be determined in a block unit (eg, a coding tree unit, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit), or may be determined in a slice or picture unit.
  • a block unit eg, a coding tree unit, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit
  • the weighted prediction parameter may be determined based on the predefined candidate weighted prediction parameter.
  • the weighted prediction parameter may be determined by any one of predefined values, such as ⁇ 1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, or 5/4.
  • the weighted prediction parameter may be determined from at least one candidate weighted prediction parameter included in the determined weighted prediction parameter set.
  • the weighted prediction parameter set may be determined in a block unit (eg, a coding tree unit, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit), or may be determined in a slice or picture unit.
  • any one of the weighted prediction parameter sets w0 and w1 is selected, at least one of the candidate weighted prediction parameters included in the selected weighted prediction parameter set may be determined as the weighted prediction parameter for the current block.
  • w0 ⁇ -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 5/4 ⁇
  • w1 ⁇ -3/8, -1/4, 1 / 4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4 ⁇ . If the weighted prediction parameter set w0 is selected, the weighted prediction parameter w of the current block is the candidate weighted prediction parameter included in w0, -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4 , 5/4.
  • the set of weighted prediction parameters available to the current block may be determined according to the temporal order or temporal direction of the reference picture used for bidirectional prediction.
  • the temporal order may indicate an inter-picture encoding / decoding order, and may indicate an output order (eg, POC) of pictures.
  • the temporal direction may indicate whether the temporal order of the reference picture is past or future than the current picture.
  • a set of weighted prediction parameters that can be used by the current picture may be determined.
  • the current block depends on whether the reference picture L0 and the reference picture L1 are the same picture (that is, the pictures in the same temporal order), or whether the reference picture L0 and the reference picture L1 are the different pictures (that is, the pictures in the temporal order are different). This available set of weighted prediction parameters can be determined differently.
  • Different weighted prediction parameter sets mean that at least one of an absolute value, a sign, and a number of weighted prediction parameters included in the weighted prediction parameter set is different.
  • the weighted prediction parameter set w0 ⁇ -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 5/4 ⁇
  • the weighted prediction parameter w1 ⁇ -3/8, -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5 / 8, 3/4 ⁇
  • a set of weighted prediction parameters that can be used by the current picture may be determined according to whether the temporal directions of each of the two reference pictures used for the bidirectional prediction are the same. For example, in the case where the two temporal directions of the two reference pictures are the same and the temporal directions of each of the two reference pictures are different, the set of weighted prediction parameters available for the current block may be determined differently. Specifically, whether reference picture L0 and reference picture L1 are both previous pictures of the current picture, whether reference picture L0 and reference picture L1 are all next pictures of the current picture, and whether the reference pictures L0 and reference picture L1 have different temporal directions. Depending on whether or not, the weighted prediction parameters of the current block may be set differently.
  • the number of available candidate weighted prediction parameters or the number of available weighted prediction parameter sets may be set differently for each block, slice, or picture. For example, in units of slices, the number of available candidate weighted prediction parameters or the number of available weighted prediction parameter sets may be signaled. Accordingly, the number of candidate weighted prediction parameters or the number of available weighted prediction parameter sets available for each slice may be different.
  • the weighted prediction parameter may be derived from a neighboring block adjacent to the current block.
  • the neighboring block adjacent to the current block may include at least one of a spatial neighboring block or a temporal neighboring block of the current block.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be set to a minimum or maximum value of weighted prediction parameters of neighboring neighboring blocks adjacent to the current block, or may be set to an average value of weighted prediction parameters of neighboring neighboring blocks.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be derived from a neighboring block existing at a predetermined position among neighboring blocks adjacent to the current block.
  • the predetermined position may be determined to be variable or fixed.
  • the position of the neighboring block may be the size of the current block (eg, coding unit, prediction unit, or transform unit, etc.), the position of the current block in the coding tree unit, the form of the current block (eg, partition form of the current block), or the current. It may be variably determined based on the partition index of the block.
  • the position of the neighboring block may be pre-defined and fixedly determined at the encoder / decoder.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be derived from a neighboring block to which bidirectional weighted prediction is applied among neighboring blocks adjacent to the current block.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be derived from the weighted prediction parameter of the neighboring block to which the first searched bidirectional weighted prediction is applied.
  • 14 is a diagram illustrating a scanning order between neighboring blocks. In FIG. 14, the scan order is shown in the order of the left neighbor block, the top neighbor block, the top right neighbor block, the bottom left neighbor block, and the top left neighbor block, but the present invention is not limited to the illustrated example.
  • the weighted prediction parameter of the neighboring block to which the first found bidirectional weighted prediction is applied may be used as the weighted prediction parameter of the current block.
  • the weighted prediction parameter of the neighboring block to which the first bidirectional weighted prediction found is applied may be set as the weighted prediction parameter prediction value of the current block.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be obtained using the weighted prediction parameter prediction value and the weighted prediction parameter difference value.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be derived from a spatial or temporal neighboring block merged with the motion information of the current block, or may be derived from a spatial or temporal neighboring block used to derive a motion vector prediction value of the current block.
  • Information for determining the weighted prediction parameter may be signaled via the bitstream. For example, based on at least one of information indicating a value of the weighted prediction parameter, index information specifying any one of the candidate weighted prediction parameters, or set index information specifying one of the weighted prediction parameter sets, the weighted prediction of the current block The parameter can be determined.
  • the smallest binary codeword can be mapped to the statistically most frequently used weighted prediction parameter.
  • Trunked Unary Binarization may be performed on the weighted prediction parameter as shown in Table 1 below. Table 1 is an example when cMax is 6.
  • the cutting-type unary binarization method shown in Table 1 is basically the same as the unary binarization method, except that the transformation is performed after receiving the maximum value cMax in advance.
  • Table 2 illustrates a cut unary binarization with a cMax of 13.
  • Table 3 illustrates a binary codeword according to whether the temporal directions of the reference picture L0 and the reference picture L1 are the same.
  • index Weighted prediction parameters Binary code words for bidirectional prediction in different directions Binary code words for bidirectional prediction in the same direction 0 -1/4 111111 111110 One 1/4 11110 1110 2 3/8 110 10 3 1/2 0 0 4 5/8 10 110 5 3/4 1110 11110 6 5/4 111110 111110
  • a weight prediction parameter of the current block may be determined.
  • the temporal order difference may indicate an encoding / decoding order difference between pictures or an output order difference (eg, POC difference value) between pictures.
  • POC difference value e.g., POC difference value
  • a POC difference value between the current picture and the reference picture L0 hereinafter referred to as a first reference distance
  • a POC difference value between the current picture and the reference picture L1 hereinafter referred to as a second reference distance
  • the weighted prediction parameter of the current block may be determined based on a ratio of the first reference distance and the second reference distance.
  • w / (w + h) may be used as a weighted prediction parameter of the current block.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be determined to be 1/2.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be determined to be 1/4.
  • the first reference distance is w and the second reference distance is h
  • one having a value most similar to w / (w + h) among candidate weighted prediction parameters may be used as the weighted prediction parameter of the current block.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be binarized in consideration of the first reference distance and the second reference distance.
  • Table 4 shows binary codewords based on the first reference distance and the second reference distance.
  • the smallest binary codeword may be mapped to the weighted prediction parameter having the highest frequency of use. For example, when the first reference distance is larger than the second reference distance, since the probability that the reference picture L1 is greater than the weight is high, the smallest binary codeword is mapped to the weighted prediction parameter having a value larger than 1/2. can do. On the other hand, when the first reference distance is smaller than the second reference distance, since there is a high probability that a greater weight is given to the reference picture L0, the smallest binary codeword may be mapped to a weighted prediction parameter having a value smaller than 1/2. Can be.
  • the smallest binary codeword is mapped to a weighted prediction parameter having a value smaller than 1/2, and the first reference distance is the second reference distance.
  • the combined prediction mode may be a combination of inter prediction mode and intra prediction mode, or may be a combination of two or more inter prediction methods.
  • the inter prediction method may include at least one of a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, or a current picture reference mode.
  • the current picture reference mode indicates an inter prediction method using a current picture including a current block as a reference picture. When using the current picture reference mode, the prediction block of the current block can be derived from the region reconstructed before the current block.
  • the current picture reference mode may not be classified as an inter prediction mode, but may be classified as one of intra prediction modes.
  • the current picture reference mode is one embodiment of a skip mode, a merge mode, or an AMVP mode.
  • the combined prediction mode may consist of two or more intra prediction modes (eg, directional prediction mode and non-directional prediction mode or two or more directional prediction modes, etc.).
  • 15 is a flowchart illustrating a combined prediction method, in accordance with the present invention.
  • a first prediction block for the current block may be generated based on the first prediction mode (S1510).
  • a second prediction block for the current block may be generated based on the second prediction mode.
  • the first prediction mode and the second prediction mode may be different prediction modes. Either of the first prediction block or the second prediction block may be generated by multi-directional prediction.
  • the weighted prediction parameter for the current block may be determined (S1530). Since the embodiment for determining the weighted prediction parameter has been described in detail above with reference to FIG. 12, a detailed description thereof will be omitted.
  • a weight to be applied to the first prediction block and the second prediction block is determined (S1540), and based on the determined weight, a weighted sum operation of the plurality of prediction blocks is performed to determine a final prediction block of the current block. Can be generated (S1550).
  • 16 and 17 are diagrams illustrating an example of generating a prediction block of a current block based on a weighted sum of a plurality of prediction blocks obtained by different prediction modes.
  • a prediction block P0 may be generated based on a reference picture L0 or a reference picture L1 (inter prediction), and a prediction block P1 may be generated based on neighboring samples encoded / decoded before the current block (intra). prediction).
  • the prediction block of the current block may be generated based on a weighted sum operation of the prediction block P0 and the prediction block P1.
  • the prediction block P0 may be generated based on the reference picture L0 or the reference picture L1, and under the current picture reference mode, the prediction block P1 may be generated based on the current picture.
  • the prediction block of the current block may be generated based on a weighted sum operation of the prediction block P0 and the prediction block P1.
  • Whether to use a combined prediction method that combines two or more prediction modes may be determined based on information signaled through the bitstream. For example, information indicating at least one of an intra prediction mode, an inter prediction mode, or a combined prediction mode may be signaled through a bitstream.
  • the combined prediction mode may be limited in the use of the combined prediction mode, depending on the size or shape of the block. For example, when the size of the current block is 8x8 or less, or the current block is non-square, use of the combined prediction mode may be restricted.
  • the prediction mode of the current block may be determined in units of sub blocks. For example, when the current block is divided into N partitions, a prediction mode may be determined for each of the N partitions.
  • the divided form of the current block may be a symmetrical form or an asymmetrical form. Accordingly, the sub block may be square or non-square. In units of the current subblock, it may be determined whether to use a single prediction mode or a combined prediction mode.
  • the prediction mode for each subblock may be determined in consideration of the distance from the reference sample.
  • the greater the distance from the reference sample the smaller the correlation with the reference sample.
  • a sample that is far from the reference sample in the current block may have a low correlation with the reference sample.
  • a subblock adjacent to a reference sample eg, an upper reference sample or a left reference sample
  • a subblock far from the reference sample is combined prediction that combines intra prediction and inter prediction. It can be encoded / decoded by the method.
  • the prediction block of the sub block 0 may be generated based on the intra prediction mode.
  • the prediction block of sub-block 1 may be generated based on a weighted sum operation of the first prediction block generated based on the intra prediction mode and the second prediction block generated based on the inter prediction mode.
  • illumination compensation may be performed by applying illumination compensation weights and offsets to an image encoded / decoded by intra prediction or inter prediction.
  • the illumination compensation prediction may be performed based on Equation 3 below.
  • Equation 3 p may mean a prediction sample encoded / decoded by intra prediction or inter prediction. 1 denotes an illumination compensation weight and f denotes an offset. p 'may mean a weighted prediction sample to which illumination compensation is applied.
  • Illumination compensation may be applied to reconstructed samples obtained based on prediction samples encoded / decoded by intra prediction or inter prediction.
  • the illumination compensation may be applied to the reconstructed sample before the in-loop filter is applied, or may be applied to the reconstructed sample after the in-loop filter is applied.
  • p may represent a reconstructed sample and p 'may mean a weighted reconstructed sample to which illumination compensation is applied.
  • a change in illumination may occur over the area of the current picture or the current slice relative to the previous picture or previous slice. Accordingly, illumination compensation may be performed in units of sequences, pictures, or slices.
  • the illumination change may occur only in a portion of the slice or sequence compared to the previous slice or the previous sequence. Accordingly, illumination compensation may be performed in units of a predetermined area within a picture or a slice. That is, by determining whether to perform illumination compensation on a predetermined region basis, the illumination compensation may be performed only in a partial region where the illumination change in the picture or the slice occurs.
  • information for determining an area where illumination compensation is performed may be encoded / decoded. For example, information indicating the position of the region where the illumination compensation is performed, the size of the region where the illumination compensation is performed, or the form of the region where the illumination compensation is performed, may be encoded / decoded.
  • information indicating whether lighting compensation is performed may be encoded / decoded on a block basis.
  • the information may be a 1-bit flag, but is not limited thereto.
  • whether to perform lighting compensation may be determined in units of a coding tree unit, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit.
  • information indicating whether to perform lighting compensation may be determined in units of a coding tree unit, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit.
  • An area in which lighting compensation in a picture or a slice is to be performed may be determined, and whether to perform lighting compensation on each of the blocks included in the corresponding area may be determined. For example, when a plurality of coding tree units, a plurality of coding units, a plurality of prediction units, or a plurality of transform units are included in a predetermined region, information indicating whether to perform illumination compensation on each block included in the predetermined region is provided. Can be signaled. Accordingly, lighting compensation may be selectively performed on each of the blocks included in the lighting compensation performing unit.
  • 19 is a flowchart of an illumination compensation prediction method according to the present invention.
  • the lighting compensation parameter for the current block may be determined (S1910).
  • the illumination compensation parameter may include at least one of an illumination compensation weight or an offset.
  • the illumination compensation parameter may be signaled through the bitstream in sequence units, picture units, slice units, or coding / decoding blocks.
  • the coding / decoding block unit may mean at least one of a coding tree unit, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit.
  • the illumination compensation parameter may be signaled for each predetermined region where illumination compensation is performed.
  • the illumination compensation parameter may be signaled with respect to a predetermined area including a plurality of blocks. The plurality of blocks included in the predetermined area may use the same illumination compensation parameter.
  • the illumination compensation parameter may be signaled. Or, whether to signal the illumination compensation parameter may be determined according to the encoding mode of the current block. For example, the illumination compensation parameter may be signaled only when the encoding mode of the current block is a predefined mode.
  • the encoding mode may indicate whether the current block is encoded by intra prediction (ie, intra prediction mode) or whether the current block is encoded by inter prediction (ie, inter prediction mode).
  • the illumination compensation parameter may be signaled only when the current block is encoded by inter prediction.
  • the encoding mode may indicate any one of a skip mode, a merge mode, an AMVP mode, or a current picture reference mode, in which the current block is an inter prediction encoding method.
  • the illumination compensation parameter when the current block is encoded through the skip mode or the current picture reference mode, the illumination compensation parameter may not be signaled.
  • the illumination compensation parameter when the current block is encoded through the merge mode or the AMVP mode, the illumination compensation parameter may be signaled through the bitstream. If the illumination compensation parameter is not signaled, illumination compensation for the current block may not be performed. Alternatively, when the illumination compensation parameter is not signaled, illumination compensation of the current block may be performed using the illumination compensation parameter predefined in the encoder / decoder.
  • the illumination compensation parameter may be derived based on a change in illumination between the first template region of the current picture and the second template region of the reference picture.
  • the first template region may be adjacent to the current block
  • the second template region may be adjacent to the reference block.
  • the reference block is used to generate a prediction block of the current block, and may be specified by a motion vector of the current block.
  • the second template region may have a position co-located to the first template region in the reference picture. The position of the second template region may be variably determined according to a reference picture or an encoding mode of the current block.
  • the available sample may be used to assign a substitute value to the non-available sample.
  • an available sample may be copied and used at a non-available sample position, or an interpolation value calculated using a plurality of available samples may be assigned to the non-available sample position.
  • the available sample may be included in the second template region or may exist outside the second template region.
  • the substitute value of the unavailable sample included in the second template region may be calculated based on the available sample included in the reference block. At least one of the coefficients, the shape, or the number of filter taps of the filter used for interpolation may be variably determined based on at least one of the size or shape of the template region.
  • the illumination compensation parameter may be calculated based on a difference value between the samples included in the first template region and the samples included in the second template region. For example, when a neighbor sample of the current block is yi (i is 0 to N-1) and a neighbor sample of the reference block is xi (i is 0 to N-1), the illumination compensation weight l and the offset f are It can be derived by obtaining the minimum value of E (w, f) in Equation 4.
  • Equation 4 may be modified as in Equation 5 below.
  • Equation 6 for deriving the illumination compensation weight l and Equation 7 for deriving the offset f can be derived.
  • the lighting compensation for the current block may be performed using the determined lighting compensation parameter (S1920).
  • Illumination compensation may be performed by applying illumination compensation weights and offsets to blocks (eg, prediction blocks or reconstruction blocks) encoded / decoded by intra prediction or inter prediction.
  • compensation may be performed on at least one of the plurality of prediction blocks, and multi-directional prediction may be performed on the current block based on the illumination-compensated prediction block.
  • bidirectional weighted prediction is applied to the current block, after performing lighting compensation on at least one of the first prediction block and the second prediction block, and then based on a weighted sum operation between the first prediction block and the second prediction block, The final predicted block or the bidirectional predicted block of the block may be generated.
  • 20 is a flowchart of a bidirectional weighted prediction method based on illumination compensation.
  • Whether lighting compensation is performed on the reference picture may be determined based on information signaled through the bitstream.
  • the information may be a 1-bit flag, but is not limited thereto.
  • pred_ic_comp_flag may indicate whether lighting compensation is performed on a reference picture.
  • the reference picture on which the illumination compensation is to be performed may be determined (S2020).
  • the reference picture on which the illumination compensation is to be performed may be determined (S2020).
  • it may be determined whether to perform lighting compensation on the reference picture L0 or lighting compensation on the reference picture L1. The determination may be performed based on the information signaled through the bitstream.
  • the information may be information specifying any one of both reference pictures. Alternatively, the information may be a plurality of 1-bit flags indicating whether illumination compensation is performed on each reference picture.
  • pred_ic_comp_l0_enalbed_falg indicating whether illumination compensation is performed on the reference picture L0
  • pred_ic_comp_l1_enalged flag indicating whether illumination compensation is performed on the reference picture L1 may be signaled through the bitstream.
  • the illumination compensation When the reference picture to be performed the illumination compensation is determined, it is possible to determine the illumination compensation parameter to be applied to the reference picture (S2030). Since determining the illumination compensation parameter has been described in detail with reference to FIG. 19, the detailed description thereof will be omitted.
  • lighting compensation may be performed on the prediction block generated based on the reference picture on which the lighting compensation is to be performed (S2040).
  • the two-way weighted prediction may be performed on the current block by using the illumination-compensated prediction block.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of performing bidirectional weighted prediction using a prediction block to which illumination compensation is applied.
  • illumination compensation is performed on a prediction block generated based on the reference picture L1.
  • the bidirectional weighted prediction for the current block is generated based on the prediction block P0 generated based on the reference picture L0 and the reference picture L1 and the weight of the prediction block l * P1 + f to which illumination compensation is applied. It can be performed based on the sum.
  • bidirectional weighted prediction for the current block may be performed.
  • the weighted prediction parameter of the current block may be derived to perform bidirectional weighted prediction on the current block.
  • the weighted prediction parameter w of the current block may be set to the same value as the illumination compensation weight l or may be set to (1-l).
  • the bidirectional weighted prediction for the current block may be calculated based on Equation 8 below.
  • one of the plurality of prediction blocks may be applied to the weight determined by the weighted prediction parameter, and the other may be applied to the illumination compensation weight to perform bidirectional weighted prediction of the current block.
  • the bidirectional weighted prediction for the current block may be calculated based on Equation 9 below.
  • each component for example, a unit, a module, etc. constituting the block diagram may be implemented as a hardware device or software, and a plurality of components are combined into one hardware device or software. It may be implemented.
  • the above-described embodiments may be implemented in the form of program instructions that may be executed by various computer components, and may be recorded in a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, and magneto-optical media such as floptical disks. media), and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • the hardware device may be configured to operate as one or more software modules to perform the process according to the invention, and vice versa.
  • the present invention can be applied to an electronic device capable of encoding / decoding an image.

Landscapes

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Abstract

본 발명에 따른 영상 복호화 방법은, 제1 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성하는 단계, 제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성하는 단계, 및 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 기초하여, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

비디오 신호 처리 방법 및 장치
본 발명은 비디오 신호 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 응용 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 데이터량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가하게 된다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질화 됨에 따라 발생하는 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 고효율의 영상 압축 기술들이 활용될 수 있다.
영상 압축 기술로 현재 픽쳐의 이전 또는 이후 픽쳐로부터 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 간 예측 기술, 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 이용하여 현재 픽쳐에 포함된 화소값을 예측하는 화면 내 예측 기술, 출현 빈도가 높은 값에 짧은 부호를 할당하고 출현 빈도가 낮은 값에 긴 부호를 할당하는 엔트로피 부호화 기술 등 다양한 기술이 존재하고 이러한 영상 압축 기술을 이용해 영상 데이터를 효과적으로 압축하여 전송 또는 저장할 수 있다.
한편, 고해상도 영상에 대한 수요가 증가함과 함께, 새로운 영상 서비스로서 입체 영상 컨텐츠에 대한 수요도 함께 증가하고 있다. 고해상도 및 초고해상도의 입체 영상 콘텐츠를 효과적으로 제공하기 위한 비디오 압축 기술에 대하여 논의가 진행되고 있다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 부호화/복호화 대상 블록을 효율적으로 예측하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 복수의 예측 모드를 조합한 예측 방법 및 이를 이용한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비디오 신호를 부호화/복호화함에 있어서, 서브 블록 단위로 예측을 수행하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
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 발명에 따른 비디오 신호 복호화 방법 및 장치는, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성하고, 제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 기초하여, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화 방법 및 장치는, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성하고, 제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 기초하여, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제1 예측 모드는, 상기 제2 예측 모드와 상이한 것일 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제1 예측 모드는, 인트라 예측 모드이고, 상기 제2 예측 모드는, 인터 예측 모드일 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제1 예측 모든 상기 제2 예측 모드와 상이한 인터 예측 모드이고, 상기 인터 예측 모드는, 스킵 모드, 머지 모드, AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) 모드 또는 현재 픽처 참조 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 최종 예측 블록은, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 가중합 연산을 기초로 획득될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 적용되는 가중치는 상기 현재 블록의 가중 예측 파라미터에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 제1 예측 모드 및 상기 제2 예측 모드를 조합한 예측 방법을 이용할 것인지 여부는, 상기 현재 블록의 형태 또는 크기에 기초하여 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 비디오 신호 부호화/복호화 방법 및 장치에 있어서, 상기 현재 블록은, 제1 서브 블록 및 제2 서브 블록을 포함하고, 상기 제1 서브 블록의 최종 예측 블록은, 상기 제1 예측 블록을 기초로 생성되고, 상기 제2 서브 블록은, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 기초로 생성될 수 있다.
본 발명에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 발명의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 부호화/복호화 대상 블록을 효율적으로 예측할 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 예측 모드를 조합하여 부호화/복호화 대상 블록을 예측할 수 있다.
본 발명에 의하면, 서브 블록 단위로 예측 방법을 결정하고, 서브 블록 단위로 예측을 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 트리 구조(tree structure)에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 특정 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용된 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 바이너리 트리 분할 허용 횟수와 관련된 정보가 부호화/복호화되는 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 잔차 샘플을 획득하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인터 예측 방법을 도시한 순서도이다.
도 10은 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11은 현재 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 양방향 가중 예측 방법의 흐름도이다.
도 13은 양방향 가중 예측의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 이웃 블록들 간의 스캔 순서를 예시한 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른, 조합된 예측 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 16 및 도 17은 상이한 예측 모드에 의해 획득된 복수 예측 블록들의 가중합에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.
도 18은 서브 블록 단위로 예측이 수행되는 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른, 조명 보상 예측 방법의 흐름도이다.
도 20은 조명 보상에 기초한 양방향 가중 예측 방법의 흐름도이다.
도 21은 조명 보상이 적용된 참조 블록을 이용하여 양방향 가중 예측을 수행하는 예를 나타낸 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상 부호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 영상 부호화 장치(100)는 픽쳐 분할부(110), 예측부(120, 125), 변환부(130), 양자화부(135), 재정렬부(160), 엔트로피 부호화부(165), 역양자화부(140), 역변환부(145), 필터부(150) 및 메모리(155)를 포함할 수 있다.
도 1에 나타난 각 구성부들은 영상 부호화 장치에서 서로 다른 특징적인 기능들을 나타내기 위해 독립적으로 도시한 것으로, 각 구성부들이 분리된 하드웨어나 하나의 소프트웨어 구성단위로 이루어짐을 의미하지 않는다. 즉, 각 구성부는 설명의 편의상 각각의 구성부로 나열하여 포함한 것으로 각 구성부 중 적어도 두 개의 구성부가 합쳐져 하나의 구성부로 이루어지거나, 하나의 구성부가 복수개의 구성부로 나뉘어져 기능을 수행할 수 있고 이러한 각 구성부의 통합된 실시예 및 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
또한, 일부의 구성 요소는 본 발명에서 본질적인 기능을 수행하는 필수적인 구성 요소는 아니고 단지 성능을 향상시키기 위한 선택적 구성 요소일 수 있다. 본 발명은 단지 성능 향상을 위해 사용되는 구성 요소를 제외한 본 발명의 본질을 구현하는데 필수적인 구성부만을 포함하여 구현될 수 있고, 단지 성능 향상을 위해 사용되는 선택적 구성 요소를 제외한 필수 구성 요소만을 포함한 구조도 본 발명의 권리범위에 포함된다.
픽쳐 분할부(110)는 입력된 픽쳐를 적어도 하나의 처리 단위로 분할할 수 있다. 이때, 처리 단위는 예측 단위(Prediction Unit: PU)일 수도 있고, 변환 단위(Transform Unit: TU)일 수도 있으며, 부호화 단위(Coding Unit: CU)일 수도 있다. 픽쳐 분할부(110)에서는 하나의 픽쳐에 대해 복수의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위의 조합으로 분할하고 소정의 기준(예를 들어, 비용 함수)으로 하나의 부호화 단위, 예측 단위 및 변환 단위 조합을 선택하여 픽쳐를 부호화 할 수 있다.
예를 들어, 하나의 픽쳐는 복수개의 부호화 단위로 분할될 수 있다. 픽쳐에서 부호화 단위를 분할하기 위해서는 쿼드 트리 구조(Quad Tree Structure)와 같은 재귀적인 트리 구조를 사용할 수 있는데 하나의 영상 또는 최대 크기 부호화 단위(largest coding unit)를 루트로 하여 다른 부호화 단위로 분할되는 부호화 유닛은 분할된 부호화 단위의 개수만큼의 자식 노드를 가지고 분할될 수 있다. 일정한 제한에 따라 더 이상 분할되지 않는 부호화 단위는 리프 노드가 된다. 즉, 하나의 코딩 유닛에 대하여 정방형 분할만이 가능하다고 가정하는 경우, 하나의 부호화 단위는 최대 4개의 다른 부호화 단위로 분할될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 부호화 단위는 부호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있고, 복호화를 수행하는 단위의 의미로 사용할 수도 있다.
예측 단위는 하나의 부호화 단위 내에서 동일한 크기의 적어도 하나의 정사각형 또는 직사각형 등의 형태를 가지고 분할된 것일 수도 있고, 하나의 부호화 단위 내에서 분할된 예측 단위 중 어느 하나의 예측 단위가 다른 하나의 예측 단위와 상이한 형태 및/또는 크기를 가지도록 분할된 것일 수도 있다.
부호화 단위를 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위를 생성시 최소 부호화 단위가 아닌 경우, 복수의 예측 단위 NxN 으로 분할하지 않고 인트라 예측을 수행할 수 있다.
예측부(120, 125)는 인터 예측을 수행하는 인터 예측부(120)와 인트라 예측을 수행하는 인트라 예측부(125)를 포함할 수 있다. 예측 단위에 대해 인터 예측을 사용할 것인지 또는 인트라 예측을 수행할 것인지를 결정하고, 각 예측 방법에 따른 구체적인 정보(예컨대, 인트라 예측 모드, 모션 벡터, 참조 픽쳐 등)를 결정할 수 있다. 이때, 예측이 수행되는 처리 단위와 예측 방법 및 구체적인 내용이 정해지는 처리 단위는 다를 수 있다. 예컨대, 예측의 방법과 예측 모드 등은 예측 단위로 결정되고, 예측의 수행은 변환 단위로 수행될 수도 있다. 생성된 예측 블록과 원본 블록 사이의 잔차값(잔차 블록)은 변환부(130)로 입력될 수 있다. 또한, 예측을 위해 사용한 예측 모드 정보, 모션 벡터 정보 등은 잔차값과 함께 엔트로피 부호화부(165)에서 부호화되어 복호화기에 전달될 수 있다. 특정한 부호화 모드를 사용할 경우, 예측부(120, 125)를 통해 예측 블록을 생성하지 않고, 원본 블록을 그대로 부호화하여 복호화부에 전송하는 것도 가능하다.
인터 예측부(120)는 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있고, 경우에 따라서는 현재 픽쳐 내의 부호화가 완료된 일부 영역의 정보를 기초로 예측 단위를 예측할 수도 있다. 인터 예측부(120)는 참조 픽쳐 보간부, 모션 예측부, 움직임 보상부를 포함할 수 있다.
참조 픽쳐 보간부에서는 메모리(155)로부터 참조 픽쳐 정보를 제공받고 참조 픽쳐에서 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성할 수 있다. 휘도 화소의 경우, 1/4 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 8탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다. 색차 신호의 경우 1/8 화소 단위로 정수 화소 이하의 화소 정보를 생성하기 위해 필터 계수를 달리하는 DCT 기반의 4탭 보간 필터(DCT-based Interpolation Filter)가 사용될 수 있다.
모션 예측부는 참조 픽쳐 보간부에 의해 보간된 참조 픽쳐를 기초로 모션 예측을 수행할 수 있다. 모션 벡터를 산출하기 위한 방법으로 FBMA(Full search-based Block Matching Algorithm), TSS(Three Step Search), NTS(New Three-Step Search Algorithm) 등 다양한 방법이 사용될 수 있다. 모션 벡터는 보간된 화소를 기초로 1/2 또는 1/4 화소 단위의 모션 벡터값을 가질 수 있다. 모션 예측부에서는 모션 예측 방법을 다르게 하여 현재 예측 단위를 예측할 수 있다. 모션 예측 방법으로 스킵(Skip) 방법, 머지(Merge) 방법, AMVP(Advanced Motion Vector Prediction) 방법, 인트라 블록 카피(Intra Block Copy) 방법 등 다양한 방법이 사용될 수 있다.
인트라 예측부(125)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보인 현재 블록 주변의 참조 픽셀 정보를 기초로 예측 단위를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 주변 블록이 인터 예측을 수행한 블록이어서, 참조 픽셀이 인터 예측을 수행한 픽셀일 경우, 인터 예측을 수행한 블록에 포함되는 참조 픽셀을 주변의 인트라 예측을 수행한 블록의 참조 픽셀 정보로 대체하여 사용할 수 있다. 즉, 참조 픽셀이 가용하지 않는 경우, 가용하지 않은 참조 픽셀 정보를 가용한 참조 픽셀 중 적어도 하나의 참조 픽셀로 대체하여 사용할 수 있다.
인트라 예측에서 예측 모드는 참조 픽셀 정보를 예측 방향에 따라 사용하는 방향성 예측 모드와 예측을 수행시 방향성 정보를 사용하지 않는 비방향성 모드를 가질 수 있다. 휘도 정보를 예측하기 위한 모드와 색차 정보를 예측하기 위한 모드가 상이할 수 있고, 색차 정보를 예측하기 위해 휘도 정보를 예측하기 위해 사용된 인트라 예측 모드 정보 또는 예측된 휘도 신호 정보를 활용할 수 있다.
인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행할 수 있다. 그러나 인트라 예측을 수행할 때 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수 있다.
인트라 예측 방법은 예측 모드에 따라 참조 화소에 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터를 적용한 후 예측 블록을 생성할 수 있다. 참조 화소에 적용되는 AIS 필터의 종류는 상이할 수 있다. 인트라 예측 방법을 수행하기 위해 현재 예측 단위의 인트라 예측 모드는 현재 예측 단위의 주변에 존재하는 예측 단위의 인트라 예측 모드로부터 예측할 수 있다. 주변 예측 단위로부터 예측된 모드 정보를 이용하여 현재 예측 단위의 예측 모드를 예측하는 경우, 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 인트라 예측 모드가 동일하면 소정의 플래그 정보를 이용하여 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 동일하다는 정보를 전송할 수 있고, 만약 현재 예측 단위와 주변 예측 단위의 예측 모드가 상이하면 엔트로피 부호화를 수행하여 현재 블록의 예측 모드 정보를 부호화할 수 있다.
또한, 예측부(120, 125)에서 생성된 예측 단위를 기초로 예측을 수행한 예측 단위와 예측 단위의 원본 블록과 차이값인 잔차값(Residual) 정보를 포함하는 잔차 블록이 생성될 수 있다. 생성된 잔차 블록은 변환부(130)로 입력될 수 있다.
변환부(130)에서는 원본 블록과 예측부(120, 125)를 통해 생성된 예측 단위의 잔차값(residual)정보를 포함한 잔차 블록을 DCT(Discrete Cosine Transform), DST(Discrete Sine Transform), KLT와 같은 변환 방법을 사용하여 변환시킬 수 있다. 잔차 블록을 변환하기 위해 DCT를 적용할지, DST를 적용할지 또는 KLT를 적용할지는 잔차 블록을 생성하기 위해 사용된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 결정할 수 있다.
양자화부(135)는 변환부(130)에서 주파수 영역으로 변환된 값들을 양자화할 수 있다. 블록에 따라 또는 영상의 중요도에 따라 양자화 계수는 변할 수 있다. 양자화부(135)에서 산출된 값은 역양자화부(140)와 재정렬부(160)에 제공될 수 있다.
재정렬부(160)는 양자화된 잔차값에 대해 계수값의 재정렬을 수행할 수 있다.
재정렬부(160)는 계수 스캐닝(Coefficient Scanning) 방법을 통해 2차원의 블록 형태 계수를 1차원의 벡터 형태로 변경할 수 있다. 예를 들어, 재정렬부(160)에서는 지그-재그 스캔(Zig-Zag Scan)방법을 이용하여 DC 계수부터 고주파수 영역의 계수까지 스캔하여 1차원 벡터 형태로 변경시킬 수 있다. 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔 대신 2차원의 블록 형태 계수를 열 방향으로 스캔하는 수직 스캔, 2차원의 블록 형태 계수를 행 방향으로 스캔하는 수평 스캔이 사용될 수도 있다. 즉, 변환 단위의 크기 및 인트라 예측 모드에 따라 지그-재그 스캔, 수직 방향 스캔 및 수평 방향 스캔 중 어떠한 스캔 방법이 사용될지 여부를 결정할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160)에 의해 산출된 값들을 기초로 엔트로피 부호화를 수행할 수 있다. 엔트로피 부호화는 예를 들어, 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 부호화 방법을 사용할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)는 재정렬부(160) 및 예측부(120, 125)로부터 부호화 단위의 잔차값 계수 정보 및 블록 타입 정보, 예측 모드 정보, 분할 단위 정보, 예측 단위 정보 및 전송 단위 정보, 모션 벡터 정보, 참조 프레임 정보, 블록의 보간 정보, 필터링 정보 등 다양한 정보를 부호화할 수 있다.
엔트로피 부호화부(165)에서는 재정렬부(160)에서 입력된 부호화 단위의 계수값을 엔트로피 부호화할 수 있다.
역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서는 양자화부(135)에서 양자화된 값들을 역양자화하고 변환부(130)에서 변환된 값들을 역변환한다. 역양자화부(140) 및 역변환부(145)에서 생성된 잔차값(Residual)은 예측부(120, 125)에 포함된 움직임 추정부, 움직임 보상부 및 인트라 예측부를 통해서 예측된 예측 단위와 합쳐져 복원 블록(Reconstructed Block)을 생성할 수 있다.
필터부(150)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF(Adaptive Loop Filter)중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
디블록킹 필터는 복원된 픽쳐에서 블록간의 경계로 인해 생긴 블록 왜곡을 제거할 수 있다. 디블록킹을 수행할지 여부를 판단하기 위해 블록에 포함된 몇 개의 열 또는 행에 포함된 픽셀을 기초로 현재 블록에 디블록킹 필터 적용할지 여부를 판단할 수 있다. 블록에 디블록킹 필터를 적용하는 경우 필요한 디블록킹 필터링 강도에 따라 강한 필터(Strong Filter) 또는 약한 필터(Weak Filter)를 적용할 수 있다. 또한 디블록킹 필터를 적용함에 있어 수직 필터링 및 수평 필터링 수행시 수평 방향 필터링 및 수직 방향 필터링이 병행 처리되도록 할 수 있다.
오프셋 보정부는 디블록킹을 수행한 영상에 대해 픽셀 단위로 원본 영상과의 오프셋을 보정할 수 있다. 특정 픽쳐에 대한 오프셋 보정을 수행하기 위해 영상에 포함된 픽셀을 일정한 수의 영역으로 구분한 후 오프셋을 수행할 영역을 결정하고 해당 영역에 오프셋을 적용하는 방법 또는 각 픽셀의 에지 정보를 고려하여 오프셋을 적용하는 방법을 사용할 수 있다.
ALF(Adaptive Loop Filtering)는 필터링한 복원 영상과 원래의 영상을 비교한 값을 기초로 수행될 수 있다. 영상에 포함된 픽셀을 소정의 그룹으로 나눈 후 해당 그룹에 적용될 하나의 필터를 결정하여 그룹마다 차별적으로 필터링을 수행할 수 있다. ALF를 적용할지 여부에 관련된 정보는 휘도 신호는 부호화 단위(Coding Unit, CU) 별로 전송될 수 있고, 각각의 블록에 따라 적용될 ALF 필터의 모양 및 필터 계수는 달라질 수 있다. 또한, 적용 대상 블록의 특성에 상관없이 동일한 형태(고정된 형태)의 ALF 필터가 적용될 수도 있다.
메모리(155)는 필터부(150)를 통해 산출된 복원 블록 또는 픽쳐를 저장할 수 있고, 저장된 복원 블록 또는 픽쳐는 인터 예측을 수행 시 예측부(120, 125)에 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영상 복호화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 영상 복호화기(200)는 엔트로피 복호화부(210), 재정렬부(215), 역양자화부(220), 역변환부(225), 예측부(230, 235), 필터부(240), 메모리(245)가 포함될 수 있다.
영상 부호화기에서 영상 비트스트림이 입력된 경우, 입력된 비트스트림은 영상 부호화기와 반대의 절차로 복호화될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)는 영상 부호화기의 엔트로피 부호화부에서 엔트로피 부호화를 수행한 것과 반대의 절차로 엔트로피 복호화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 영상 부호화기에서 수행된 방법에 대응하여 지수 골롬(Exponential Golomb), CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding), CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)과 같은 다양한 방법이 적용될 수 있다.
엔트로피 복호화부(210)에서는 부호화기에서 수행된 인트라 예측 및 인터 예측에 관련된 정보를 복호화할 수 있다.
재정렬부(215)는 엔트로피 복호화부(210)에서 엔트로피 복호화된 비트스트림을 부호화부에서 재정렬한 방법을 기초로 재정렬을 수행할 수 있다. 1차원 벡터 형태로 표현된 계수들을 다시 2차원의 블록 형태의 계수로 복원하여 재정렬할 수 있다. 재정렬부(215)에서는 부호화부에서 수행된 계수 스캐닝에 관련된 정보를 제공받고 해당 부호화부에서 수행된 스캐닝 순서에 기초하여 역으로 스캐닝하는 방법을 통해 재정렬을 수행할 수 있다.
역양자화부(220)는 부호화기에서 제공된 양자화 파라미터와 재정렬된 블록의 계수값을 기초로 역양자화를 수행할 수 있다.
역변환부(225)는 영상 부호화기에서 수행한 양자화 결과에 대해 변환부에서 수행한 변환 즉, DCT, DST, 및 KLT에 대해 역변환 즉, 역 DCT, 역 DST 및 역 KLT를 수행할 수 있다. 역변환은 영상 부호화기에서 결정된 전송 단위를 기초로 수행될 수 있다. 영상 복호화기의 역변환부(225)에서는 예측 방법, 현재 블록의 크기 및 예측 방향 등 복수의 정보에 따라 변환 기법(예를 들어, DCT, DST, KLT)이 선택적으로 수행될 수 있다.
예측부(230, 235)는 엔트로피 복호화부(210)에서 제공된 예측 블록 생성 관련 정보와 메모리(245)에서 제공된 이전에 복호화된 블록 또는 픽쳐 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다.
전술한 바와 같이 영상 부호화기에서의 동작과 동일하게 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 동일할 경우, 예측 단위의 좌측에 존재하는 픽셀, 좌측 상단에 존재하는 픽셀, 상단에 존재하는 픽셀을 기초로 예측 단위에 대한 인트라 예측을 수행하지만, 인트라 예측을 수행시 예측 단위의 크기와 변환 단위의 크기가 상이할 경우, 변환 단위를 기초로 한 참조 픽셀을 이용하여 인트라 예측을 수행할 수 있다. 또한, 최소 부호화 단위에 대해서만 NxN 분할을 사용하는 인트라 예측을 사용할 수도 있다.
예측부(230, 235)는 예측 단위 판별부, 인터 예측부 및 인트라 예측부를 포함할 수 있다. 예측 단위 판별부는 엔트로피 복호화부(210)에서 입력되는 예측 단위 정보, 인트라 예측 방법의 예측 모드 정보, 인터 예측 방법의 모션 예측 관련 정보 등 다양한 정보를 입력 받고 현재 부호화 단위에서 예측 단위를 구분하고, 예측 단위가 인터 예측을 수행하는지 아니면 인트라 예측을 수행하는지 여부를 판별할 수 있다. 인터 예측부(230)는 영상 부호화기에서 제공된 현재 예측 단위의 인터 예측에 필요한 정보를 이용해 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐의 이전 픽쳐 또는 이후 픽쳐 중 적어도 하나의 픽쳐에 포함된 정보를 기초로 현재 예측 단위에 대한 인터 예측을 수행할 수 있다. 또는, 현재 예측 단위가 포함된 현재 픽쳐 내에서 기-복원된 일부 영역의 정보를 기초로 인터 예측을 수행할 수도 있다.
인터 예측을 수행하기 위해 부호화 단위를 기준으로 해당 부호화 단위에 포함된 예측 단위의 모션 예측 방법이 스킵 모드(Skip Mode), 머지 모드(Merge 모드), AMVP 모드(AMVP Mode), 인트라 블록 카피 모드 중 어떠한 방법인지 여부를 판단할 수 있다.
인트라 예측부(235)는 현재 픽쳐 내의 화소 정보를 기초로 예측 블록을 생성할 수 있다. 예측 단위가 인트라 예측을 수행한 예측 단위인 경우, 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 인트라 예측 모드 정보를 기초로 인트라 예측을 수행할 수 있다. 인트라 예측부(235)에는 AIS(Adaptive Intra Smoothing) 필터, 참조 화소 보간부, DC 필터를 포함할 수 있다. AIS 필터는 현재 블록의 참조 화소에 필터링을 수행하는 부분으로써 현재 예측 단위의 예측 모드에 따라 필터의 적용 여부를 결정하여 적용할 수 있다. 영상 부호화기에서 제공된 예측 단위의 예측 모드 및 AIS 필터 정보를 이용하여 현재 블록의 참조 화소에 AIS 필터링을 수행할 수 있다. 현재 블록의 예측 모드가 AIS 필터링을 수행하지 않는 모드일 경우, AIS 필터는 적용되지 않을 수 있다.
참조 화소 보간부는 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간한 화소값을 기초로 인트라 예측을 수행하는 예측 단위일 경우, 참조 화소를 보간하여 정수값 이하의 화소 단위의 참조 화소를 생성할 수 있다. 현재 예측 단위의 예측 모드가 참조 화소를 보간하지 않고 예측 블록을 생성하는 예측 모드일 경우 참조 화소는 보간되지 않을 수 있다. DC 필터는 현재 블록의 예측 모드가 DC 모드일 경우 필터링을 통해서 예측 블록을 생성할 수 있다.
복원된 블록 또는 픽쳐는 필터부(240)로 제공될 수 있다. 필터부(240)는 디블록킹 필터, 오프셋 보정부, ALF를 포함할 수 있다.
영상 부호화기로부터 해당 블록 또는 픽쳐에 디블록킹 필터를 적용하였는지 여부에 대한 정보 및 디블록킹 필터를 적용하였을 경우, 강한 필터를 적용하였는지 또는 약한 필터를 적용하였는지에 대한 정보를 제공받을 수 있다. 영상 복호화기의 디블록킹 필터에서는 영상 부호화기에서 제공된 디블록킹 필터 관련 정보를 제공받고 영상 복호화기에서 해당 블록에 대한 디블록킹 필터링을 수행할 수 있다.
오프셋 보정부는 부호화시 영상에 적용된 오프셋 보정의 종류 및 오프셋 값 정보 등을 기초로 복원된 영상에 오프셋 보정을 수행할 수 있다.
ALF는 부호화기로부터 제공된 ALF 적용 여부 정보, ALF 계수 정보 등을 기초로 부호화 단위에 적용될 수 있다. 이러한 ALF 정보는 특정한 파라메터 셋에 포함되어 제공될 수 있다.
메모리(245)는 복원된 픽쳐 또는 블록을 저장하여 참조 픽쳐 또는 참조 블록으로 사용할 수 있도록 할 수 있고 또한 복원된 픽쳐를 출력부로 제공할 수 있다.
전술한 바와 같이 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 코딩 유닛(Coding Unit)을 부호화 단위라는 용어로 사용하지만, 부호화뿐만 아니라 복호화를 수행하는 단위가 될 수도 있다.
또한, 현재 블록은, 부호화/복호화 대상 블록을 나타내는 것으로, 부호화/복호화 단계에 따라, 코딩 트리 블록(또는 코딩 트리 유닛), 부호화 블록(또는 부호화 유닛), 변환 블록(또는 변환 유닛) 또는 예측 블록(또는 예측 유닛) 등을 나타내는 것일 수 있다.
하나의 픽쳐는 정방형 또는 비정방형의 기본 블록으로 분할되어 부호화/복호화될 수 있다. 이때, 기본 블록은, 코딩 트리 유닛(Coding Tree Unit)이라 호칭될 수 있다. 코딩 트리 유닛은, 시퀀스 또는 슬라이스에서 허용하는 가장 큰 크기의 부호화 유닛으로 정의될 수도 있다. 코딩 트리 유닛이 정방형 또는 비정방형인지 여부 또는 코딩 트리 유닛의 크기와 관련한 정보는 시퀀스 파라미터 셋트, 픽처 파라미터 셋트 또는 슬라이스 헤더 등을 통해 시그널링될 수 있다. 코딩 트리 유닛은 더 작은 크기의 파티션으로 분할될 수 있다. 이때, 코딩 트리 유닛을 분할함으로써 생성된 파티션을 뎁스 1이라 할 경우, 뎁스 1인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 2로 정의될 수 있다. 즉, 코딩 트리 유닛 내 뎁스 k인 파티션을 분할함으로써 생성된 파티션은 뎁스 k+1을 갖는 것으로 정의될 수 있다.
코딩 트리 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션을 코딩 유닛이라 정의할 수 있다. 코딩 유닛은 재귀적으로 분할되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위로 분할될 수 있다. 일 예로, 코딩 유닛이 분할됨에 따라 생성된 임의 크기의 파티션은 코딩 유닛으로 정의되거나, 예측, 양자화, 변환 또는 인루프 필터링 등을 수행하기 위한 기본 단위인 변환 유닛 또는 예측 유닛으로 정의될 수 있다.
코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛의 파티셔닝은, 수직선(Vertical Line) 또는 수평선(Horizontal Line) 중 적어도 하나에 기초하여 수행될 수 있다. 또한, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 파티셔닝하는 수직선 또는 수평선의 개수는 적어도 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 하나의 수직선 또는 하나의 수평선을 이용하여, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 2개의 파티션으로 분할하거나, 두개의 수직선 또는 두개의 수평선을 이용하여, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 3개의 파티션으로 분할할 수 있다. 또는, 하나의 수직선 및 하나의 수평선을 이용하여, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 길이 및 너비가 1/2 인 4개의 파티션으로 분할할 수 있다.
코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛을 적어도 하나의 수직선 또는 적어도 하나의 수평선을 이용하여 복수의 파티션으로 분할하는 경우, 파티션들은 균일한 크기를 갖거나, 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 또는, 어느 하나의 파티션이 나머지 파티션과 다른 크기를 가질 수도 있다.
후술되는 실시예들에서는, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛이 쿼드 트리 또는 바이너리 트리 구조로 분할되는 것으로 가정한다. 그러나, 더 많은 수의 수직선 또는 더 많은 수의 수평선을 이용한 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛의 분할도 가능하다.
도 3은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 트리 구조(tree structure)에 기반하여 코딩 블록을 계층적으로 분할하는 일예를 도시한 것이다.
입력 영상 신호는 소정의 블록 단위로 복호화되며, 이와 같이 입력 영상 신호를 복호화하기 위한 기본 단위를 코딩 블록이라 한다. 코딩 블록은 인트라/인터 예측, 변환, 양자화를 수행하는 단위가 될 수 있다. 또한, 코딩 블록 단위로 예측 모드(예컨대, 화면 내 예측 모드 또는 화면 간 예측 모드)가 결정되고, 코딩 블록에 포함된 예측 블록들은, 결정된 예측 모드를 공유할 수 있다. 코딩 블록은 8x8 내지 64x64 범위에 속하는 임의의 크기를 가진 정방형 또는 비정방형 블록일 수 있고, 128x128, 256x256 또는 그 이상의 크기를 가진 정방형 또는 비정방형 블록일 수 있다.
구체적으로, 코딩 블록은 쿼드 트리(quad tree)와 바이너리 트리(binary tree) 중 적어도 하나에 기초하여 계층적으로 분할될 수 있다. 여기서, 쿼드 트리 기반의 분할은 2Nx2N 코딩 블록이 4개의 NxN 코딩 블록으로 분할되는 방식을, 바이너리 트리 기반의 분할은 하나의 코딩 블록이 2개의 코딩 블록으로 분할되는 방식을 각각 의미할 수 있다. 바이너리 트리 기반의 분할이 수행되었다 하더라도, 하위 뎁스에서는 정방형인 코딩 블록이 존재할 수 있다.
바이너리 트리 기반의 분할은 대칭적으로 수행될 수도 있고, 비대칭적으로 수행될 수도 있다. 바이너리 트리 기반으로 분할된 코딩 블록은 정방형 블록일 수도 있고, 직사각형과 같은 비정방형 블록일 수도 있다. 일 예로, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 파티션 형태는 도 4에 도시된 예에서와 같이, 대칭형(symmetric)인 2NxN (수평 방향 비 정방 코딩 유닛) 또는 Nx2N (수직 방향 비정방 코딩 유닛), 비대칭형(asymmetric)인 nLx2N, nRx2N, 2NxnU 또는 2NxnD 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바이너리 트리 기반의 분할은, 대칭형 또는 비대칭 형태의 파티션 중 어느 하나만 제한적으로 허용될 수도 있다. 이 경우, 코딩 트리 유닛을, 정방형 블록으로 구성하는 것은 쿼드 트리 CU 파티셔닝에 해당하고, 코딩 트리 유닛을, 대칭형인 비정방형 블록으로 구성하는 것은 이진 트리 파티셔닝에 해당할 수 있다. 코딩 트리 유닛을 정방형 블록과 대칭형 비정방형 블록으로 구성하는 것은 쿼드 및 바이너리 트리 CU 파티셔닝에 해당할 수 있다.
바이너리 트리 기반의 분할은 쿼드 트리 기반의 분할이 더 이상 수행되지 않는 코딩 블록에 대해서 수행될 수 있다. 바이너리 트리 기반으로 분할된 코딩 블록에 대해서는 쿼드 트리 기반의 분할이 더 이상 수행되지 않을 수 있다.
또한, 하위 뎁스의 분할은 상위 뎁스의 분할 형태에 종속적으로 결정될 수 있다. 일 예로, 2개 이상의 뎁스에서 바이너리 트리 기반의 분할이 허용된 경우, 하위 뎁스에서는 상위 뎁스의 바이너리 트리 분할 형태와 동일한 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용될 수 있다. 예컨대, 상위 뎁스에서 2NxN 형태로 바이너리 트리 기반의 분할이 수행된 경우, 하위 뎁스에서도 2NxN 형태의 바이너리 트리 기반의 분할이 수행될 수 있다. 또는, 상위 뎁스에서 Nx2N 형태로 바이너리 트리 기반의 분할이 수행된 경우, 하위 뎁스에서도 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할이 허용될 수 있다.
반대로, 하위 뎁스에서, 상위 뎁스의 바이너리 트리 분할 형태와 상이한 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만을 허용하는 것도 가능하다.
시퀀스, 슬라이스, 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛에 대해, 특정 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 사용되도록 제한할 수도 있다. 일 예로, 코딩 트리 유닛에 대해 2NxN 또는 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한할 수 있다. 허용되는 파티션 형태는 부호화기 또는 복호화기에 기 정의되어 있을 수도 있고, 허용되는 파티션 형태 또는 허용되지 않는 파티션 형태에 관한 정보를 부호화하여 비트스트림을 통해 시그널링할 수도 있다.
도 5는 특정 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용된 예를 나타낸 도면이다. 도 5의 (a)는 Nx2N 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한된 예를 나타내고, 도 5의 (b)는 2NxN 형태의 바이너리 트리 기반의 분할만이 허용되도록 제한된 예를 나타낸다. 상기 쿼드 트리 또는 바이너리 트리 기반의 적응적 분할을 구현하기 위해 쿼드 트리 기반의 분할을 지시하는 정보, 쿼드 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 관한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할을 지시하는 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되지 않는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할이 세로 방향인지 또는 가로 방향인지에 관한 정보 등이 이용될 수 있다.
또한, 코딩 트리 유닛 또는 소정의 코딩 유닛에 대해, 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수 등이 획득될 수 있다. 상기 정보는 코딩 트리 유닛 또는 코딩 유닛 단위로 부호화되어, 비트스트림을 통해 복호화기로 전송될 수 있다.
일 예로, 비트스트림을 통해, 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 나타내는 신택스 'max_binary_depth_idx_minus1'가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다. 이 경우, max_binary_depth_idx_minus1+1이 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스를 가리킬 수 있다.
도 6에 도시된 예를 살펴보면, 도 6에서는, 뎁스 2인 코딩 유닛 및 뎁스 3인 코딩 유닛에 대해 바이너리 트리 분할이 수행된 것으로 도시되었다. 이에 따라, 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 수행된 횟수(2회)를 나타내는 정보, 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 허용된 최대 뎁스(뎁스 3)를 나타내는 정보 또는 코딩 트리 유닛 내 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수(2개, 뎁스 2 및 뎁스 3)를 나타내는 정보 중 적어도 하나가 비트스트림을 통해 부호화/복호화될 수 있다.
다른 예로, 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용된 뎁스의 개수 중 적어도 하나는 시퀀스, 슬라이스별로 획득될 수 있다. 일 예로, 상기 정보는, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위로 부호화되어 비트스트림을 통해 전송될 수 있다. 이에 따라, 제1 슬라이스 및 제2 슬라이스의, 바이너리 트리 분할 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 최대 뎁스 또는 바이너리 트리 분할이 허용되는 뎁스의 개수 중 적어도 하나가 상이할 수 있다. 일 예로, 제1 슬라이스에서는, 하나의 뎁스에서만 바이너리 트리 분할이 허용되는 반면, 제2 슬라이스에서는, 두개의 뎁스에서 바이너리 트리 분할이 허용될 수 있다.
또 다른 일 예로, 슬라이스 또는 픽쳐의 시간레벨 식별자(TemporalID)에 따라 바이너리 트리 분할이 허용되는 횟수, 바이너리 트리 분할이 허용되는 깊이 또는 바이너리 트리 분할이 허용되는 뎁스의 개수 중 적어도 하나를 상이하게 설정할 수도 있다. 여기서, 시간레벨 식별자(TemporalID)는, 시점(view), 공간(spatial), 시간(temporal) 또는 화질(quality) 중 적어도 하나 이상의 스케일러빌리티(Scalability)를 갖는 영상의 복수개의 레이어 각각을 식별하기 위한 것이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 분할 깊이(split depth)가 k인 제1 코딩 블록 300은 쿼드 트리(quad tree)에 기반하여 복수의 제2 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 제2 코딩 블록 310 내지 340은 제1 코딩 블록의 너비와 높이의 절반 크기를 가진 정방형 블록이며, 제2 코딩 블록의 분할 깊이는 k+1로 증가될 수 있다.
분할 깊이가 k+1인 제2 코딩 블록 310은 분할 깊이가 k+2인 복수의 제3 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 제2 코딩 블록 310의 분할은 분할 방식에 따라 쿼트 트리 또는 바이너리 트리 중 어느 하나를 선택적으로 이용하여 수행될 수 있다. 여기서, 분할 방식은 쿼드 트리 기반으로의 분할을 지시하는 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할을 지시하는 정보 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
제2 코딩 블록 310이 쿼트 트리 기반으로 분할되는 경우, 제2 코딩 블록 310은 제2 코딩 블록의 너비와 높이의 절반 크기를 가진 4개의 제3 코딩 블록 310a으로 분할되며, 제3 코딩 블록 310a의 분할 깊이는 k+2로 증가될 수 있다. 반면, 제2 코딩 블록 310이 바이너리 트리 기반으로 분할되는 경우, 제2 코딩 블록 310은 2개의 제3 코딩 블록으로 분할될 수 있다. 이때, 2개의 제3 코딩 블록 각각은 제2 코딩 블록의 너비와 높이 중 어느 하나가 절반 크기인 비정방형 블록이며, 분할 깊이는 k+2로 증가될 수 있다. 제2 코딩 블록은 분할 방향에 따라 가로 방향 또는 세로 방향의 비정방형 블록으로 결정될 수 있고, 분할 방향은 바이너리 트리 기반의 분할이 세로 방향인지 또는 가로 방향인지에 관한 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 제2 코딩 블록 310은 쿼드 트리 또는 바이너리 트리에 기반하여 더 이상 분할되지 않는 말단 코딩 블록으로 결정될 수도 있고, 이 경우 해당 코딩 블록은 예측 블록 또는 변환 블록으로 이용될 수 있다.
제3 코딩 블록 310a은 제2 코딩 블록 310의 분할과 마찬가지로 말단 코딩 블록으로 결정되거나, 쿼드 트리 또는 바이너리 트리에 기반하여 추가적으로 분할될 수 있다.
한편, 바이너리 트리 기반으로 분할된 제3 코딩 블록 310b은 추가적으로 바이너리 트리에 기반하여 세로 방향의 코딩 블록(310b-2) 또는 가로 방향의 코딩 블록(310b-3)으로 더 분할될 수도 있고, 해당 코딩 블록의 분할 깊이는 k+3으로 증가될 수 있다. 또는, 제3 코딩 블록 310b는 바이너리 트리에 기반하여 더 이상 분할되지 않는 말단 코딩 블록(310b-1)으로 결정될 수 있고, 이 경우 해당 코딩 블록(310b-1)은 예측 블록 또는 변환 블록으로 이용될 수 있다. 다만, 상술한 분할 과정은 쿼드 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 관한 정보, 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 또는 바이너리 트리 기반의 분할이 허용되지 않는 코딩 블록의 크기/깊이에 대한 정보 중 적어도 하나에 기초하여 제한적으로 수행될 수 있다.
코딩 블록이 가질 수 있는 크기는 소정 개수로 제한되거나, 소정 단위 내 코딩 블록의 크기는 고정된 값을 가질 수도 있다. 일 예로, 시퀀스 내 코딩 블록의 크기 또는 픽처 내 코딩 블록의 크기는, 256x256, 128x128 또는 32x32로 제한될 수 있다. 시퀀스 또는 픽처 내 코딩 블록의 크기를 나타내는 정보가 시퀀스 헤더 또는 픽처 헤더를 통해 시그널링 될 수 있다.
쿼드 트리 및 바이터리 트리에 기반한 분할 결과, 코딩 유닛은, 정방형 또는 임의 크기의 직사각형을 띨 수 있다.
코딩 블록은, 스킵 모드, 화면 내 예측, 화면 간 예측 또는 스킵 방법 중 적어도 하나를 이용하여 부호화된다. 코딩 블록이 결정되면, 코딩 블록의 예측 분할을 통해 예측 블록(Prediction Block)을 결정할 수 있다. 코딩 블록의 예측 분할은 코딩 블록의 분할 형태를 나타내는 파티션 모드(Part_mode)에 의해 수행될 수 있다. 예측 블록의 크기 또는 형태는 코딩 블록의 파티션 모드에 따라 결정될 수 있다. 일 예로, 파티션 모드에 따라 결정되는 예측 블록의 크기는 코딩 블록의 크기와 동일하거나 작은 값을 가질 수 있다.
도 7은 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화되었을 때, 코딩 블록에 적용될 수 있는 파티션 모드를 예시한 도면이다.
코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 도 7에 도시된 예에서와 같이, 8개의 파티션 모드 중 어느 하나가 적용될 수 있다.
코딩 블록이 화면 내 예측으로 부호화된 경우, 코딩 블록에는 파티션 모드 PART_2Nx2N 또는 PART_NxN 이 적용될 수 있다.
PART_NxN은 코딩 블록이 최소 크기를 갖는 경우 적용될 수 있다. 여기서, 코딩 블록의 최소 크기는 부호화기 및 복호화기에서 기 정의된 것일 수 있다. 또는, 코딩 블록의 최소 크기에 관한 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다. 일 예로, 코딩 블록의 최소 크기는 슬라이스 헤더를 통해 시그널링되고, 이에 따라, 슬라이스별로 코딩 블록의 최소 크기가 정의될 수 있다.
일반적으로, 예측 블록의 크기는 64x64 부터 4x4의 크기를 가질 수 있다. 단, 코딩 블록이 화면 간 예측으로 부호화된 경우, 움직임 보상을 수행할 때, 메모리 대역폭(memory bandwidth)을 줄이기 위해, 예측 블록이 4x4 크기를 갖지 않도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 잔차 샘플을 획득하는 과정을 도시한 흐름도이다.
먼저, 현재 블록의 잔차 계수를 획득할 수 있다(S810). 복호화기는 계수 스캐닝 방법을 통해, 잔차 계수를 획득할 수 있다. 예를 들어, 복호화기는, 지그-재그 스캔, 수직 스캔 또는 수평 스캔을 이용하여, 계수 스캐닝을 수행하고, 그 결과 2차원 블록 형태의 잔차 계수를 획득할 수 있다.
현재 블록의 잔차 계수에 대해 역양자화를 수행할 수 있다(S820).
현재 블록의 역양자화된 잔차 계수에 역변환을 스킵할 것인지 여부에 따라 선택적으로 역변환을 수행할 수 있다(S830). 구체적으로, 복호화기는 현재 블록의 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 하나 이상에 역변환을 스킵(skip)할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 현재 블록의 수직 또는 수평 방향 중 적어도 하나에 역변환을 적용하기로 결정된 경우, 현재 블록의 역양자화된 잔차 계수를 역변환함으로써, 현재 블록의 잔차 샘플을 획득할 수 있다. 여기서, 역변환은, DCT, DST 또는 KLT 중 적어도 하나를 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향 모두에 역변환이 스킵된 경우, 현재 블록의 수평 방향 및 수직 방향으로 역변환이 수행되지 않는다. 이 경우, 역양자화된 잔차 계수를 기 설정된 값으로 스케일링하여, 현재 블록의 잔차 샘플을 획득할 수 있다.
수평 방향으로의 역변환을 생략하는 것은, 수평 방향으로는 역변환을 수행하지 않고, 수직 방향으로는 역변환을 수행하는 것을 의미한다. 이때, 수평 방향으로는 스케일링이 수행될 수 있다.
수직 방향의 역변환을 생략하는 것은, 수직 방향으로는 역변환을 수행하지 않고, 수평 방향으로는 역변환을 수행하는 것을 의미한다. 이때, 수직 방향으로는 스케일링이 수행될 수 있다.
현재 블록의 분할 형태에 따라, 현재 블록에 대해 역변환 스킵 기법을 이용할 수 있는지 여부가 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 것일 경우, 현재 블록에 대해 역변환 스킵 기법을 이용하지 못하도록 제한할 수 있다. 이에 따라, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 것일 경우, 현재 블록을 역변환 함으로써, 현재 블록의 잔차 샘플을 획득할 수 있다. 아울러, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 것일 경우, 역변환이 스킵되는지 여부를 나타내는 정보(예컨대, transform_skip_flag)의 부호화/복호화가 생략될 수 있다.
또는, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 경우, 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 하나에서만 역변환 스킵 기법이 허용되도록 제한할 수 있다. 여기서, 역변환 스킵 기법이 제한되는 방향은, 비트스트림으로부터 복호화되는 정보에 기초하여 결정되거나, 현재 블록의 크기, 현재 블록의 형태 또는 현재 블록의 인트라 예측 모드 중 적어도 하나에 기초하여 적응적으로 결정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수직 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용하고, 수평 방향에 대해서는 역변환 스킵 기법 사용을 제한할 수 있다. 즉, 현재 블록이 2NxN인 경우, 현재 블록의 수평 방향으로는 역변환이 수행되고, 수직 방향으로는 선택적으로 역변환이 수행될 수 있다.
반면, 현재 블록의 높이가 너비보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수평 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용하고, 수직 방향에 대해서는 역변환 스킵 기법 사용을 제한할 수 있다. 즉, 현재 블록이 Nx2N인 경우, 현재 블록의 수직 방향으로는 역변환이 수행되고, 수평 방향으로는 선택적으로 역변환이 수행될 수 있다.
상기의 예와 반대로, 현재 블록이 너비가 높이보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수평 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용하고, 현재 블록이 높이가 너비보다 큰 비정방형 블록일 경우, 수직 방향에 대해서만 역변환 스킵 기법을 허용할 수도 있다.
수평 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부에 대한 정보 또는 수직 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 정보는 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 일 예로, 수평 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 정보는 1비트의 플래그로, 'hor_transform_skip_flag'이고, 수직 방향에 대한 역변환을 스킵할 것인지 여부를 나타내는 정보는 1비트의 플래그로, 'ver_transform_skip_flag'일 수 있다. 부호화기는, 현재 블록의 형태에 따라, 'hor_transform_skip_flag' 또는 'ver_transform_skip_flag' 중 적어도 하나를 부호화할 수 있다. 또한, 복호화기는 'hor_transform_skip_flag' 또는 'ver_transform_skip_flag' 중 적어도 이용하여, 수평 방향 또는 수직 방향으로의 역변환이 스킵되는지 여부를 판단할 수 있다.
현재 블록의 분할 형태에 따라, 어느 하나의 방향에 대해서는, 역변환이 생략되도록 설정될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할을 통해 생성된 경우, 수평 방향 또는 수직 방향으로의 역변환을 생략할 수 있다. 즉, 현재 블록이 바이너리 트리 기반의 분할로 생성된 것이라면, 현재 블록의 역변환이 스킵되는지 여부를 나타내는 정보(예컨대, transform_skip_flag, hor_transform_skip_flag, ver_transform_skip_flag)의 부호화/복호화 없이도, 현재 블록에 대해 수평 방향 또는 수직 방향 중 적어도 하나에 대해 역변환을 스킵할 것을 결정할 수 있다.
도 9는 본 발명이 적용되는 일실시예로서, 인터 예측 방법을 도시한 순서도이다.
도 9를 참조하면, 현재 블록의 움직임 정보를 결정할 수 있다(S910). 현재 블록의 움직임 정보는, 현재 블록에 관한 움직임 벡터, 현재 블록의 참조 픽처 인덱스 또는 현재 블록의 인터 예측 방향 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
현재 블록의 움직임 정보는 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보 또는 현재 블록에 이웃한 이웃 블록의 움직임 정보 중 적어도 하나를 기초로 획득될 수 있다.
도 10은 현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.
현재 블록에 머지 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 공간적 이웃 블록으로부터 공간적 머지 후보를 유도할 수 있다(S1010). 공간적 이웃 블록은, 현재 블록의 상단, 좌측 또는 현재 블록의 코너(예컨대, 상단 좌측 코너, 우측 상단 코너 또는 좌측 하단 코너 중 적어도 하나)에 인접한 블록 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
공간적 머지 후보의 움직임 정보는, 공간적 이웃 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다.
현재 블록의 시간적 이웃 블록으로부터 시간적 머지 후보를 유도할 수 있다(S1020). 시간적 이웃 블록은, 콜로케이티드 픽처에 포함된 블록을 의미할 수 있다. 콜로케이티드 픽처는, 현재 블록을 포함하는 현재 픽처와 상이한 시간적 순서(Picture Order Count, POC)를 갖는다. 콜로케이트 픽처는 참조 픽처 리스트 내 기 정의된 인덱스를 갖는 픽처로 결정되거나, 비트스트림으로부터 시그널링되는 인덱스에 의해 결정될 수 있다. 시간적 이웃 블록은, 콜로케이티드 픽처 내 현재 블록과 동일한 위치인 콜로케이티드 블록 내의 좌표를 포함하는 블록 또는, 콜로케이티드 블록에 인접한 블록으로 결정될 수 있다. 일 예로, 콜로케이티드 블록의 중심 좌표를 포함하는 블록, 또는, 콜로케이티드 블록의 좌측 하단 경계에 인접한 블록 중 적어도 하나가 시간적 이웃 블록으로 결정될 수 있다.
시간적 머지 후보의 움직임 정보는, 시간적 이웃 블록의 움직임 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 시간적 머지 후보의 움직임 벡터는, 시간적 이웃 블록의 움직임 벡터에 기초하여 결정될 수 있다. 또한, 시간적 머지 후보의 인터 예측 방향은 시간적 이웃 블록의 인터 예측 방향과 동일하게 설정될 수 있다. 단, 시간적 머지 후보의 참조 픽처 인덱스는, 고정된 값을 가질 수 있다. 일 예로, 시간적 머지 후보의 참조 픽처 인덱스는 '0'으로 설정될 수 있다.
이후, 공간적 머지 후보 및 시간적 머지 후보를 포함하는 머지 후보 리스트를 생성할 수 있다(S1030). 만약, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보의 개수가 최대 머지 후보 개수보다 작은 경우, 둘 이상의 머지 후보를 조합한 조합된 머지 후보가 머지 후보 리스트에 포함될 수 있다.
머지 후보 리스트가 생성되면, 머지 후보 인덱스에 기초하여, 머지 후보 리스트에 포함된 머지 후보 중 적어도 하나를 특정할 수 있다(S1040).
현재 블록의 움직임 정보는, 머지 후보 인덱스에 의해 특정된 머지 후보의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다(S1050). 일 예로, 머지 후보 인덱스에 의해, 공간적 머지 후보가 선택된 경우, 현재 블록의 움직임 정보는, 공간적 이웃 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다. 또는, 머지 후보 인덱스에 의해, 시간적 머지 후보가 선택된 경우, 현재 블록의 움직임 정보는, 시간적 이웃 블록의 움직임 정보와 동일하게 설정될 수 있다.
도 11은 현재 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 움직임 정보를 유도하는 과정을 나타낸 도면이다.
현재 블록에 AMVP 모드가 적용되는 경우, 비트스트림으로부터, 현재 블록의 인터 예측 방향 또는 참조 픽처 인덱스 중 적어도 하나를 복호화할 수 있다(S1110). 즉, AMVP 모드가 적용되는 경우, 현재 블록의 인터 예측 방향 또는 참조 픽처 인덱스 중 적어도 하나는 비트스트림을 통해 부호화된 정보에 기초하여 결정될 수 있다.
현재 블록의 공간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 기초로, 공간적 움직임 벡터 후보를 결정할 수 있다(S1120). 공간적 움직임 벡터 후보는, 현재 블록의 상단 이웃 블록으로부터 유도된 제1 공간적 움직임 벡터 후보 및 현재 블록의 좌측 이웃 블록으로부터 유도된 제2 공간적 움직임 벡터 후보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 상단 이웃 블록은, 현재 블록의 상단 또는 상단 우측 코너에 인접한 블록 중 적어도 하나를 포함하고, 현재 블록의 좌측 이웃 블록은, 현재 블록의 좌측 또는 좌측 하단 코너에 인접한 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 현재 블록의 좌측 상단 코너에 인접한 블록은, 상단 이웃 블록으로 취급될 수도 있고, 또는 좌측 이웃 블록으로 취급될 수도 있다.
현재 블록과 공간적 이웃 블록 사이의 참조 픽처가 상이한 경우, 공간적 움직임 벡터는 공간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써 획득될 수도 있다.
현재 블록의 시간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 기초로, 시간적 움직임 벡터 후보를 결정할 수 있다(S1130). 현재 블록과 시간적 이웃 블록 사이의 참조 픽처가 상이한 경우, 시간적 움직임 벡터는 시간적 이웃 블록의 움직임 벡터를 스케일링함으로써 획득될 수도 있다.
공간적 움직임 벡터 후보 및 시간적 움직임 벡터 후보를 포함하는 움직임 벡터 후보 리스트를 생성할 수 있다(S1140).
움직임 벡터 후보 리스트가 생성되면, 움직임 벡터 후보 리스트 중 적어도 하나를 특정하는 정보에 기초하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중 적어도 하나를 특정할 수 있다(S1150).
상기 정보에 의해 특정된 움직임 벡터 후보를, 현재 블록의 움직임 벡터 예측값으로 설정하고, 움직임 벡터 예측값에 움직임 벡터 차분값을 합하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 획득할 수 있다(S1160). 이때, 움직임 벡터 차분값은, 비트스트림을 통해 파싱될 수 있다.
현재 블록의 움직임 정보가 획득되면, 획득된 움직임 정보에 기초하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다(S920). 구체적으로, 현재 블록의 인터 예측 방향, 참조 픽처 인덱스 및 움직임 벡터에 기초하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상이 수행될 수 있다.
인터 예측 방향은, N개의 방향을 지시할 수 있다. 여기서, N은 자연수로, 1, 2 또는 3 이상일 수 있다. 인터 예측 방향이 N개의 방향인 것은, N개의 참조 픽처 또는 N개의 참조 블록에 기초하여, 현재 블록의 인터 예측이 수행되는 것을 의미할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 인터 예측 방향이 단방향을 지시하는 경우, 현재 블록의 인터 예측은, 하나의 참조 픽처에 기초하여 수행되는 반면, 현재 블록의 인터 예측이 양방향을 지시하는 경우, 현재 블록의 인터 예측은, 두개의 참조 픽처 또는 두개의 참조 블록을 이용하여 수행될 수 있다.
현재 블록에 복수 방향 예측이 허용되는지 여부는, 현재 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수도 있다. 일 예로, 코딩 유닛이 정방 형태인 경우에는, 복수 방향 예측을 이용한 부호화/복호화를 허용하는 반면, 코딩 유닛이 비정방 형태인 경우에는, 단방향 예측을 이용한 부호화/복호화 만이 허용되도록 설정될 수 있다. 이와 반대로, 코딩 유닛이 비정방 형태인 경우에는, 복수 방향 예측을 이용한 부호화/복호화를 허용하는 반면, 코딩 유닛이 정방형 형태인 경우에는, 단방향 예측을 이용한 부호화/복호화 만이 허용되도록 설정될 수도 있다. 또는, 예측 유닛이 4x8 또는 8x4 등의 크기의 비정방 파티션인 경우, 복수 방향 예측을 이용한 부호화/복호화가 허용되지 않도록 설정될 수도 있다.
참조 픽처 인덱스는, 현재 블록의 인터 예측에 사용될 참조 픽처를 특정할 수 있다. 구체적으로, 참조 픽처 인덱스는, 참조 픽처 리스트에 포함된 참조 픽처 중 어느 하나를 특정할 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 인터 예측 방향이 양방향인 경우, 참조 픽처 리스트 L0에 포함된 참조 픽처(참조 픽처 L0)가 참조 픽처 인덱스 L0에 의해 특정되고, 참조 픽처 리스트 L1에 포함된 참조 픽처(참조 픽처 L1)이 참조 픽처 인덱스 L1에 의해 특정될 수 있다.
하나의 참조 픽처가 둘 이상의 참조 픽처 리스트에 포함될 수도 있다. 이에 따라, 참조 픽처 리스트 L0에 속한 참조 픽처 및 참조 픽처 리스트 L1에 속한 참조 픽처들의 참조 픽처 인덱스가 상이하다 하더라도, 양 참조 픽처의 시간적 순서(Picture Order Count, POC)는 동일할 수 있다.
움직임 벡터는, 참조 픽처 내 현재 블록의 예측 블록에 대응하는 참조 블록의 위치를 특정하는데 이용될 수 있다. 참조 픽처 내 움직임 벡터에 의해 특정되는 참조 블록에 기초하여, 현재 블록에 대한 화면 간 예측이 수행될 수 있다. 일 예로, 참조 블록에 포함된 정수 화소 또는, 정수 화소를 보간하여 생성된 비 정수 화소가 현재 블록의 예측 샘플로 생성될 수 있다. 각기 다른 움직임 벡터에 의해 특정된 참조 블록들이 동일한 참조 픽처에 속할 수도 있다. 일 예로, 참조 픽처 리스트 L0 및 참조 픽처 리스트 L1으로부터 선택된 참조 픽처가 동일한 경우, 움직임 벡터 L0 및 움직임 벡터 L1에 의해 특정된 참조 블록은 동일한 참조 픽처에 속할 수 있다.
상술한 바와 같이, 현재 블록의 인터 예측 방향이 2개 이상의 방향을 지시하는 경우, 현재 블록에 대한 움직임 보상은, 2개 이상의 참조 픽처 또는 2개 이상의 참조 블록을 기초로 수행될 수 있다.
일 예로, 현재 블록이 양방향 예측으로 부호화된 경우, 현재 블록의 예측 블록은, 2개의 참조 픽처로부터 획득되는 2개의 참조 블록에 기초하여 획득될 수 있다. 또한, 현재 블록이 양방향 예측으로 부호화되었을 때, 원영상과 2개의 참조 블록에 기초하여 획득된 예측 블록 사이의 차분을 나타내는 잔차 블록이 부호화/복호화될 수 있다.
2개 이상의 참조 픽처를 이용하는 경우, 각 참조 픽처별 동일 또는 상이한 가중치를 적용하여, 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행할 수 있다. 이하, 후술되는 실시예에서는, 인터 예측 방향이 2개 이상을 지시하는 경우, 현재 블록에 대해 가중 예측을 수행하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다. 다만, 설명의 편의를 위해, 현재 블록의 인터 예측 방향은 양방향인 것으로 가정한다. 그러나, 현재 블록의 인터 예측 방향이 3개 이상인 경우에도, 후술되는 실시예가 응용되어 적용될 수 있다 할 것이다. 아울러, 2개의 예측 영상을 이용하여 현재 블록에 대한 움직임 보상을 수행하는 것을, 양방향 예측 방법 또는 양방향 예측 부호화/복호화 방법이라 호칭하기로 한다.
현재 블록에 대해 양방향 예측이 적용되는 경우, 현재 블록의 양방향 예측에 이용되는 참조 픽처는, 현재 픽처보다 시간적 순서(Picture Order Count, POC)가 과거인 픽처, 현재 픽처보다 시간적 순서가 미래인 픽처 또는 현재 픽처일 수 있다. 일 예로, 2개의 참조 픽처 중 어느 하나는 현재 픽처보다 시간적 순서가 과거인 픽처이고, 다른 하나는, 현재 픽처보다 시간적 순서가 미래인 픽처일 수 있다. 또는, 2개의 참조 픽처 중 어느 하나는 현재 픽처이고, 다른 하나는 현재 픽처보다 시간적 순서가 과거인 픽처 또는 현재 픽처보다 시간적 순서가 미래인 픽처일 수 있다. 또는, 2개의 참조 픽처 모두 현재 픽처보다 시간적 순서가 과거인 픽처이거나, 현재 픽처보다 시간적 순서가 미래인 픽처일 수 있다. 또는, 2개의 참조 픽처 모두 현재 픽처일 수도 있다.
2개의 참조 픽처 리스트 각각로부터, 2개의 예측 블록이 생성될 수 있다. 일 예로, 움직임 벡터 L0에 기초하여, 참조 픽처 L0에 기초한 예측 블록이생성되고, 움직임 벡터 L1에 기초하여, 참조 픽처 L1에 기초한 예측 블록이 생성될 수 있다. 움직임 벡터 L0에 의해 생성된 예측 블록 및 움직임 벡터 L1에 의해 생성된 예측 블록 은 동일한 참조 픽처에 기초하여 생성될 수도 있다.
현재 블록의 예측 블록은, 양 참조 픽처를 기초로 생성된 예측 블록들의 평균값을 기초로 획득될 수 있다. 일 예로, 수학식 1은, 복수 예측 블록들의 평균값을 기초로, 현재 블록의 예측 블록을 획득하는 예를 나타낸다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000001
상기 수학식 1에서, P(x)는 현재 블록의 최종 예측 샘플 또는 양방향 예측된 예측 샘플을 의미하고, PN(x)는, 참조 픽처 LN에 기초하여 생성된 예측 블록 LN의 샘플값을 의미한다. 일 예로, P0(x)는, 참조 픽처 L0를 기초로 생성된 예측 블록의 예측 샘플을 의미하고, P1(x)는, 참조 픽처 L1를 기초로 생성된 예측 블록의 예측 샘플을 의미할 수 있다. 즉, 상기 수학식 1에 따르면, 현재 블록의 최종 예측 블록은, 복수 참조 픽처에 기초하여 생성된 복수 예측 블록의 가중합을 기초로 획득될 수 있다. 이때, 각 예측 블록에는, 부호화기/복호화기에서 기 정의된 고정된 값의 가중치가 부여될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 현재 블록의 최종 예측 블록은, 복수 예측 블록의 가중합을 기초로 획득되고, 이때, 각 예측 블록에 부여되는 가중치는 가변적/적응적으로 결정될 수도 있다. 일 예로, 양 참조 픽처 또는 양 예측 블록들이 서로 다른 밝기를 갖는 경우, 양 예측 블록들을 평균하여 양방향 예측을 수행하는 것 보다는, 양 예측 블록들 각각에 상이한 가중치를 부여하여 현재 블록에 대한 양방향 예측을 수행하는 것이 효과적일 수 있다. 이하, 설명의 편의를 위해, 예측 블록들 각각에 부여되는 가중치가 가변적/적응적으로 결정될 때의 양방향 예측 방법을 '양방향 가중 예측'이라 호칭하기로 한다.
현재 블록에 양방향 가중 예측이 허용되는지 여부는, 현재 블록의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수도 있다. 일 예로, 코딩 유닛이 정방 형태인 경우에는, 양방향 가중 예측을 이용한 부호화/복호화를 허용하는 반면, 코딩 유닛이 비정방 형태인 경우에는, 양방향 가중 예측이 허용되지 않도록 설정될 수 있다. 이와 반대로, 코딩 유닛이 비정방 형태인 경우에는, 양방향 가중 예측을 이용한 부호화/복호화를 허용하는 반면, 코딩 유닛이 정방형 형태인 경우에는, 양방향 가중 예측이 허용되지 않도록 설정될 수도 있다. 또는, 예측 유닛이 4x8 또는 8x4 등의 크기의 비정방 파티션인 경우, 양방향 가중 예측을 이용한 부호화/복호화가 허용되지 않도록 설정될 수도 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른, 양방향 가중 예측 방법의 흐름도이다.
양방향 가중 예측을 수행하기 위해, 현재 블록에 대한 가중 예측 파라미터를 결정할 수 있다(S1210). 가중 예측 파라미터는, 양 참조 픽처에 적용될 가중치를 결정하는데 이용될 수 있다. 일 예로, 도 13에 도시된 예에서와 같이, 참조 픽처 L0를 기초로 생성된 예측 블록에는 1-w의 가중치가 적용되고, 참조 픽처 L1를 기초로 생성된 예측 블록에는 w의 가중치가 적용될 수 있다. 가중 예측 파라미터를 기초로, 각 예측 블록에 적용될 가중치를 결정하고(S1220), 결정된 가중치를 기초로, 복수 예측 블록들의 가중합 연산을 수행하여, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다(S1230). 예컨대, 현재 블록의 최종 예측 블록은, 하기 수학식 2에 기초하여 생성될 수 있다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000002
상기 수학식 2에서, w는 가중 예측 파라미터를 나타낸다.
수학식 2에 나타난 바와 같이, 예측 블록 P0에는 1-w의 가중치를 부여하고, 예측 블록 P1에는 w의 가중치를 부여함으로써, 현재 블록의 최종 예측 블록 P(x)가 획득될 수 있다. 수학식 2에 나타난 것과 반대로, 예측 블록 P0에 w의 가중치를 부여하고, 예측 블록 P1에 1-w의 가중치를 부여하는 것도 가능하다.
가중 예측 파라미터는 참조 픽처들 사이의 밝기 차이에 기초하여 결정될 수도 있고, 현재 픽처와 참조 픽처들 사이의 거리(즉, POC 차이)에 기초하여 결정될 수도 있다. 또는, 현재 블록의 크기 또는 형태에 기초하여, 가중 예측 파라미터가 결정될 수도 있다.
가중 예측 파라미터는, 블록 단위(예컨대, 코딩 트리 유닛, 부호화 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛 단위)로 결정되거나, 슬라이스 또는 픽처 단위로 결정될 수 있다.
이때, 가중 예측 파라미터는 기 정의된 후보 가중 예측 파라미터를 기초로 결정될 수 있다. 일 예로, 가중 예측 파라미터는, -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4 또는 5/4 등 기 정의된 값들 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
또는, 현재 블록에 대한 가중 예측 파라미터 세트를 결정한 뒤, 결정된 가중 예측 파라미터 세트에 포함된 적어도 하나의 후보 가중 예측 파라미터로부터, 가중 예측 파라미터를 결정할 수도 있다. 가중 예측 파라미터 세트는, 블록 단위(예컨대, 코딩 트리 유닛, 부호화 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛 단위)로 결정되거나, 슬라이스 또는 픽처 단위로 결정될 수 있다.
일 예로, 가중 예측 파라미터 세트 w0 및 w1 중 어느 하나가 선택되었다면, 선택된 가중 예측 파라미터 세트에 포함된 후보 가중 예측 파라미터 중 적어도 하나를 현재 블록에 대한 가중 예측 파라미터로 결정할 수 있다. 예컨대, w0 = {-1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 5/4} 이고 w1 = {-3/8, -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4} 인 것으로 가정한다. 가중 예측 파라미터 세트 w0가 선택된 경우, 현재 블록의 가중 예측 파라미터 w는 w0에 포함된 후보 가중 예측 파라미터, -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 5/4 중 어느 하나로 결정될 수 있다.
현재 블록이 이용할 수 있는 가중 예측 파라미터 세트는, 양방향 예측에 사용되는 참조 픽처의 시간적 순서 또는 시간적 방향에 따라 결정될 수 있다. 시간적 순서는, 픽처간 부호화/복호화 순서를 나타낼 수도 있고, 픽쳐들의 출력 순서(예컨대, POC)를 나타낼 수 있다. 또한, 시간적 방향은, 참조 픽처의 시간적 순서가 현재 픽처보다 과거 또는 미래인지 여부를 나타낼 수 있다.
일 예로, 양방향 예측에 사용되는 2개의 참조 픽처가 동일한 시간적 순서를 갖는지 여부에 따라, 현재 픽처가 이용할 수 있는 가중 예측 파라미터 세트가 결정될 수 있다. 예컨대, 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1가 동일한 픽처(즉, 시간적 순서가 동일한 픽처)인지, 혹은 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1가 상이한 픽처(즉, 시간적 순서가 상이한 픽처)인지 여부에 따라, 현재 블록이 이용할 수 있는 가중 예측 파라미터 세트가 상이하게 결정될 수 있다.
상이한 가중 예측 파라미터 세트는, 가중 예측 파라미터 세트에 포함된 가중 예측 파라미터의 절대값, 부호(sign), 개수 중 적어도 하나가 상이한 것을 의미한다. 일 예로, 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1의 시간적 방향이 동일한 경우에는, 가중 예측 파라미터 세트 w0 = {-1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4, 5/4}가 사용되고, 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1의 시간적 방향이 상이한 경우에는 가중 예측 파라미터 w1 = {-3/8, -1/4, 1/4, 3/8, 1/2, 5/8, 3/4}가 사용될 수 있다.
일 예로, 양방향 예측에 사용되는 2개의 참조 픽처 각각의 시간적 방향이 동일한지 여부에 따라, 현재 픽처가 이용할 수 있는 가중 예측 파라미터 세트가 결정될 수 있다. 예컨대, 2개의 참조 픽처의 시간적 방향이 동일한 경우와 2개의 참조 픽처 각각의 시간적 방향이 상이한 경우에 있어서, 현재 블록이 이용할 수 있는 가중 예측 파라미터 세트가 상이하게 결정될 수 있다. 구체적 예로, 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1가 모두 현재 픽처의 이전 픽처인지 여부, 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1가 모두 현재 픽처의 다음 픽처인지 여부 및 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1의 시간적 방향이 상이한지 여부 등에 따라, 현재 블록의 가중 예측 파라미터가 상이하게 설정될 수 있다.
이용 가능한 후보 가중 예측 파라미터의 개수 또는 이용 가능한 가중 예측 파라미터 세트의 개수는 블록, 슬라이스 또는 픽처별로 상이하게 설정될 수 있다. 일 예로, 슬라이스 단위로, 이용 가능한 후보 가중 예측 파라미터의 개수 또는 이용 가능한 가중 예측 파라미터 세트의 개수가 시그널링될 수 있다. 이에 따라, 슬라이스 별로 사용 가능한 후보 가중 예측 파라미터의 개수 또는 이용 가능한 가중 예측 파라미터 세트의 개수가 상이할 수 있다.
가중 예측 파라미터는 현재 블록에 인접한 주변 블록으로부터 유도될 수 있다. 여기서, 현재 블록에 인접한 주변 블록이란, 현재 블록의 공간적 이웃 블록 또는 시간적 이웃 블록 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 가중 예측 파라미터는, 현재 블록에 인접한 주변 이웃 블록들의 가중 예측 파라미터들 중 최소값 또는 최대값으로 설정되거나, 주변 이웃 블록들의 가중 예측 파라미터들의 평균값으로 설정될 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 가중 예측 파라미터는, 현재 블록에 인접한 이웃 블록들 중 소정 위치에 존재하는 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 여기서, 소정 위치는 가변적 또는 고정적으로 결정될 수 있다. 구체적으로, 이웃 블록의 위치는 현재 블록(예컨대, 부호화 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛 등)의 크기, 코딩 트리 유닛 내 현재 블록의 위치, 현재 블록의 형태(예컨대, 현재 블록의 파티션 형태) 또는 현재 블록의 파티션 인덱스 등에 기초하여 가변적으로 결정될 수 있다. 또는, 이웃 블록의 위치는, 부호화기/복호화기에서 기-정의되어 고정적으로 결정될 수도 있다.
일 예로, 현재 블록의 가중 예측 파라미터는, 현재 블록에 인접한 이웃 블록들 중 양방향 가중 예측이 적용된 이웃 블록으로부터 유도될 수 있다. 구체적으로, 현재 블록에 인접한 이웃 블록들을 소정 순서로 스캔하였을 때, 가장 처음 탐색된 양방향 가중 예측이 적용된 이웃 블록의 가중 예측 파라미터로부터, 현재 블록의 가중 예측 파라미터를 유도할 수 있다. 도 14는 이웃 블록들 간의 스캔 순서를 예시한 도면이다. 도 14에서는, 스캔 순서가 좌측 이웃 블록, 상단 이웃 블록, 상단 우측 이웃 블록, 좌측 하단 이웃 블록 및 좌측 상단 이웃 블록 순인 것으로 도시되었으나, 본 발명이 도시된 예에 한정되는 것은 아니다. 기-정의된 스캔 순서에 따라 스캔을 수행하였을 때, 가장 처음 발견된 양방향 가중 예측이 적용된 이웃 블록의 가중 예측 파라미터가 현재 블록의 가중 예측 파라미터로 사용될 수 있다.
또는, 기-정의된 스캔 순서에 따라 스캔을 수행하였을 때, 가중 처음 발견된 양방향 가중 예측이 적용된 이웃 블록의 가중 예측 파라미터를 현재 블록의 가중 예측 파라미터 예측값으로 설정할 수도 있다. 이 경우, 가중 예측 파라미터 예측값 및 가중 예측 파라미터 차분값을 이용하여, 현재 블록의 가중 예측 파라미터가 획득될 수 있다.
일 예로, 현재 블록의 가중 예측 파라미터는, 현재 블록의 움직임 정보와 병합되는 공간적 또는 시간적 이웃 블록으로부터 유도되거나, 현재 블록의 움직임 벡터 예측값을 유도하는데 이용된 공간적 또는 시간적 이웃 블록으로부터 유도될 수도 있다.
가중 예측 파라미터를 결정하기 위한 정보는, 비트스트림을 통해 시그널링될 수도 있다. 일 예로, 가중 예측 파라미터의 값을 나타내는 정보, 후보 가중 예측 파라미터 중 어느 하나를 특정하는 인덱스 정보 또는 가중 예측 파라미터 세트 중 어느 하나를 특정하는 세트 인덱스 정보 중 적어도 하나에 기초하여, 현재 블록의 가중 예측 파라미터가 결정될 수 있다.
가중 예측 파라미터를 파라미터를 이진화하고 부호화하는 것에, 통계적으로 가장 사용 빈도수가 높은 가중 예측 파라미터에 가장 작은 바이너리 코드워드를 매핑할 수 있다. 예를 들어, 다음의 표 1에서와 같이, 가중 예측 파라미터에 대해 절삭형 단항 이진화(Truncated Unary Binarization)를 수행할 수 있다. 표 1은, cMax가 6인 경우의 예시이다.
인덱스 가중 예측 파라미터 이진 코드워드
0 -1/4 111111
1 1/4 11110
2 3/8 110
3 1/2 0
4 5/8 10
5 3/4 1110
6 5/4 111110
표 1에 나타난 절삭형 단항 이진화 방법은, 기본적으로는 단항 이진화 방법과 동일하나, 입력의 최대값(cMax)을 미리 수신한 후 변환을 수행하는 차이점이 있다. 표 2는 cMax가 13인 절삭형 단항 이진화를 예시한 것이다.
Value Binarization
0 0
1 1 0
2 1 1 0
3 1 1 1 0
...
12 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
13 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
양방향 예측에 이용되는 참조 픽처들의 시간적 방향이 동일한지 여부에 따라, 가중 예측 파라미터 이진화시 상이한 바이너리 코드워드를 사용할 수도 있다. 일 예로, 표 3은, 참조 픽처 L0 및 참조 픽처 L1의 시간적 방향이 동일한지 여부에 따른, 바이너리 코드워드를 예시한 것이다.
인덱스 가중 예측 파라미터 서로 다른 방향에서 양방향 예측시 이진 코드 워드 서로 같은 방향에서 양방향 예측 시 이진 코드 워드
0 -1/4 111111 111110
1 1/4 11110 1110
2 3/8 110 10
3 1/2 0 0
4 5/8 10 110
5 3/4 1110 11110
6 5/4 111110 111110
현재 픽처와 참조 픽처 간 시간적 순서 차이에 따라, 현재 블록의 가중치 예측 파라미터가 결정될 수도 있다. 여기서, 시간적 순서 차이는, 픽처 간 부호화/복호화 순서 차이 또는 픽처 간 출력 순서 차이(예컨대, POC 차이값)를 나타낼 수 있다. 일 예로, 현재 픽처와 참조 픽처 L0 사이의 POC 차이값(이하, 제1 참조 거리라 함) 및 현재 픽처와 참조 픽처 L1 사이의 POC 차이값(이하, 제2 참조 거리라 함) 중 적어도 하나에 기초하여, 현재 픽처의 가중 예측 파라미터를 결정할 수 있다.
구체적으로, 제1 참조 거리 및 제2 참조 거리의 비율에 기초하여, 현재 블록의 가중 예측 파라미터가 결정될 수 있다. 제1 참조 거리가 w 이고, 제2 참조 거리가 h인 경우, w/(w+h)를 현재 블록의 가중 예측 파라미터로 사용할 수 있다. 예컨대, 제1 참조 거리 및 제2 참조 거리가 동일한 경우, 현재 블록의 가중 예측 파라미터는 1/2로 결정될 수 있다. 또한, 제1 참조 거리가 1이고, 제2 참조 거리는 3인 경우, 현재 블록의 가중 예측 파라미터는 1/4로 결정될 수 있다.
또는, 제1 참조 거리가 w 이고, 제2 참조 거리가 h인 경우, 후보 가중 예측 파라미터 중 w/(w+h)와 가장 유사한 값을 갖는 것을 현재 블록의 가중 예측 파라미터로 사용할 수도 있다.
또는, 제1 참조 거리 및 제2 참조 거리를 고려하여, 현재 블록의 가중 예측 파라미터를 이진화할 수도 있다. 표 4는 제1 참조 거리 및 제2 참조 거리에 기초한, 바이너리 코드워드를 나타낸 것이다.
인덱스 가중 예측 파라미터 제1 참조 거리와 제2 참조 거리가 같을 때 제1 참조 거리와 제2 참조 거리가 다를 때 (제1 참조 거리 =2, 제2 참조 거리 = 1) 제1 참조 거리와 제2 참조 거리가 다를 때 (제1 참조 거리 =1, 제2 참조 거리 = 2)
0 -1/4 111111 111110 111111
1 1/4 11110 11110 0
2 3/8 110 1110 110
3 1/2 0 10 10
4 5/8 10 0 1110
5 3/4 1110 110 11110
6 5/4 111110 111110 111110
표 4에 도시된 예에서, 제1 참조 거리 및 제2 참조 거리가 동일한 경우에는 가중 예측 파라미터가 1/2로 설정될 확률이 높으므로, 제1 참조 거리 및 제2 참조 거리가 동일한 경우, 1/2에 가장 작은 코드워드를 할당할 수 있다.
제1 참조 거리 및 제2 참조 거리가 상이한 경우, 통계적으로 가장 사용 빈도수가 높은 가중 예측 파라미터에 가장 작은 바이너리 코드워드를 매핑할 수 있다. 일 예로, 제1 참조 거리가 제2 참조거리보다 큰 경우에는, 참조 픽처 L1에 보다 큰 가중치가 부여될 확률이 높으므로, 1/2보다 큰 값의 가중 예측 파라미터에 가장 작은 바이너리 코드워드를 매핑할 수 있다. 반면, 제1 참조거리가 제2 참조거리보다 작은 경우에는, 참조 픽처 L0에 보다 큰 가중치가 부여될 확률이 높으므로, 1/2보다 작은 값의 가중 예측 파라미터에 가장 작은 바이너리 코드워드를 매핑할 수 있다.
표 4에 예시된 것과 반대로, 제1 참조거리가 제2 참조거리보다 큰 경우, 1/2보다 작은 값의 가중 예측 파라미터에 가장 작은 바이너리 코드워드를 매핑하고, 제1 참조거리가 제2 참조 거리보다 작은 경우에는, 1/2보다 큰 값의 가중 예측 파라미터에 가장 작은 바이너리 코드워드를 매핑하는 것도 가능하다.
둘 이상의 예측 모드를 조합하여, 현재 블록에 대한 예측을 수행할 수도 있다. 조합된 예측 모드는, 인터 예측 모드 및 인트라 예측 모드를 조합한 것이거나, 둘 이상의 인터 예측 방법을 조합한 것일 수 있다. 여기서, 인터 예측 방법은, 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 또는 현재 픽처 참조 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 현재 픽처 참조 모드는, 현재 블록을 포함하는 현재 픽처를 참조 픽처로 이용하는 인터 예측 방법을 나타낸다. 현재 픽처 참조 모드를 이용할 경우, 현재 블록 보다 앞서 복원된 영역으로부터, 현재 블록의 예측 블록을 유도할 수 있다. 현재 픽처 참조 모드는, 인터 예측 모드로 분류되지 않고, 인트라 예측 모드의 하나로 분류될 수도 있다. 또는, 현재 픽처 참조 모드는, 스킵 모드, 머지 모드 또는 AMVP 모드의 일 실시예인 것으로 이해될 수도 있다. 또는, 조합된 예측 모드는, 둘 이상의 인트라 예측 모드(예컨대, 방향성 예측 모드와 비방향성 예측 모드 또는 둘 이상의 방향성 예측 모드 등)으로 구성될 수 있다.
이하, 둘 이상의 예측 모드를 조합하여, 현재 블록에 대한 예측을 수행하는 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 15는 본 발명에 따른, 조합된 예측 방법을 나타낸 흐름도이다.
먼저, 제1 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성할 수 있다(S1510). 그리고, 제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성할 수 있다(S1520). 제1 예측 모드 및 제2 예측 모드는 상이한 예측 모드일 수 있다. 제1 예측 블록 또는 제2 예측 블록 중 어느 하나는, 복수 방향 예측에 의해 성성된 것일 수도 있다.
현재 블록에 대한 가중 예측 파라미터를 결정할 수 있다(S1530). 가중 예측 파라미터를 결정하는 실시예는 앞서 도 12를 통해 상세히 설명한 바 있으므로, 본 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
가중 예측 파라미터를 기초로, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록에 적용될 가중치를 결정하고(S1540), 결정된 가중치를 기초로, 복수 예측 블록들의 가중합 연산을 수행하여, 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성할 수 있다(S1550).
도 16 및 도 17은 상이한 예측 모드에 의해 획득된 복수 예측 블록들의 가중합에 기초하여, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는 예를 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 참조 픽처 L0 또는 참조 픽처 L1을 기초로 예측 블록 P0가 생성되고(인터 예측), 현재 블록 이전에 부호화/복호화된 주변 샘플을 기초로 예측 블록 P1이 생성될 수 있다(인트라 예측). 이 경우, 현재 블록의 예측 블록은, 예측 블록 P0 및 예측 블록 P1의 가중합 연산을 기초로 생성될 수 있다.
도 17을 참조하면, 참조 픽처 L0 또는 참조 픽처 L1을 기초로 예측 블록 P0가 생성되고, 현재 픽처 참조 모드 하에서, 현재 픽처를 기초로, 예측 블록 P1이 생성될 수 있다. 이 경우, 현재 블록의 예측 블록은, 예측 블록 P0 및 예측 블록 P1의 가중합 연산을 기초로 생성될 수 있다.
둘 이상의 예측 모드를 조합한, 조합된 예측 방법을 사용할 것인지 여부는, 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 일 예로, 인트라 예측 모드, 인터 예측 모드 또는 조합된 예측 모드 중 적어도 하나를 지시하는 정보가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 조합된 예측 모드는, 블록의 크기 또는 형태에 따라, 조합된 예측 모드의 사용이 제한될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록의 크기가 8x8 이하이거나, 현재 블록이 비정방형인 경우, 조합된 예측 모드의 사용이 제한될 수 있다.
현재 블록의 예측 모드는, 서브 블록 단위로 결정될 수도 있다. 일 예로, 현재 블록이 N개의 파티션으로 분할되었을 때, N개의 파티션 각각에 대해 개별적으로 예측 모드가 결정될 수 있다. 현재 블록의 분할 형태는 대칭 형태 또는 비대칭 형태일 수 있다. 이에 따라, 서브 블록은 정방형일 수도 있고, 비정방형일 수도 있다. 현재 서브 블록 단위로, 단일의 예측 모드를 이용할 것인지 혹은 조합된 예측 모드를 이용할 것인지 여부가 결정될 수 있다.
이때, 서브 블록별 예측 모드는, 참조 샘플과의 거리를 고려하여 결정될 수 있다. 일 예로, 현재 블록이 인트라 예측 모드로 부호화되었을 때, 참조 샘플과의 거리가 멀수록, 참조 샘플과의 상관 관계가 작아진다고 볼 수 있다. 이에 따라, 현재 블록 내 참조 샘플과 거리가 먼 샘플(예컨대, 현재 블록의 우측열 또는 하단행에 포함된 샘플)은 참조 샘플과의 상관 관계가 작다고 볼 수 있다. 이에, 참조 샘플(예컨대, 상단 참조 샘플 또는 좌측 참조 샘플)에 인접한 서브 블록은, 인트라 예측에 의해 부호화/복호화하고, 참조 샘플로부터 멀리 떨어진 서브 블록은, 인트라 예측 및 인터 예측을 조합한 조합된 예측 방법에 의해 부호화/복호화할 수 있다.
도 18에 도시된 예에서와 같이, 서브 블록 0의 예측 블록은, 인트라 예측 모드에 기초하여 생성될 수 있다. 반면, 서브 블록 1의 예측 블록은, 인트라 예측 모드를 기초로 생성된 제1 예측 블록 및 인터 예측 모드를 기로초 생성된 제2 예측 블록의 가중합 연산에 기초하여 생성될 수 있다.
현재 블록과 참조 픽처 내 참조 블록이 유사함에도 불구하고, 현재 픽처와 이전 픽처 사이 밝기 변화가 존재하는 경우, 인트라 예측 또는 인터 예측의 예측 효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다. 이에 따라, 인트라 예측 또는 인터 예측을 통해 생성된 예측 샘플 또는, 상기 예측 샘플을 기초로 복원된 복원 샘플에, 현재 픽처와 참조 픽처 사이의 밝기 변화를 보상하는 조명 보상을 고려할 수 있다. 조명 보상은, 인트라 예측 또는 인터 예측으로 부호화/복호화된 영상에, 조명 보상 가중치와 오프셋을 적용함으로써 수행될 수 있다. 일 예로, 조명 보상 예측은 하기 수학식 3에 기초하여 수행될 수 있다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000003
상기 수학식 3에서, p는 인트라 예측 또는 인터 예측으로 부호화/복호화된 예측 샘플을 의미할 수 있다. l은 조명 보상 가중치를 나타내고, f는 오프셋을 나타낸다. p'은 조명 보상이 적용된 가중 예측 샘플을 의미할 수 있다.
조명 보상은, 인트라 예측 또는 인터 예측으로 부호화/복호화된 예측 샘플을 기초로 획득된 복원 샘플에 적용될 수도 있다. 구체적으로, 조명 보상은, 인루프 필터가 적용되기 전의 복원 샘플에 적용되거나, 인루프 필터가 적용된 이후의 복원 샘플에 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 수학식 3에서, p는 복원 샘플을 나타내고, p'은 조명 보상이 적용된 가중 복원 샘플을 의미할 수 있다.
이전 픽처 또는 이전 슬라이스 대비, 현재 픽처 또는 현재 슬라이스 전체 영역에 걸쳐 조명 변화가 발생할 수 있다. 이에 따라, 시퀀스, 픽처 또는 슬라이스 단위로, 조명 보상이 수행될 수 있다.
또는, 이전 슬라이스 또는 이전 시퀀스 대비 슬라이스 또는 시퀀스 내 일부 영역에서만 조명 변화가 발생할 수도 있다. 이에 따라, 픽처 또는 슬라이스 내 소정 영역 단위로 조명 보상을 수행할 수도 있다. 즉, 소정 영역 단위로, 조명 보상을 수행할 것인지 여부를 결정함으로써, 픽처 또는 슬라이스 내 조명 변화가 발생한 일부 영역에서만 조명 보상을 수행할 수 있다.
픽처 또는 슬라이스 내 소정 영역에 대해서만, 조명 보상이 수행되는 경우, 조명 보상이 수행되는 영역을 결정하기 위한 정보가 부호화/복호화될 수 있다. 일 예로, 조명 보상이 수행되는 영역의 위치, 조명 보상이 수행되는 영역의 크기 또는 조명 보상이 수행되는 영역의 형태 등을 나타내는 정보가 부호화/복호화될 수 있다.
또는, 블록 단위로, 조명 보상이 수행되는지 여부를 나타내는 정보를 부호화/복호화할 수도 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 일 예로, 조명 보상을 수행할 것인지 여부는, 코딩 트리 유닛, 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛 단위로 결정될 수 있다. 이에 따라, 코딩 트리 유닛, 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛 단위로, 조명 보상을 수행할 것인지 여부를 나타내는 정보가 결정될 수 있다.
픽처 또는 슬라이스 내 조명 보상이 수행될 영역을 결정하고, 해당 영역에 포함된 블록들 각각에 대해 조명 보상을 수행할 것인지 여부를 결정할 수도 있다. 예컨대, 소정 영역에 복수의 코딩 트리 유닛, 복수의 코딩 유닛, 복수의 예측 유닛 또는 복수의 변환 유닛이 포함된 경우, 소정 영역에 포함된 각 블록에 대해 조명 보상을 수행할 것인지 여부를 나타내는 정보를 시그널링할 수 있다. 이에 따라, 조명 보상 수행 단위에 포함된 블록들 각각에 대해 선택적으로 조명 보상이 수행될 수 있다.
상술한 설명을 바탕으로, 본 발명에 따른, 조명 보상 예측 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 19는 본 발명에 따른, 조명 보상 예측 방법의 흐름도이다.
먼저, 현재 블록에 대한, 조명 보상 파라미터를 결정할 수 있다(S1910). 조명 보상 파라미터는, 조명 보상 가중치 또는 오프셋 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
조명 보상 파라미터는, 시퀀스 단위, 픽처 단위, 슬라이스 단위 또는 부호화/복호화 블록 단위로 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다. 여기서, 여기서, 부호화/복호화 블록 단위는, 코딩 트리 유닛, 부호화 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛 중 적어도 하나를 의미할 수 있다.
또는, 조명 보상 파라미터는 조명 보상이 수행되는 소정 영역별로 시그널링될 수도 있다. 예컨대, 조명 보상 파라미터는, 복수의 블록을 포함하는 소정 영역에 대해, 조명 보상 파라미터가 시그널링될 수 있다. 소정 영역에 포함된 복수의 블록은, 동일한 조명 보상 파라미터를 사용할 수 있다.
현재 블록의 부호화 모드와 관계없이, 조명 보상 파라미터가 시그널링될 수 있다. 또는, 조명 보상 파라미터를 시그널링할 것인지 여부는, 현재 블록의 부호화 모드에 따라 결정될 수 있다. 예컨대, 조명 보상 파라미터는, 현재 블록의 부호화 모드가 기 정의된 모드인 경우에 한하여 시그널링될 수 있다. 여기서, 부호화 모드는, 현재 블록이 인트라 예측으로 부호화되었는지 여부(즉, 인트라 예측 모드) 또는 현재 블록이 인터 예측으로 부호화되었는지 여부(즉, 인터 예측 모드)를 나타낼 수 있다. 일 예로, 조명 보상 파라미터는, 현재 블록이 인터 예측으로 부호화된 경우에 한하여 시그널링될 수 있다. 또는, 부호화 모드는, 현재 블록이 인터 예측 부호화 방법인, 스킵 모드, 머지 모드, AMVP 모드 또는 현재 픽처 참조 모드 중 어느 하나를 나타낼 수도 있다.
일 예로, 현재 블록이 스킵 모드 또는 현재 픽처 참조 모드를 통해 부호화된 경우, 조명 보상 파라미터는 시그널링되지 않을 수 있다. 반면, 현재 블록이 머지 모드 또는 AMVP 모드를 통해 부호화된 경우, 비트스트림을 통해 조명 보상 파라미터가 시그널링될 수 있다. 조명 보상 파라미터가 시그널링되지 않는 경우, 현재 블록에 대한 조명 보상은 수행되지 않을 수 있다. 또는, 조명 보상 파라미터가 시그널링되지 않는 경우, 현재 블록의 조명 보상은, 부호화기/복호화기에서 기 정의된 조명 보상 파라미터를 이용하여 수행될 수 있다.
조명 보상 파라미터는, 현재 픽처의 제1 템플릿 영역 및 참조 픽처의 제2 템플릿 영역 사이의 조명 변화를 기초로 유도될 수 있다. 제1 템플릿 영역은 현재 블록에 인접하고, 제2 템플릿 영역은 참조 블록에 인접할 수 있다. 여기서, 참조 블록은, 현재 블록의 예측 블록을 생성하는데 이용되는 것으로, 현재 블록의 움직임 벡터에 의해 특정될 수 있다. 또는, 제2 템플릿 영역은, 참조 픽처 내 제1 템플릿 영역에 대응하는(co-located) 위치를 가질 수도 있다. 제2 템플릿 영역의 위치는, 현재 블록의 참조 픽처 또는 부호화 모드 등에 따라 가변적으로 결정될 수 있다.
제2 템플릿 영역에 비가용 샘플이 포함된 경우, 가용 샘플을 이용하여, 비가용 샘플에 대체값을 할당할 수 있다. 일 예로, 비가용 샘플 위치에 가용 샘플을 복사하여 사용할 수도 있고, 복수 가용 샘플을 이용하여 계산된 보간값을 비가용 샘플 위치에 할당할 수도 있다. 가용 샘플은 제2 템플릿 영역에 포함된 것일 수도 있고, 제2 템플릿 영역의 바깥에 존재하는 것일 수도 있다. 일 예로, 제2 템플릿 영역에 포함된 비가용 샘플의 대체값은, 참조 블록에 포함된 가용 샘플을 기초로 계산될 수 있다. 보간에 이용되는 필터의 계수, 형태 또는 필터 탭 수 중 적어도 하나는, 템플릿 영역의 크기 또는 형태 중 적어도 하나에 기초하여 가변적으로 결정될 수 있다.
조명 보상 파라미터는, 제1 템플릿 영역에 포함된 샘플들 및 제2 템플릿 영역에 포함된 샘플들의 차분값에 기초하여 계산될 수 있다. 일 예로, 현재 블록의 이웃 샘플을 yi(i는 0부터 N-1), 참조 블록의 이웃 샘플을 xi(i는 0부터 N-1)라고 했을 때, 조명 보상 가중치 l 및 오프셋 f는 하기 수학식 4의 E(w,f)의 최소값을 구하여 유도될 수 있다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000004
수학식 4는 다음의 수학식 5와 같이 변형될 수 있다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000005
수학식 5로부터, 조명 보상 가중치 l을 유도하기 위한 수학식 6 및 오프셋 f를 유도하기 위한 수학식 7을 유도할 수 있다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000006
Figure PCTKR2017006978-appb-M000007
조명 보상 파라미터가 결정되면, 결정된 조명 보상 파라미터를 이용하여, 현재 블록에 대한 조명 보상을 수행할 수 있다(S1920). 조명 보상은 인트라 예측 또는 인터 예측으로 부호화/복호화된 블록(예컨대, 예측 블록 또는 복원 블록)에 조명 보상 가중치와 오프셋을 적용함으로써 수행될 수 있다.
현재 블록의 인터 예측 방향이 복수 방향인 경우, 복수의 예측 블록 중 적어도 하나에 보상을 수행하고, 조명 보상된 예측 블록을 기초로, 현재 블록에 대해 복수 방향 예측을 수행할 수 있다. 예컨대, 현재 블록에 양방향 가중 예측이 적용된 경우, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록 중 적어도 하나에 조명 보상을 수행한 뒤, 제1 예측 블록 및 제2 예측 블록 간의 가중합 연산에 기초하여, 현재 블록의 최종 예측 블록 또는 양방향 예측된 블록을 생성할 수 있다.
도 20은 조명 보상에 기초한 양방향 가중 예측 방법의 흐름도이다.
도 20을 참조하면, 먼저, 참조 픽처에 조명 보상이 수행되는지 여부를 결정할 수 있다(S2010). 참조 픽처에 조명 보상이 수행되는지 여부는, 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 기초하여 판단될 수 있다. 상기 정보는 1비트의 플래그일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 일 예로, pred_ic_comp_flag는 참조 픽처에 조명 보상이 수행되는지 여부를 나타낼 수 있다.
참조 블록에 조명 보상이 수행되는 것으로 판단되면, 조명 보상이 수행될 참조 픽처를 결정할 수 있다(S2020). 구체적으로, 참조 블록에 조명 보상이 수행되는 것으로 판단되는 경우, 참조 픽처 L0에 조명 보상을 수행할 것인지 또는 참조 픽처 L1에 조명 보상을 수행할 것인지 여부를 결정할 수 있다. 상기 결정은 비트스트림을 통해 시그널링되는 정보에 기초하여 수행될 수 있다. 상기 정보는, 양 참조 픽처 중 어느 하나를 특정하는 정보일 수 있다. 또는, 상기 정보는 각 참조 픽처에 조명 보상이 수행되는지 여부를 나타내는 복수의 1비트 플래그일 수도 있다. 예컨대, 참조 픽처 L0에 대해 조명 보상이 수행되는지 여부를 나타내는 pred_ic_comp_l0_enalbed_falg 또는 참조 픽처 L1에 대해 조명 보상이 수행되는지 여부를 나타내는 pred_ic_comp_l1_enalged flag 중 적어도 하나가 비트스트림을 통해 시그널링될 수 있다.
조명 보상이 수행될 참조 픽처가 결정되면, 해당 참조 픽처에 적용될 조명 보상 파라미터를 결정할 수 있다(S2030). 조명 보상 파라미터를 결정하는 것은 도 19를 통해 상세히 설명한 바 있으므로, 본 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.
결정된 조명 보상 파라미터를 기초로, 조명 보상이 수행될 참조 픽처를 기초로 생성된 예측 블록에 조명 보상을 수행할 수 있다(S2040). 그리고, 조명 보상된 예측 블록을 이용하여, 현재 블록에 대한 양방향 가중 예측을 수행할 수 있다(S2050).
도 21은 조명 보상이 적용된 예측 블록을 이용하여 양방향 가중 예측을 수행하는 예를 나타낸 도면이다. 도 21에서는, 참조 픽처 L1를 기초로 생성된 예측 블록에 조명 보상이 수행된 것으로 도시되었다. 이에 따라, 현재 블록에 대한 양방향 가중 예측은, 참조 픽처 L0에 기초하여 생성된 예측 블록(P0)과 참조 픽처 L1을 기초로 생성되고, 조명 보상이 적용된 예측 블록(l*P1+f)의 가중합에 기초하여 수행될 수 있다.
조명 보상에 이용되는 조명 보상 가중치에 기초하여, 현재 블록에 대한 양방향 가중 예측을 수행할 수도 있다.
일 예로, 조명 보상 가중치를 기초로, 현재 블록의 가중 예측 파라미터를 유도하여, 현재 블록에 대한 양방향 가중 예측을 수행할 수 있다. 이때, 현재 블록의 가중 예측 파라미터 w는, 조명 보상 가중치 l과 동일한 값으로 설정되거나, (1-l)로 설정될 수 있다. 예컨대, 참조 픽처 L0를 기초로 생성된 예측 블록에 조명 보상 가중치 l에 기초한 조명 보상이 적용되는 경우, 현재 블록에 대한 양방향 가중 예측은, 하기 수학식 8에 기초하여 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000008
일 예로, 복수의 예측 블록 중 어느 하나에는 가중 예측 파라미터에 의해 결정된 가중치를 적용하고, 다른 하나에는 조명 보상 가중치를 적용하여, 현재 블록의 양방향 가중 예측을 수행할 수도 있다. 일 예로, 현재 블록에 대한 양방향 가중 예측은, 하기 수학식 9에 기초하여 계산될 수 있다.
Figure PCTKR2017006978-appb-M000009
상술한 실시예는 일련의 단계 또는 순서도를 기초로 설명되고 있으나, 이는 발명의 시계열적 순서를 한정한 것은 아니며, 필요에 따라 동시에 수행되거나 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한, 상술한 실시예에서 블록도를 구성하는 구성요소(예를 들어, 유닛, 모듈 등) 각각은 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있고, 복수의 구성요소가 결합하여 하나의 하드웨어 장치 또는 소프트웨어로 구현될 수도 있다. 상술한 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명은 영상을 부호화/복호화할 수 있는 전자 장치에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 제1 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성하는 단계;
    제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 기초하여, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는, 영상 복호화 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 예측 모드는, 상기 제2 예측 모드와 상이한 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 예측 모드는, 인트라 예측 모드이고, 상기 제2 예측 모드는, 인터 예측 모드인 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 예측 모든 상기 제2 예측 모드와 상이한 인터 예측 모드이고, 상기 인터 예측 모드는, 스킵 모드, 머지 모드, AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) 모드 또는 현재 픽처 참조 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 최종 예측 블록은, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록의 가중합 연산을 기초로 획득되는 거을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 적용되는 가중치는 상기 현재 블록의 가중 예측 파라미터에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 예측 모드 및 상기 제2 예측 모드를 조합한 예측 방법을 이용할 것인지 여부는, 상기 현재 블록의 형태 또는 크기에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 현재 블록은, 제1 서브 블록 및 제2 서브 블록을 포함하고,
    상기 제1 서브 블록의 최종 예측 블록은, 상기 제1 예측 블록을 기초로 생성되고, 상기 제2 서브 블록은, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 기초로 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 복호화 방법.
  9. 제1 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성하는 단계;
    제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성하는 단계; 및
    상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 기초하여, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 단계를 포함하는, 영상 부호화 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 예측 모드는, 상기 제2 예측 모드와 상이한 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 예측 모드는, 인트라 예측 모드이고, 상기 제2 예측 모드는, 인터 예측 모드인 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 예측 모든 상기 제2 예측 모드와 상이한 인터 예측 모드이고, 상기 인터 예측 모드는, 스킵 모드, 머지 모드, AMVP (Advanced Motion Vector Prediction) 모드 또는 현재 픽처 참조 모드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 현재 블록은, 제1 서브 블록 및 제2 서브 블록을 포함하고,
    상기 제1 서브 블록의 최종 예측 블록은, 상기 제1 예측 블록을 기초로 생성되고, 상기 제2 서브 블록은, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록을 기초로 생성되는 것을 특징으로 하는, 영상 부호화 방법.
  14. 제1 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성하고, 제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 기초하여, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 예측부를 포함하는, 영상 복호화 장치.
  15. 제1 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제1 예측 블록을 생성하고, 제2 예측 모드에 기초하여, 현재 블록에 대한 제2 예측 블록을 생성하고, 상기 제1 예측 블록 및 상기 제2 예측 블록에 기초하여, 상기 현재 블록의 최종 예측 블록을 생성하는 예측부를 포함하는, 영상 부호화 장치.
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