WO2018056602A1 - 영상 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치 - Google Patents

영상 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치 Download PDF

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박내리
장형문
임재현
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    • H04N19/91—Entropy coding, e.g. variable length coding [VLC] or arithmetic coding

Definitions

  • the present invention relates to image coding technology, and more particularly, to an inter prediction method and apparatus in an image coding system.
  • the demand for high resolution and high quality images such as high definition (HD) images and ultra high definition (UHD) images is increasing in various fields.
  • the higher the resolution and the higher quality of the image data the more information or bit rate is transmitted than the existing image data. Therefore, the image data can be transmitted by using a medium such as a conventional wired / wireless broadband line or by using a conventional storage medium. In the case of storage, the transmission cost and the storage cost are increased.
  • a high efficiency image compression technique is required to effectively transmit, store, and reproduce high resolution, high quality image information.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for improving image coding efficiency.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for improving prediction performance.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method and apparatus for improving inter prediction performance.
  • Another technical problem of the present invention is to provide a method of reducing a prediction error at a block boundary.
  • an inter prediction method performed by an encoding apparatus includes deriving prediction samples for a current block, deriving a first motion vector of the current block, deriving a subunit located within the current block and adjacent to a target boundary of the current block, the subunit And deriving a first reference unit based on the first motion vector, deriving a second motion vector of a neighboring block adjacent to the target boundary, and a second reference based on the subunit and the second motion vector. Deriving a unit, deriving modified prediction samples based on a weighted sum of the first reference unit and the second reference unit, and encoding and outputting inter prediction information.
  • an encoding apparatus for inter prediction derives prediction samples for a current block, derives a first motion vector of the current block, derives a subunit located within the current block and adjacent to a target boundary of the current block, the subunit and the Derive a first reference unit based on a first motion vector, derive a second motion vector of a neighboring block adjacent to the target boundary, derive a second reference unit based on the subunit and the second motion vector, and And a prediction unit for deriving modified prediction samples based on a weighted sum of the first reference unit and the second reference unit, and an entropy encoding unit for encoding and outputting inter prediction information.
  • an inter prediction method performed by a decoding apparatus includes deriving a first motion vector of a current block, deriving prediction samples for the current block based on the first motion vector, a subunit located in the current block and adjacent to a target boundary of the current block. Deriving, deriving a first reference unit based on the subunit and the first motion vector, deriving a second motion vector of a neighboring block adjacent to the target boundary, the subunit and the second Deriving a second reference unit based on the motion vector, and deriving modified prediction samples based on a weighted sum of the first reference unit and the second reference unit.
  • a decoding apparatus for inter prediction derives a first motion vector of the current block based on the entropy decoding unit for receiving inter prediction information and the inter prediction information, and derives prediction samples for the current block based on the first motion vector. Derive a subunit located in the current block and adjacent to a target boundary of the current block, derive a first reference unit based on the subunit and the first motion vector, and generate a subunit of a neighboring block adjacent to the target boundary.
  • Derive two motion vectors derive a second reference unit based on the subunit and the second motion vector, and modify the predicted samples based on the weighted sum of the first reference unit and the second reference unit Characterized in that it comprises a prediction unit for deriving.
  • the prediction error of the block boundary can be reduced and the inter prediction performance can be improved.
  • the amount of data required for residual information can be reduced, and the overall coding efficiency can be improved.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video encoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • QTBT Quad Tree Binary Tree
  • FIG. 4 exemplarily shows an OBMC method according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 illustrate examples of determining whether to apply OMBC by dividing a left boundary and an upper boundary.
  • FIG. 7 schematically illustrates an example of an inter prediction method in image coding according to the present invention.
  • FIG. 8 schematically illustrates an example of an inter prediction method in image coding according to the present invention.
  • each configuration in the drawings described in the present invention are shown independently for the convenience of description of the different characteristic functions, it does not mean that each configuration is implemented by separate hardware or separate software.
  • two or more of each configuration may be combined to form one configuration, or one configuration may be divided into a plurality of configurations.
  • Embodiments in which each configuration is integrated and / or separated are also included in the scope of the present invention without departing from the spirit of the present invention.
  • a picture generally refers to a unit representing one image of a specific time zone
  • a slice is a unit constituting a part of a picture in coding.
  • One picture may be composed of a plurality of slices, and if necessary, the picture and the slice may be mixed with each other.
  • a pixel or a pel may refer to a minimum unit constituting one picture (or image). Also, 'sample' may be used as a term corresponding to a pixel.
  • a sample may generally represent a pixel or a value of a pixel, and may only represent pixel / pixel values of the luma component, or only pixel / pixel values of the chroma component.
  • a unit represents the basic unit of image processing.
  • the unit may include at least one of a specific region of the picture and information related to the region.
  • the unit may be used interchangeably with terms such as block or area in some cases.
  • an M ⁇ N block may represent a set of samples or transform coefficients composed of M columns and N rows.
  • FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video encoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • the video encoding apparatus 100 may include a picture divider 105, a predictor 110, a residual processor 120, an adder 140, a filter 150, and a memory 160. It may include.
  • the residual processing unit 120 may include a subtraction unit 121, a conversion unit 122, a quantization unit 123, a reordering unit 124, an inverse quantization unit 125, and an inverse conversion unit 126.
  • the picture divider 105 may divide the input picture into at least one processing unit.
  • the processing unit may be called a coding unit (CU).
  • the coding unit may be recursively split from the largest coding unit (LCU) according to a quad-tree binary-tree (QTBT) structure.
  • LCU largest coding unit
  • QTBT quad-tree binary-tree
  • one coding unit may be divided into a plurality of coding units of a deeper depth based on a quad tree structure and / or a binary tree structure.
  • the quad tree structure may be applied first and the binary tree structure may be applied later.
  • the binary tree structure may be applied first.
  • the coding procedure according to the present invention may be performed based on the final coding unit that is no longer split.
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit.
  • the coding procedure may include a procedure of prediction, transform, and reconstruction, which will be described later.
  • the processing unit may include a coding unit (CU) prediction unit (PU) or a transform unit (TU).
  • the coding unit may be split from the largest coding unit (LCU) into coding units of deeper depths along the quad tree structure.
  • LCU largest coding unit
  • the maximum coding unit may be used as the final coding unit immediately based on coding efficiency according to the image characteristic, or if necessary, the coding unit is recursively divided into coding units of lower depths and optimized.
  • a coding unit of size may be used as the final coding unit. If a smallest coding unit (SCU) is set, the coding unit may not be split into smaller coding units than the minimum coding unit.
  • the final coding unit refers to a coding unit that is the basis of partitioning or partitioning into a prediction unit or a transform unit.
  • the prediction unit is a unit partitioning from the coding unit and may be a unit of sample prediction. In this case, the prediction unit may be divided into sub blocks.
  • the transform unit may be divided along the quad tree structure from the coding unit, and may be a unit for deriving a transform coefficient and / or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • a coding unit may be called a coding block (CB)
  • a prediction unit is a prediction block (PB)
  • a transform unit may be called a transform block (TB).
  • a prediction block or prediction unit may mean a specific area in the form of a block within a picture, and may include an array of prediction samples.
  • a transform block or a transform unit may mean a specific area in a block form within a picture, and may include an array of transform coefficients or residual samples.
  • the prediction unit 110 may perform a prediction on a block to be processed (hereinafter, referred to as a current block) and generate a predicted block including prediction samples of the current block.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 110 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied to the current block. As an example, the prediction unit 110 may determine whether intra prediction or inter prediction is applied on a CU basis.
  • the prediction unit 110 may derive a prediction sample for the current block based on reference samples outside the current block in the picture to which the current block belongs (hereinafter, referred to as the current picture). In this case, the prediction unit 110 may (i) derive the prediction sample based on the average or interpolation of neighboring reference samples of the current block, and (ii) the neighbor reference of the current block.
  • the prediction sample may be derived based on a reference sample present in a specific (prediction) direction with respect to the prediction sample among the samples. In case of (i), it may be called non-directional mode or non-angle mode, and in case of (ii), it may be called directional mode or angular mode.
  • the prediction mode may have, for example, 33 directional prediction modes and at least two non-directional modes.
  • the non-directional mode may include a DC prediction mode and a planner mode (Planar mode).
  • the prediction unit 110 may determine the prediction mode applied to the current block by using the prediction mode applied to the neighboring block.
  • the prediction unit 110 may derive the prediction sample for the current block based on the sample specified by the motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 110 may apply one of a skip mode, a merge mode, and a motion vector prediction (MVP) mode to derive a prediction sample for the current block.
  • the prediction unit 110 may use the motion information of the neighboring block as the motion information of the current block.
  • the skip mode unlike the merge mode, the difference (residual) between the prediction sample and the original sample is not transmitted.
  • the MVP mode the motion vector of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block existing in the current picture and a temporal neighboring block present in the reference picture.
  • a reference picture including the temporal neighboring block may be called a collocated picture (colPic).
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture index.
  • Information such as prediction mode information and motion information may be encoded (entropy) and output in the form of a bitstream.
  • the highest picture on the reference picture list may be used as the reference picture.
  • Reference pictures included in a reference picture list may be sorted based on a difference in a picture order count (POC) between a current picture and a corresponding reference picture.
  • POC picture order count
  • the subtraction unit 121 generates a residual sample which is a difference between the original sample and the prediction sample.
  • residual samples may not be generated as described above.
  • the transform unit 122 generates transform coefficients by transforming the residual sample in units of transform blocks.
  • the transform unit 122 may perform the transform according to the size of the transform block and the prediction mode applied to the coding block or the prediction block that spatially overlaps the transform block. For example, if intra prediction is applied to the coding block or the prediction block that overlaps the transform block, and the transform block is a 4 ⁇ 4 residual array, the residual sample is configured to perform a discrete sine transform (DST) transform kernel.
  • the residual sample may be transformed using a discrete cosine transform (DCT) transform kernel.
  • DST discrete sine transform
  • DCT discrete cosine transform
  • the quantization unit 123 may quantize the transform coefficients to generate quantized transform coefficients.
  • the reordering unit 124 rearranges the quantized transform coefficients.
  • the reordering unit 124 may reorder the quantized transform coefficients in the form of a block into a one-dimensional vector form through a coefficient scanning method. Although the reordering unit 124 has been described in a separate configuration, the reordering unit 124 may be part of the quantization unit 123.
  • the entropy encoding unit 130 may perform entropy encoding on the quantized transform coefficients.
  • Entropy encoding may include, for example, encoding methods such as exponential Golomb, context-adaptive variable length coding (CAVLC), context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC), and the like.
  • the entropy encoding unit 130 may encode information necessary for video reconstruction other than the quantized transform coefficient (for example, a value of a syntax element) together or separately. Entropy encoded information may be transmitted or stored in units of network abstraction layer (NAL) units in the form of bitstreams.
  • NAL network abstraction layer
  • the inverse quantization unit 125 inverse quantizes the quantized values (quantized transform coefficients) in the quantization unit 123, and the inverse transformer 126 inverse transforms the inverse quantized values in the inverse quantization unit 125 to obtain a residual sample.
  • the adder 140 reconstructs the picture by combining the residual sample and the predictive sample.
  • the residual sample and the predictive sample may be added in units of blocks to generate a reconstructed block.
  • the adder 140 may be part of the predictor 110.
  • the adder 140 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the filter unit 150 may apply a deblocking filter and / or a sample adaptive offset to the reconstructed picture. Through deblocking filtering and / or sample adaptive offset, the artifacts of the block boundaries in the reconstructed picture or the distortion in the quantization process can be corrected.
  • the sample adaptive offset may be applied on a sample basis and may be applied after the process of deblocking filtering is completed.
  • the filter unit 150 may apply an adaptive loop filter (ALF) to the reconstructed picture. ALF may be applied to the reconstructed picture after the deblocking filter and / or sample adaptive offset is applied.
  • ALF adaptive loop filter
  • the memory 160 may store reconstructed pictures (decoded pictures) or information necessary for encoding / decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture after the filtering process is completed by the filter unit 150.
  • the stored reconstructed picture may be used as a reference picture for (inter) prediction of another picture.
  • the memory 160 may store (reference) pictures used for inter prediction.
  • pictures used for inter prediction may be designated by a reference picture set or a reference picture list.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a video decoding apparatus to which the present invention may be applied.
  • the video decoding apparatus 200 may include an entropy decoding unit 210, a residual processor 220, a predictor 230, an adder 240, a filter 250, and a memory 260. It may include.
  • the residual processor 220 may include a rearrangement unit 221, an inverse quantization unit 222, and an inverse transform unit 223.
  • the video decoding apparatus 200 may reconstruct the video in response to a process in which the video information is processed in the video encoding apparatus.
  • the video decoding apparatus 200 may perform video decoding using a processing unit applied in the video encoding apparatus.
  • the processing unit block of video decoding may be, for example, a coding unit, and in another example, a coding unit, a prediction unit, or a transform unit.
  • the coding unit may be split along the quad tree structure and / or binary tree structure from the largest coding unit.
  • the prediction unit and the transform unit may be further used in some cases, in which case the prediction block is a block derived or partitioned from the coding unit and may be a unit of sample prediction. At this point, the prediction unit may be divided into subblocks.
  • the transform unit may be divided along the quad tree structure from the coding unit, and may be a unit for deriving a transform coefficient or a unit for deriving a residual signal from the transform coefficient.
  • the entropy decoding unit 210 may parse the bitstream and output information necessary for video reconstruction or picture reconstruction. For example, the entropy decoding unit 210 decodes information in a bitstream based on a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements necessary for video reconstruction, and residual coefficients. Can be output.
  • a coding method such as exponential Golomb coding, CAVLC, or CABAC, quantized values of syntax elements necessary for video reconstruction, and residual coefficients. Can be output.
  • the CABAC entropy decoding method receives a bin corresponding to each syntax element in a bitstream, and decodes syntax element information and decoding information of neighboring and decoding target blocks or information of symbols / bins decoded in a previous step.
  • the context model may be determined using the context model, the probability of occurrence of a bin may be predicted according to the determined context model, and arithmetic decoding of the bin may be performed to generate a symbol corresponding to the value of each syntax element. have.
  • the CABAC entropy decoding method may update the context model by using the information of the decoded symbol / bin for the context model of the next symbol / bean after determining the context model.
  • the information related to the prediction among the information decoded by the entropy decoding unit 210 is provided to the prediction unit 230, and the residual value on which the entropy decoding has been performed by the entropy decoding unit 210, that is, the quantized transform coefficient, is used as a reordering unit ( 221 may be input.
  • the reordering unit 221 may rearrange the quantized transform coefficients in a two-dimensional block form.
  • the reordering unit 221 may perform reordering in response to coefficient scanning performed by the encoding apparatus.
  • the rearrangement unit 221 has been described in a separate configuration, but the rearrangement unit 221 may be part of the inverse quantization unit 222.
  • the inverse quantization unit 222 may dequantize the quantized transform coefficients based on the (inverse) quantization parameter and output the transform coefficients.
  • information for deriving a quantization parameter may be signaled from the encoding apparatus.
  • the inverse transform unit 223 may inversely transform transform coefficients to derive residual samples.
  • the prediction unit 230 may perform prediction on the current block and generate a predicted block including prediction samples for the current block.
  • the unit of prediction performed by the prediction unit 230 may be a coding block, a transform block, or a prediction block.
  • the prediction unit 230 may determine whether to apply intra prediction or inter prediction based on the information about the prediction.
  • a unit for determining which of intra prediction and inter prediction is to be applied and a unit for generating a prediction sample may be different.
  • the unit for generating a prediction sample in inter prediction and intra prediction may also be different.
  • whether to apply inter prediction or intra prediction may be determined in units of CUs.
  • a prediction mode may be determined and a prediction sample may be generated in PU units
  • intra prediction a prediction mode may be determined in PU units and a prediction sample may be generated in TU units.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block based on the neighbor reference samples in the current picture.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block by applying the directional mode or the non-directional mode based on the neighbor reference samples of the current block.
  • the prediction mode to be applied to the current block may be determined using the intra prediction mode of the neighboring block.
  • the prediction unit 230 may derive the prediction sample for the current block based on the sample specified on the reference picture by the motion vector on the reference picture.
  • the prediction unit 230 may apply any one of a skip mode, a merge mode, and an MVP mode to derive a prediction sample for the current block.
  • motion information required for inter prediction of the current block provided by the video encoding apparatus for example, information about a motion vector, a reference picture index, and the like may be obtained or derived based on the prediction information.
  • the motion information of the neighboring block may be used as the motion information of the current block.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • the prediction unit 230 may construct a merge candidate list using motion information of available neighboring blocks, and may use information indicated by the merge index on the merge candidate list as a motion vector of the current block.
  • the merge index may be signaled from the encoding device.
  • the motion information may include a motion vector and a reference picture. When the motion information of the temporal neighboring block is used in the skip mode and the merge mode, the highest picture on the reference picture list may be used as the reference picture.
  • the difference (residual) between the prediction sample and the original sample is not transmitted.
  • the motion vector of the current block may be derived using the motion vector of the neighboring block as a motion vector predictor.
  • the neighboring block may include a spatial neighboring block and a temporal neighboring block.
  • a merge candidate list may be generated by using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block, which is a temporal neighboring block.
  • the motion vector of the candidate block selected from the merge candidate list is used as the motion vector of the current block.
  • the information about the prediction may include a merge index indicating a candidate block having an optimal motion vector selected from candidate blocks included in the merge candidate list.
  • the prediction unit 230 may derive the motion vector of the current block by using the merge index.
  • a motion vector predictor candidate list may be generated using a motion vector of a reconstructed spatial neighboring block and / or a motion vector corresponding to a Col block, which is a temporal neighboring block.
  • the prediction information may include a prediction motion vector index indicating an optimal motion vector selected from the motion vector candidates included in the list.
  • the prediction unit 230 may select the predicted motion vector of the current block from the motion vector candidates included in the motion vector candidate list using the motion vector index.
  • the prediction unit of the encoding apparatus may obtain a motion vector difference (MVD) between the motion vector of the current block and the motion vector predictor, and may encode the output vector in a bitstream form. That is, MVD may be obtained by subtracting the motion vector predictor from the motion vector of the current block.
  • the prediction unit 230 may obtain a motion vector difference included in the information about the prediction, and derive the motion vector of the current block by adding the motion vector difference and the motion vector predictor.
  • the prediction unit may also obtain or derive a reference picture index or the like indicating a reference picture from the information about the prediction.
  • the adder 240 may reconstruct the current block or the current picture by adding the residual sample and the predictive sample.
  • the adder 240 may reconstruct the current picture by adding the residual sample and the predictive sample in block units. Since the residual is not transmitted when the skip mode is applied, the prediction sample may be a reconstruction sample.
  • the adder 240 has been described in a separate configuration, the adder 240 may be part of the predictor 230. On the other hand, the adder 240 may be called a restoration unit or a restoration block generation unit.
  • the filter unit 250 may apply the deblocking filtering sample adaptive offset, and / or ALF to the reconstructed picture.
  • the sample adaptive offset may be applied in units of samples and may be applied after deblocking filtering.
  • ALF may be applied after deblocking filtering and / or sample adaptive offset.
  • the memory 260 may store reconstructed pictures (decoded pictures) or information necessary for decoding.
  • the reconstructed picture may be a reconstructed picture after the filtering process is completed by the filter unit 250.
  • the memory 260 may store pictures used for inter prediction.
  • pictures used for inter prediction may be designated by a reference picture set or a reference picture list.
  • the reconstructed picture can be used as a reference picture for another picture.
  • the memory 260 may output the reconstructed picture in an output order.
  • the coding When coding is performed on an input picture, the coding may be performed based on one processing unit.
  • the processing unit may be referred to as a coding unit (CU).
  • coding is performed in units of regions including similar information in the picture, conversion efficiency may be improved, thereby improving overall coding efficiency.
  • prediction accuracy As coding is performed in units of regions including similar information in the picture, prediction accuracy may be improved, thereby improving overall coding efficiency.
  • QT quad tree
  • splitting the CUs to include exactly similar information may be limited. In this case, dividing the picture into non-square CUs including information representing the specific object may improve coding efficiency.
  • QTBT Quad Tree Binary Tree
  • the QTBT structure may indicate a structure in which a CU (or CTU) is divided through a QT structure and divided through a binary tree (BT) structure. That is, the QTBT may represent a partition structure formed by combining the QT structure and the BT structure, and when a picture is coded in units of CTU, the CTU may be split through the QT structure, Leaf nodes may be additionally partitioned through the BT structure.
  • the leaf node may represent a CU that is no longer split in the QT structure, and the leaf node may be called an end node.
  • the QT structure may represent a structure in which a 2Nx2N size CU (or CTU) is divided into four NxN size sub-CUs, and the BT structure is a 2Nx2N size CU having two Nx2N (or nLx2N, nRx2N).
  • a sub-CU of size or a structure divided into two 2N ⁇ N (or 2N ⁇ nU, 2N ⁇ nD) sized sub CUs may be represented. Referring to (a) of FIG.
  • a CU may be divided into square CUs having a lower depth through a QT structure, and in addition, a specific CU among the square CUs may have non-square CUs having a lower depth through a BT structure. It can be divided into
  • 3B illustrates an example of syntax signaling of the QTBT structure.
  • the solid line shown in (b) of FIG. 3 may represent a QT structure, and the dotted line may represent a BT structure.
  • the syntax for the CU of the lower depth from the upper depth may be indicated from the top to the bottom.
  • the syntax for the upper left, upper right, lower left and lower right CUs may be indicated in a left to right direction.
  • the uppermost number may represent the syntax for a CU of n depth
  • the numbers in the second position from the top are CUs of n + 1 depth
  • the fourth from the top The numbers in the location may indicate the syntax for CUs of n + 3 depth.
  • numbers indicated in bold may indicate values of syntaxes for the QT structure
  • numbers not indicated in bold may indicate values of syntaxes for the BT structure.
  • a QT segmentation flag indicating whether a CU is partitioned through the QT structure may be transmitted. That is, a flag indicating whether the 2N ⁇ 2N size CU is divided into four N ⁇ N size CUs may be transmitted. For example, when the value of the QT splitting flag for the CU is 1, the CU may be divided into 4 sub-CUs, and when the value of the QT splitting flag for the CU is 0, the CU May not be divided.
  • information about a maximum CU size, a minimum CU size, a maximum depth, etc. in the QT structure may be transmitted to adjust the QT structure for the input image.
  • Information about the above-described QT structure may be transmitted for each slice type, or may be transmitted for each of image components (luminance component, chroma component, etc.).
  • information about the BT structure may be transmitted for the end node that is no longer split in the QT structure. That is, information about the BT structure for the CU corresponding to the end node in the QT structure may be transmitted.
  • the information including the information on the BT structure may be referred to as additional partition information. For example, a BT partition flag indicating whether the CU is partitioned through the BT structure, that is, whether the BT structure is applied to the CU may be transmitted.
  • the CU when the value for the BT split flag is 1, the CU may be split into two sub-CUs, and when the value for the BT split flag is 0, the CU may not be split.
  • information about a maximum CU size, a minimum CU size, a maximum depth, etc. in the BT structure may be transmitted to adjust the BT structure for the input image.
  • Information about the above-described BT structure may be transmitted for each slice type or may be transmitted for each of the image components.
  • the CU When the CU is divided through the BT structure, the CU may be divided in a horizontal or vertical direction. In which direction the CU is divided, that is, a BT partition mode index indicating the partition type of the CU may be further transmitted.
  • a predicted block including prediction samples for the current block may be generated.
  • the predicted block comprises prediction samples in the spatial domain (or pixel domain).
  • the predicted block is derived identically in the encoding apparatus and the decoding apparatus, and the encoding apparatus decodes information (residual information) about the residual between the original block and the predicted block, not the original sample value itself of the original block. Signaling to an apparatus may increase image coding efficiency.
  • the decoding apparatus may derive a residual block including residual samples based on the residual information, generate the reconstructed block including reconstructed samples by adding the residual block and the predicted block, and generate reconstructed blocks. A reconstructed picture may be generated.
  • inter prediction when motion vectors of adjacent blocks in the current picture are different, prediction samples are derived from reference blocks located in different regions (ie, not adjacent to each other), and thus, in the block boundary region of the adjacent blocks. Discontinuities tend to increase. This discontinuity may be regarded as a prediction error at the block boundary.
  • filtering may be performed on the block boundary region of the current block in consideration of the relative positions of the adjacent block (the neighboring block) and the current block. Specifically, for example, when the neighboring block is a left block of the current block, the motion vector of the current block is MV1, and the motion vector of the neighboring block is MV2, a reference block derived based on the current block and the MV1.
  • a weighted sum of 1 and the reference block 2 derived based on the MV2 and the right block of the adjacent block may be performed to filter the block boundary region of the current block.
  • the neighboring block is an upper block of the current block
  • the motion vector of the current block is MV1
  • the motion vector of the neighboring block is MV2
  • the reference block 1 derived from the current block and the MV1 and the neighbor are adjacent.
  • a weighted sum of the lower block of the block and the reference block 2 derived based on the MV2 may be performed to filter the block boundary region of the current block.
  • the above-described filtering may be called overlapped boundary motion compensation (OBMC).
  • the filtering may be applied in units of subblocks (subunits) to the block boundary region of the current block.
  • 4 exemplarily shows an OBMC method according to an embodiment of the present invention. 4 illustrates an example of performing OBMC on a left boundary of a current block when the motion vector of the current block is different from the motion vector of the left block adjacent to the current block.
  • a block having a ratio that does not exist previously may be derived, and OBMC may be adaptively applied in consideration of this.
  • the encoding apparatus may compare a rate-distortion (RD) cost before and after applying the OBMC to the target block.
  • the encoding apparatus may signal flag information on whether the OBMC is applied to the decoding apparatus with respect to the current block. Flag information on whether the OBMC is applied may be referred to as an OBMC flag.
  • signaling the OBMC flag on a block-by-block basis for all target blocks causes a reduction in coding efficiency, and thus a method of efficiently reducing the data amount for signaling the flag information is needed.
  • the OBMC flag is signaled in a coding block rather than in a prediction block unit, or that an OBMC is implicitly applied without a OBMC flag for a block larger than a specific size.
  • the OBMC flag may be signaled to determine whether to apply the OBMC.
  • the type of block may vary according to the minimum size (min), maximum size (max), depth (depth) of the QuadTree, minimum size (min), maximum size (max), and depth of the BinaryTree.
  • a certain size for example, 16 ⁇ 16.
  • OBMC may not be applied when the MV of the current block is the same as the MV of the neighboring block (or when the neighboring block is intra coded). The same applies to the following.
  • the shape of the block may vary according to the introduction of QTBT, in this case, it is possible to determine whether to apply the OBMC by distinguishing the width (height) and the reference (critical value). have. For example, if a specific size of 16 ⁇ 16 is the reference, if only one of the width or height exceeds 16, the application of the OBMC should be determined separately (using the OMBC flag, etc.). Even if only one is larger than the standard, the OBMC can be set to be applied implicitly. Alternatively, the width reference and the height reference can be set separately. For example, when applying the condition for the case where the width is greater than 16 or the height is greater than 16, the OBMC application block may be changed as follows. In the following table, the OBMC application blocks are shown in bold.
  • the OBMC may be applied to a block of 4 ⁇ 32 size, a block of 8 ⁇ 32 size, a block of 32 ⁇ 4 size, and a block of 32 ⁇ 8 size.
  • the size of the standard block can be variously changed, and the width and height standards can be determined differently.
  • 16, which is a width or height reference for OBMC application is just one example, and other reference values defined at the encoder and decoder stages may be applied.
  • the criterion may be equally applied to an entire image (picture) or may be signaled through a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), or a slice header.
  • the decoding apparatus may determine whether to apply the OBMC based on the criterion (value).
  • the partial region of the first reference block indicated by the motion vector of the current block reference current block and the partial region of the second reference block indicated by the motion vector of the current block reference neighboring block It may be performed in the form of weighting in subunit units.
  • different motion vectors may exist in 4 ⁇ 4 block units. Accordingly, in consideration of this, the OBMC may be applied to the current block in units of 4 ⁇ 4 subunits.
  • the size of a subunit for OBMC application may be adaptively determined based on the size of the current block to apply the OBMC. For example, according to the present invention, weighting factors are applied to a current block having a predetermined size or less, such as 8 ⁇ 4 or 4 ⁇ 8, based on 2 ⁇ 4 and 4 ⁇ 2 subunits.
  • OBMC can be applied.
  • the weighting factors when the width of the current block is 4, the weighting factors may be applied in units of 2 ⁇ 4 subunits, and when the height of the current block is 4, the weighting factors may be applied in units of 4 ⁇ 2 subunits.
  • the size of the block as a reference can be variously changed, and the width and height criteria can be determined differently.
  • the criteria may be set differently according to the ratio of blocks.
  • the subunit size for applying the weighting factor may be changed to 1 ⁇ 4, 4 ⁇ 1, or the like.
  • the table below shows the result of applying weighting factors to a 2 ⁇ 4 or 4 ⁇ 2 size region for a block of 4 sides in JEM 3.1.
  • ClassA to ClassD of the CTC sequence were applied, which is an experimental result of 33 frames of each sequence.
  • the current block to be predicted may have a non-square structure, and in this case, the width and height of the current block may have different values.
  • whether to apply the OBMC may be determined not only on a block basis, but also on a block boundary basis. That is, it is possible to determine whether to apply the OBMC by distinguishing the left boundary and the upper boundary of the current block. For example, after first determining whether the OBMC is applied to the current block, it may be second determined whether the OBCM is applied to the left boundary and / or the upper boundary.
  • the first determination whether or not to apply the OBMC to the current block based on the above-mentioned implicit criteria and / or signaled flag information, the first determination whether or not to apply the OBMC to the current block, and based on the length of the left boundary and / or the upper boundary of the current block.
  • whether the left boundary and / or the upper boundary is applied to the OBCM may be secondarily determined.
  • the determination of whether to apply the OBMC to the current block may be omitted, and it may be immediately determined whether the OBCM is applied to the left boundary and / or the upper boundary.
  • 5 and 6 illustrate examples of determining whether to apply OMBC by dividing a left boundary and an upper boundary.
  • OBMC when OBMC is applied to a current block as shown in (a), OBMC may be applied to all block boundaries.
  • OBMC when the length of the left boundary is less than or equal to a predetermined reference (ex. 8), the OBMC may be applied only to the left boundary. For example, when the current block is non-square and the height is below a certain criterion, it may be determined that the OBMC is not applied to the upper boundary. This is because applying the OBMC to the upper boundary may reduce the overall prediction performance even when the height of the current block is below a certain criterion.
  • the reference value for determining whether the OMBC is applied by dividing the left boundary and the upper boundary may be preset to a specific value other than 8 described above, or information on the reference value (OBMC boundary reference value information) may be set. It may be explicitly signaled to the decoder end.
  • the reference value may be equally applied to the entire image (picture) or may be signaled through a VPS, SPS, PPS, or slice header.
  • the decoding apparatus may determine whether the OBMC is applied to the left boundary and / or the upper boundary based on the reference value.
  • weighting between the first reference subunit (derived based on the MV of the current block) and the second reference subunit (derived as the target MV of the neighboring block) using weighting factors The sum is performed.
  • a closer weighting factor may be assigned to the reference sample found by the motion vector of the neighboring block as the target boundary is closer.
  • the weighting factors can be set as follows.
  • the factor on the left in ⁇ represents the weight for the reference sample of the first reference subunit
  • the factor on the right represents the weight for the reference sample of the second reference subunit.
  • the target boundary is the left boundary
  • 3/4 represents the weight for the reference sample of the left first column of the first reference subunit
  • 1/4 represents the weight for the reference sample of the left first column of the second reference subunit
  • 7 / 8 represents the weight for the reference sample in the left second column of the first reference subunit
  • 1/8 represents the weight for the reference sample in the left second column of the second reference subunit
  • 15/16 is the left third of the first reference subunit
  • the weight for the reference sample in the column 1/16 indicates the weight for the reference sample in the left third column of the second reference subunit
  • 31/32 indicates the weight for the reference sample in the left fourth column of the first reference subunit
  • 1/32 Denotes the weight for the reference sample in the fourth column to the left of the second reference subunit.
  • the weighted persons may select the rows and / or columns used based on the target boundary. In consideration, for example, it may be simplified as follows.
  • the above-mentioned weighters can reduce this influence since the influence of the neighboring blocks is relatively large. That is, the smaller the block prediction, the less the correlation between the current block and the neighboring block.
  • a reference sample derived from the motion vector (second motion vector) of the neighboring block is generated. 2 reference samples) may be set to apply a relatively small weighter.
  • the modified weighter can be applied as shown in the following table to reduce the influence of neighboring blocks. It may be.
  • the values disclosed in the above tables are merely examples, and various weighting factors may be applied so that smaller blocks have less influence of neighboring blocks. Of course, different weighting factors may be applied depending on the size of the block or the shape of the block.
  • FIG. 7 schematically illustrates an example of an inter prediction method in image coding according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 7 may be performed by the encoding apparatus disclosed in FIG. 1.
  • S700 to S760 of FIG. 7 may be performed by the prediction unit of the encoding apparatus
  • S770 may be performed by the entropy encoding unit of the encoding apparatus.
  • the encoding apparatus derives prediction samples for the current block (S700).
  • the encoding apparatus may find a reference block having an optimal rate-distortion (RD) cost on a reference picture through a motion estimation procedure, and copy reconstructed samples in the reference block to obtain prediction samples for the current block. Can be derived.
  • RD rate-distortion
  • the encoding apparatus derives the first motion vector of the current block (S710).
  • the encoding apparatus may derive a first motion vector pointing to the reference block based on the position of the current block and the position of the reference block.
  • the first motion vector may be signaled to the decoding apparatus according to a procedure defined according to the inter prediction mode (eg, merge mode, MVP mode) of the current block.
  • the inter prediction mode eg, merge mode, MVP mode
  • the encoding apparatus derives the subunit of the current block to perform the OBMC according to the present invention (S720).
  • the subunit is located adjacent to a target boundary of the current block.
  • the subunits may be square or non-square in shape.
  • the subunit may have a size of 4 ⁇ 4.
  • the subunit may have a size of 2 ⁇ 4, 4 ⁇ 2, 1 ⁇ 4 or 4 ⁇ 1.
  • the subunit may adaptively have a size of 4 ⁇ 4, 2 ⁇ 4, 4 ⁇ 2, 1 ⁇ 4 or 4 ⁇ 1 based on the size of the current block. For example, when the width or height of the current block is 4 or less, the subunit may have a size of 2 ⁇ 4, 4 ⁇ 2, 1 ⁇ 4 or 4 ⁇ 1.
  • the encoding apparatus may determine whether to apply the OBMC.
  • the encoding apparatus may determine whether the OBMC is implicitly applied to the current block based on the size (width or height) of the current block and a predefined reference value. For example, the encoding apparatus may implicitly determine that the OBMC is applied to the current block when the size of the current block exceeds a specific reference value. Alternatively, the encoding apparatus may implicitly determine that the OBMC for the current block is applied when the width or height of the current block exceeds a specific reference value. In this case, the reference value for the width and the reference value for the height may be set differently.
  • the second reference value is set for the height
  • the current It may be determined that the OBMC for the block is applied.
  • the specific reference value may be predefined or signaled through a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), or a slice header.
  • the encoding apparatus may determine whether to apply the OBMC by comparing the RD costs before and after applying the OBMC.
  • the encoding device may signal OBMC flag information indicating whether the OBMC is applied to the decoding device.
  • the determination of whether to apply the OBMC may be determined in units of block boundaries. That is, even when OBMC is applied to the current block, the OBMC may be applied to only one of the left boundary and the upper boundary of the current block. For example, when the height of the current block is equal to or less than a specific reference value, it may be determined that the OBMC is not applied to the left boundary or the upper boundary of the current block. As another example, when the width of the current block is equal to or less than a specific reference value, it may be determined that the OBMC is not applied to the left boundary or the upper boundary of the current block.
  • the encoding apparatus derives a first reference unit (array of reference samples) based on the subunit and the first motion vector (S730).
  • the encoding apparatus may derive the reference unit at the position indicated by the first motion vector as the first reference unit based on the upper left sample position of the subunit on the reference picture.
  • the first reference unit has the same size as the subunit and includes first reference samples.
  • the encoding apparatus derives a second motion vector of the neighboring block adjacent to the target boundary (S740), and derives a second reference unit (array of reference samples) based on the subunit and the second motion vector (S750).
  • the encoding apparatus may derive the reference unit at the position indicated by the second motion vector as the second reference unit based on the upper left sample position of the subunit on the reference picture.
  • the second reference unit has the same size as the subunit and includes second reference samples.
  • the right or lower subunit of the reference unit derived from the neighboring subunit corresponding to the subunit and the second motion vector may be derived as the second reference unit in the neighboring block. .
  • the encoding apparatus derives modified prediction samples based on the weighted sum of the first reference unit and the second reference unit (S760). That is, the encoding apparatus may derive modified prediction samples based on the weighted sum of the first reference samples and the second reference samples. In this case, the first reference samples and the second reference samples may be weighted on a phase basis.
  • the modified prediction samples are modified prediction samples for prediction samples located in the subunit of the prediction samples for the current block. That is, the modified prediction samples may be replaced with respect to the region of the subunit among the prediction samples of the current block.
  • the OBMC may be performed sequentially or simultaneously with respect to a plurality of subunits located at a target boundary of the current block.
  • the weighting factors used in the weighted sum may be set based on various criteria, and may include Tables 5 to 8 described above.
  • the weighting factor applied to the reference sample in the first reference unit may be set larger than the weighting factor applied to the corresponding reference sample in the second reference unit.
  • the weighting factor for the first reference sample in the nth column from the target boundary among the reference samples in the first reference unit may be set in the n + 1th column from the target boundary. It can be set smaller than the weighting factor for 2 reference samples. Or if the target boundary is the upper boundary of the current block, the weighting factor of the first reference sample of the nth row from the target boundary among the reference samples in the first reference unit is the n + 1th row of the target boundary. It may be set smaller than the weighter for the second reference sample.
  • weights for reference samples in the first reference unit may be derived based on the size of the current block. For example, the weighter for a particular reference sample of the reference samples in the first reference unit may be smaller than a specific reference size when the size of the current block is smaller than a specific reference size. It can have a relatively larger value.
  • the encoding apparatus encodes and outputs inter prediction information (S770).
  • the inter prediction information may include information about the first motion vector of the current block.
  • the information on the first motion vector may include a merge index for the current block.
  • the information on the first motion vector may include an MVP flag and motion vector difference (MVD) information.
  • the inter prediction information may include inter prediction mode information of the current block.
  • the encoding device may encode the inter prediction information and output the encoded bit in the form of a bitstream.
  • the bitstream may be transmitted to a decoding apparatus via a network or a storage medium.
  • FIG. 8 schematically illustrates an example of an inter prediction method in image coding according to the present invention.
  • the method disclosed in FIG. 8 may be performed by the decoding apparatus disclosed in FIG. 2.
  • S800 to S860 of FIG. 8 may be performed by the prediction unit of the decoding apparatus.
  • the decoding apparatus derives a first motion vector of the current block (S800).
  • the decoding apparatus may derive the first motion vector to the current block based on the inter prediction information obtained through the bitstream.
  • the bitstream may be received from an encoding device via a network or a storage medium.
  • the decoding apparatus generates a merge candidate list based on neighboring blocks of the current block, and uses the merge index included in the inter prediction information to select a motion vector of a merge candidate selected from the merge candidate list in the first motion. Can be derived as a vector.
  • the decoding apparatus may generate a MVP candidate list based on neighboring blocks of the current block, select a specific MVP candidate based on an MVP flag included in the inter prediction information, and determine a motion vector and the motion vector of the selected MVP candidate.
  • the first motion vector may be derived using MVD derived from MVD information included in inter prediction information.
  • the decoding apparatus derives prediction samples for the current block (S810).
  • the decoding apparatus may derive prediction samples based on the first motion vector.
  • the decoding apparatus may derive prediction samples for the current block by copying reconstructed samples in the reference block indicated by the first motion vector on the basis of the position of the current block on a reference picture.
  • the decoding apparatus derives the subunit of the current block to perform the OBMC according to the present invention (S720).
  • the subunit is located adjacent to a target boundary of the current block.
  • the subunits may be square or non-square in shape.
  • the subunit may have a size of 4 ⁇ 4.
  • the subunit may have a size of 2 ⁇ 4, 4 ⁇ 2, 1 ⁇ 4 or 4 ⁇ 1.
  • the subunit may adaptively have a size of 4 ⁇ 4, 2 ⁇ 4, 4 ⁇ 2, 1 ⁇ 4 or 4 ⁇ 1 based on the size of the current block. For example, when the width or height of the current block is 4 or less, the subunit may have a size of 2 ⁇ 4, 4 ⁇ 2, 1 ⁇ 4 or 4 ⁇ 1.
  • the decoding apparatus may determine whether to apply the OBMC.
  • the decoding apparatus may determine whether OBMC is implicitly applied to the current block based on the size (width or height) of the current block and a predefined reference value. For example, the decoding apparatus may implicitly determine that the OBMC is applied to the current block when the size of the current block exceeds a specific reference value. Alternatively, the decoding apparatus may implicitly determine that the OBMC for the current block is applied when the width or height of the current block exceeds a specific reference value. In this case, the reference value for the width and the reference value for the height may be set differently.
  • the second reference value is set for the height
  • the current It may be determined that the OBMC for the block is applied.
  • the specific reference value may be predefined or signaled through a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), or a slice header.
  • the decoding apparatus may determine whether to apply the OBMC based on the OBMC flag information signaled from the encoding apparatus.
  • the determination of whether to apply the OBMC may be determined in units of block boundaries. That is, even when OBMC is applied to the current block, the OBMC may be applied to only one of the left boundary and the upper boundary of the current block. For example, when the height of the current block is equal to or less than a specific reference value, it may be determined that the OBMC is not applied to the left boundary or the upper boundary of the current block. As another example, when the width of the current block is equal to or less than a specific reference value, it may be determined that the OBMC is not applied to the left boundary or the upper boundary of the current block.
  • the decoding apparatus derives a first reference unit (array of reference samples) based on the subunit and the first motion vector (S830).
  • the decoding apparatus may derive the reference unit at the position indicated by the first motion vector as the first reference unit based on the upper left sample position of the subunit on the reference picture.
  • the first reference unit has the same size as the subunit and includes first reference samples.
  • the decoding apparatus derives a second motion vector of a neighboring block adjacent to the target boundary (S840), and derives a second reference unit (array of reference samples) based on the subunit and the second motion vector (S850).
  • the decoding apparatus may derive the reference unit at the position indicated by the second motion vector to the second reference unit based on the upper left sample position of the subunit on the reference picture.
  • the second reference unit has the same size as the subunit and includes second reference samples.
  • the right or lower subunit of the reference unit derived from the neighboring subunit corresponding to the subunit and the second motion vector may be derived as the second reference unit in the neighboring block. .
  • the decoding apparatus derives modified prediction samples based on the weighted sum of the first reference unit and the second reference unit (S860). That is, the decoding apparatus may derive modified prediction samples based on the weighted sum of the first reference samples and the second reference samples. In this case, the first reference samples and the second reference samples may be weighted on a phase basis.
  • the modified prediction samples are modified prediction samples for prediction samples located in the subunit of the prediction samples for the current block. That is, the modified prediction samples may be replaced with respect to the region of the subunit among the prediction samples of the current block.
  • the OBMC may be performed sequentially or simultaneously with respect to a plurality of subunits located at a target boundary of the current block.
  • the weighting factors used in the weighted sum may be set based on various criteria, and may include Tables 5 to 8 described above.
  • the weighting factor applied to the reference sample in the first reference unit may be set larger than the weighting factor applied to the corresponding reference sample in the second reference unit.
  • the weighting factor for the first reference sample in the nth column from the target boundary among the reference samples in the first reference unit may be set in the n + 1th column from the target boundary. It can be set smaller than the weighting factor for 2 reference samples. Or if the target boundary is the upper boundary of the current block, the weighting factor of the first reference sample of the nth row from the target boundary among the reference samples in the first reference unit is the n + 1th row of the target boundary. It may be set smaller than the weighter for the second reference sample.
  • weights for reference samples in the first reference unit may be derived based on the size of the current block. For example, the weighter for a particular reference sample of the reference samples in the first reference unit may be smaller than a specific reference size when the size of the current block is smaller than a specific reference size. It can have a relatively larger value.
  • the decoding device may receive residual information about the residual sample for the current block from the bitstream.
  • the residual information may include transform coefficients for the residual sample.
  • the decoding apparatus may derive the residual sample (or residual sample array) for the current block based on the residual information.
  • the decoding apparatus may generate a reconstructed sample based on the (corrected) prediction sample and the residual sample, and derive a reconstructed block or a reconstructed picture based on the reconstructed sample. Thereafter, as described above, the decoding apparatus may apply an in-loop filtering procedure, such as a deblocking filtering and / or SAO procedure, to the reconstructed picture in order to improve subjective / objective picture quality as necessary.
  • an in-loop filtering procedure such as a deblocking filtering and / or SAO procedure
  • the above-described method according to the present invention may be implemented in software, and the encoding device and / or the decoding device according to the present invention may perform image processing of, for example, a TV, a computer, a smartphone, a set-top box, a display device, and the like. It can be included in the device.
  • the above-described method may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in memory and executed by a processor.
  • the memory may be internal or external to the processor and may be coupled to the processor by various well known means.
  • the processor may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • the memory may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium and / or other storage device.

Abstract

본 발명에 따른 인터 예측 방법은 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계, 상기 현재 블록 내에 위치하고 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접한 서브유닛을 도출하는 단계, 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 제1 참조유닛을 도출하는 단계, 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛을 도출하는 단계, 및 상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하는 단계를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 블록 경계에서의 인터 예측 성능을 높여 레지듀얼 정보에 필요한 데이터량을 줄일 수 있고, 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.

Description

영상 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치
본 발명은 영상 코딩 기술에 관한 것으로서 보다 상세하게는 영상 코딩 시스템에서 인터 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 HD(High Definition) 영상 및 UHD(Ultra High Definition) 영상과 같은 고해상도, 고품질의 영상에 대한 수요가 다양한 분야에서 증가하고 있다. 영상 데이터가 고해상도, 고품질이 될수록 기존의 영상 데이터에 비해 상대적으로 전송되는 정보량 또는 비트량이 증가하기 때문에 기존의 유무선 광대역 회선과 같은 매체를 이용하여 영상 데이터를 전송하거나 기존의 저장 매체를 이용해 영상 데이터를 저장하는 경우, 전송 비용과 저장 비용이 증가된다.
이에 따라, 고해상도, 고품질 영상의 정보를 효과적으로 전송하거나 저장하고, 재생하기 위해 고효율의 영상 압축 기술이 요구된다.
본 발명의 기술적 과제는 영상 코딩 효율을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 예측 성능을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 인터 예측 성능을 높이는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 블록 경계에서의 예측 에러를 줄이는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 인코딩 장치에 의하여 수행되는 인터 예측 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계, 상기 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 현재 블록 내에 위치하고 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접한 서브유닛을 도출하는 단계, 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 제1 참조유닛을 도출하는 단계, 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛을 도출하는 단계, 상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하는 단계, 및 인터 예측 정보를 인코딩하여 출력하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 인터 예측을 위한 인코딩 장치가 제공된다. 상기 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하고, 상기 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출하고, 상기 현재 블록 내에 위치하고 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접한 서브유닛을 도출하고, 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 제1 참조유닛을 도출하고, 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하고, 상기 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛을 도출하고, 및 상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하는 예측부, 및 인터 예측 정보를 인코딩하여 출력하는 엔트로피 인코딩부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 디코딩 장치에 의하여 수행되는 인터 예측 방법이 제공된다. 상기 방법은 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계, 상기 현재 블록 내에 위치하고 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접한 서브유닛을 도출하는 단계, 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 제1 참조유닛을 도출하는 단계, 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하는 단계, 상기 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛을 도출하는 단계, 및 상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 인터 예측을 위한 디코딩 장치가 제공된다. 상기 디코딩 장치는 인터 예측 정보를 수신하는 엔트로피 디코딩부, 및 상기 인터 예측 정보를 기반으로 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출하고, 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하고, 상기 현재 블록 내에 위치하고 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접한 서브유닛을 도출하고, 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 제1 참조유닛을 도출하고, 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하고, 상기 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛을 도출하고, 및 상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하는 예측부를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 블록 경계의 예측 에러를 줄일 수 있고, 인터 예측 성능을 높일 수 있다.
본 발명에 따르면 레지듀얼 정보에 필요한 데이터량을 줄일 수 있고, 전반적인 코딩 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 3은 QTBT(Quad Tree Binary Tree) 구조를 통하여 분할된 CU 및 상기 QTBT 구조의 시그널링 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 OBMC 방법을 예시적으로 나타낸다.
도 5 및 도 6은 좌측 경계, 상측 경계 구분하여 OMBC 적용 여부를 판단하는 것에 관한 예들이다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 코딩에서의 인터 예측 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 코딩에서의 인터 예측 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정 실시예에 한정하려고 하는 것이 아니다. 본 명세서에서 상용하는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 기술적 사상을 한정하려는 의도로 사용되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 도는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 발명에서 설명되는 도면상의 각 구성들은 서로 다른 특징적인 기능들에 관한 설명의 편의를 위해 독립적으로 도시된 것으로서, 각 구성들이 서로 별개의 하드웨어나 별개의 소프트웨어로 구현된다는 것을 의미하지는 않는다. 예컨대, 각 구성 중 두 개 이상의 구성이 합쳐져 하나의 구성을 이룰 수도 있고, 하나의 구성이 복수의 구성으로 나뉘어질 수도 있다. 각 구성이 통합 및/또는 분리된 실시예도 본 발명의 본질에서 벗어나지 않는 한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성 요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 명세서에서 픽처(picture)는 일반적으로 특정 시간대의 하나의 영상을 나타내는 단위를 의미하며, 슬라이스(slice)는 코딩에 있어서 픽처의 일부를 구성하는 단위이다. 하나의 픽처는 복수의 슬라이스로 구성될 수 있으며, 필요에 따라서 픽처 및 슬라이스는 서로 혼용되어 사용될 수 있다.
픽셀(pixel) 또는 펠(pel)은 하나의 픽처(또는 영상)을 구성하는 최소의 단위를 의미할 수 있다. 또한, 픽셀에 대응하는 용어로서 '샘플(sample)'이 사용될 수 있다. 샘플은 일반적으로 픽셀 또는 픽셀의 값을 나타낼 수 있으며, 휘도(luma) 성분의 픽셀/픽셀값만을 나타낼 수도 있고, 채도(chroma) 성분의 픽셀/픽셀 값만을 나타낼 수도 있다.
유닛(unit)은 영상 처리의 기본 단위를 나타낸다. 유닛은 픽처의 특정 영역 및 해당 영역에 관련된 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 유닛은 경우에 따라서 블록(block) 또는 영역(area) 등의 용어와 혼용하여 사용될 수 있다. 일반적인 경우, MxN 블록은 M개의 열과 N개의 행으로 이루어진 샘플들 또는 변환 계수(transform coefficient)들의 집합을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 인코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 비디오 인코딩 장치(100)는 픽처 분할부(105), 예측부(110), 레지듀얼 처리부(120), 가산부(140), 필터부(150) 및 메모리(160)을 포함할 수 있다. 레지듀얼 처리부(120)는 감산부(121), 변환부(122), 양자화부(123), 재정렬부(124), 역양자화부(125) 및 역변환부(126)를 포함할 수 있다.
픽처 분할부(105)는 입력된 픽처를 적어도 하나의 처리 유닛(processing unit)으로 분할할 수 있다.
일 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 QTBT (Quad-tree binary-tree) 구조에 따라 재귀적으로(recursively) 분할될 수 있다. 예를 들어, 하나의 코딩 유닛은 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 기반으로 하위(deeper) 뎁스의 복수의 코딩 유닛들로 분할될 수 있다. 이 경우 예를 들어 쿼드 트리 구조가 먼저 적용되고 바이너리 트리 구조가 나중에 적용될 수 있다. 또는 바이너리 트리 구조가 먼저 적용될 수도 있다. 더 이상 분할되지 않는 최종 코딩 유닛을 기반으로 본 발명에 따른 코딩 절차가 수행될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 여기서 코딩 절차라 함은 후술하는 예측, 변환, 및 복원 등의 절차를 포함할 수 있다.
다른 예로, 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU) 예측 유닛(prediction unit, PU) 또는 변환 유닛(transform unit, TU)을 포함할 수도 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛(largest coding unit, LCU)으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 하위(deeper) 뎁스의 코딩 유닛들로 분할(split)될 수 있다. 이 경우 영상 특성에 따른 코딩 효율 등을 기반으로, 최대 코딩 유닛이 바로 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있고, 또는 필요에 따라 코딩 유닛은 재귀적으로(recursively) 보다 하위 뎁스의 코딩 유닛들로 분할되어 최적의 사이즈의 코딩 유닛이 최종 코딩 유닛으로 사용될 수 있다. 최소 코딩 유닛(smallest coding unit, SCU)이 설정된 경우 코딩 유닛은 최소 코딩 유닛보다 더 작은 코딩 유닛으로 분할될 수 없다. 여기서 최종 코딩 유닛이라 함은 예측 유닛 또는 변환 유닛으로 파티셔닝 또는 분할되는 기반이 되는 코딩 유닛을 의미한다. 예측 유닛은 코딩 유닛으로부터 파티셔닝(partitioning)되는 유닛으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록(sub block)으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 및/또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호(residual signal)를 유도하는 유닛일 수 있다. 이하, 코딩 유닛은 코딩 블록(coding block, CB), 예측 유닛은 예측 블록(prediction block, PB), 변환 유닛은 변환 블록(transform block, TB) 으로 불릴 수 있다. 예측 블록 또는 예측 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 예측 샘플의 어레이(array)를 포함할 수 있다. 또한, 변환 블록 또는 변환 유닛은 픽처 내에서 블록 형태의 특정 영역을 의미할 수 있고, 변환 계수 또는 레지듀얼 샘플의 어레이를 포함할 수 있다.
예측부(110)는 처리 대상 블록(이하, 현재 블록이라 함)에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(110)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(110)는 현재 블록에 인트라 예측이 적용되는지 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다. 일 예로, 예측부(110)는 CU 단위로 인트라 예측 또는 인터 예측이 적용되는지를 결정할 수 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(110)는 현재 블록이 속하는 픽처(이하, 현재 픽처) 내의 현재 블록 외부의 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 예측부(110)는 (i) 현재 블록의 주변(neighboring) 참조 샘플들의 평균(average) 혹은 인터폴레이션(interpolation)을 기반으로 예측 샘플을 유도할 수 있고, (ii) 현재 블록의 주변 참조 샘플들 중 예측 샘플에 대하여 특정 (예측) 방향에 존재하는 참조 샘플을 기반으로 상기 예측 샘플을 유도할 수도 있다. (i)의 경우는 비방향성 모드 또는 비각도 모드, (ii)의 경우는 방향성(directional) 모드 또는 각도(angular) 모드라고 불릴 수 있다. 인트라 예측에서 예측 모드는 예를 들어 33개의 방향성 예측 모드와 적어도 2개 이상의 비방향성 모드를 가질 수 있다. 비방향성 모드는 DC 예측 모드 및 플래너 모드(Planar 모드)를 포함할 수 있다. 예측부(110)는 주변 블록에 적용된 예측 모드를 이용하여, 현재 블록에 적용되는 예측 모드를 결정할 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(110)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 특정되는 샘플을 기반으로, 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(110)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드, 및 MVP(motion vector prediction) 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 예측부(110)는 주변 블록의 움직임 정보를 현재 블록의 움직임 정보로 이용할 수 있다. 스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차(레지듀얼)가 전송되지 않는다. MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(Motion Vector Predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터 예측자로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터를 유도할 수 있다.
인터 예측의 경우에, 주변 블록은 현재 픽처 내에 존재하는 공간적 주변 블록(spatial neighboring block)과 참조 픽처(reference picture)에 존재하는 시간적 주변 블록(temporal neighboring block)을 포함할 수 있다. 상기 시간적 주변 블록을 포함하는 참조 픽처는 동일 위치 픽처(collocated picture, colPic)라고 불릴 수도 있다. 움직임 정보(motion information)는 움직임 벡터와 참조 픽처 인덱스를 포함할 수 있다. 예측 모드 정보와 움직임 정보 등의 정보는 (엔트로피) 인코딩되어 비트스트림 형태로 출력될 수 있다.
스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트(reference picture list) 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수도 있다. 참조 픽처 리스트(Picture Order Count)에 포함되는 참조 픽처들은 현재 픽처와 해당 참조 픽처 간의 POC(Picture order count) 차이 기반으로 정렬될 수 있다. POC는 픽처의 디스플레이 순서에 대응하며, 코딩 순서와 구분될 수 있다.
감산부(121)는 원본 샘플과 예측 샘플 간의 차이인 레지듀얼 샘플을 생성한다. 스킵 모드가 적용되는 경우에는, 상술한 바와 같이 레지듀얼 샘플을 생성하지 않을 수 있다.
변환부(122)는 변환 블록 단위로 레지듀얼 샘플을 변환하여 변환 계수(transform coefficient)를 생성한다. 변환부(122)는 해당 변환 블록의 사이즈와, 해당 변환 블록과 공간적으로 겹치는 코딩 블록 또는 예측 블록에 적용된 예측 모드에 따라서 변환을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 변환 블록과 겹치는 상기 코딩 블록 또는 상기 예측 블록에 인트라 예측이 적용되었고, 상기 변환 블록이 4×4의 레지듀얼 어레이(array)라면, 레지듀얼 샘플은 DST(Discrete Sine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환되고, 그 외의 경우라면 레지듀얼 샘플은 DCT(Discrete Cosine Transform) 변환 커널을 이용하여 변환할 수 있다.
양자화부(123)는 변환 계수들을 양자화하여, 양자화된 변환 계수를 생성할 수 있다.
재정렬부(124)는 양자화된 변환 계수를 재정렬한다. 재정렬부(124)는 계수들 스캐닝(scanning) 방법을 통해 블록 형태의 양자화된 변환 계수들을 1차원 벡터 형태로 재정렬할 수 있다. 여기서 재정렬부(124)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(124)는 양자화부(123)의 일부일 수 있다.
엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수들에 대한 엔트로피 인코딩을 수행할 수 있다. 엔트로피 인코딩은 예를 들어 지수 골롬(exponential Golomb), CAVLC(context-adaptive variable length coding), CABAC(context-adaptive binary arithmetic coding) 등과 같은 인코딩 방법을 포함할 수 있다. 엔트로피 인코딩부(130)는 양자화된 변환 계수 외 비디오 복원에 필요한 정보들(예컨대 신택스 요소(syntax element)의 값 등)을 함께 또는 별도로 인코딩할 수도 있다. 엔트로피 인코딩된 정보들은 비트스트림 형태로 NAL(network abstraction layer) 유닛 단위로 전송 또는 저장될 수 있다.
역양자화부(125)는 양자화부(123)에서 양자화된 값(양자화된 변환 계수)들을 역양자화하고, 역변환부(126)는 역양자화부(125)에서 역양자화된 값들을 역변환하여 레지듀얼 샘플을 생성한다.
가산부(140)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 합쳐서 픽처를 복원한다. 레지듀얼 샘플과 예측 샘플은 블록 단위로 더해져서 복원 블록이 생성될 수 있다. 여기서 가산부(140)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(140)는 예측부(110)의 일부일 수 있다. 한편, 가산부(140)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
복원된 픽처(reconstructed picture)에 대하여 필터부(150)는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋(sample adaptive offset)을 적용할 수 있다. 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋을 통해, 복원 픽처 내 블록 경계의 아티팩트나 양자화 과정에서의 왜곡이 보정될 수 있다. 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링의 과정이 완료된 후 적용될 수 있다. 필터부(150)는 ALF(Adaptive Loop Filter)를 복원된 픽처에 적용할 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터 및/또는 샘플 적응적 오프셋이 적용된 후의 복원된 픽처에 대하여 적용될 수 있다.
메모리(160)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 인코딩/디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(150)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 상기 저장된 복원 픽처는 다른 픽처의 (인터) 예측을 위한 참조 픽처로 활용될 수 있다. 예컨대, 메모리(160)는 인터 예측에 사용되는 (참조) 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트(reference picture set) 혹은 참조 픽처 리스트(reference picture list)에 의해 지정될 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 비디오 디코딩 장치의 구성을 개략적으로 설명하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 비디오 디코딩 장치(200)는 엔트로피 디코딩부(210), 레지듀얼 처리부(220), 예측부(230), 가산부(240), 필터부(250) 및 메모리(260)을 포함할 수 있다. 여기서 레지듀얼 처리부(220)는 재정렬부(221), 역양자화부(222), 역변환부(223)을 포함할 수 있다.
비디오 정보를 포함하는 비트스트림이 입력되면, 비디오 디코딩 장치는(200)는 비디오 인코딩 장치에서 비디오 정보가 처리된 프로세스에 대응하여 비디오를 복원할 수 있다.
예컨대, 비디오 디코딩 장치(200)는 비디오 인코딩 장치에서 적용된 처리 유닛을 이용하여 비디오 디코딩을 수행할 수 있다. 따라서 비디오 디코딩의 처리 유닛 블록은 일 예로 코딩 유닛일 수 있고, 다른 예로 코딩 유닛, 예측 유닛 또는 변환 유닛일 수 있다. 코딩 유닛은 최대 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조 및/또는 바이너리 트리 구조를 따라서 분할될 수 있다.
예측 유닛 및 변환 유닛이 경우에 따라 더 사용될 수 있으며, 이 경우 예측 블록은 코딩 유닛으로부터 도출 또는 파티셔닝되는 블록으로서, 샘플 예측의 유닛일 수 있다. 이 때, 예측 유닛은 서브 블록으로 나뉠 수도 있다. 변환 유닛은 코딩 유닛으로부터 쿼드 트리 구조를 따라서 분할 될 수 있으며, 변환 계수를 유도하는 유닛 또는 변환 계수로부터 레지듀얼 신호를 유도하는 유닛일 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)는 비트스트림을 파싱하여 비디오 복원 또는 픽처 복원에 필요한 정보를 출력할 수 있다. 예컨대, 엔트로피 디코딩부(210)는 지수 골롬 부호화, CAVLC 또는 CABAC 등의 코딩 방법을 기초로 비트스트림 내 정보를 디코딩하고, 비디오 복원에 필요한 신택스 엘리먼트의 값, 레지듀얼에 관한 변환 계수의 양자화된 값 들을 출력할 수 있다.
보다 상세하게, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은, 비트스트림에서 각 구문 요소에 해당하는 빈을 수신하고, 디코딩 대상 구문 요소 정보와 주변 및 디코딩 대상 블록의 디코딩 정보 혹은 이전 단계에서 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥(context) 모델을 결정하고, 결정된 문맥 모델에 따라 빈(bin)의 발생 확률을 예측하여 빈의 산술 디코딩(arithmetic decoding)를 수행하여 각 구문 요소의 값에 해당하는 심볼을 생성할 수 있다. 이때, CABAC 엔트로피 디코딩 방법은 문맥 모델 결정 후 다음 심볼/빈의 문맥 모델을 위해 디코딩된 심볼/빈의 정보를 이용하여 문맥 모델을 업데이트할 수 있다.
엔트로피 디코딩부(210)에서 디코딩된 정보 중 예측에 관한 정보는 예측부(230)로 제공되고, 엔트로피 디코딩부(210)에서 엔트로피 디코딩이 수행된 레지듀얼 값, 즉 양자화된 변환 계수는 재정렬부(221)로 입력될 수 있다.
재정렬부(221)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 2차원의 블록 형태로 재정렬할 수 있다. 재정렬부(221)는 인코딩 장치에서 수행된 계수 스캐닝에 대응하여 재정렬을 수행할 수 있다. 여기서 재정렬부(221)는 별도의 구성으로 설명하였으나, 재정렬부(221)는 역양자화부(222)의 일부일 수 있다.
역양자화부(222)는 양자화되어 있는 변환 계수들을 (역)양자화 파라미터를 기반으로 역양자화하여 변환 계수를 출력할 수 있다. 이 때, 양자화 파라미터를 유도하기 위한 정보는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다.
역변환부(223)는 변환 계수들을 역변환하여 레지듀얼 샘플들을 유도할 수 있다.
예측부(230)는 현재 블록에 대한 예측을 수행하고, 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록(predicted block)을 생성할 수 있다. 예측부(230)에서 수행되는 예측의 단위는 코딩 블록일 수도 있고, 변환 블록일 수도 있고, 예측 블록일 수도 있다.
예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 인트라 예측을 적용할 것인지 인터 예측을 적용할 것인지를 결정할 수 있다. 이 때, 인트라 예측과 인터 예측 중 어느 것을 적용할 것인지를 결정하는 단위와 예측 샘플을 생성하는 단위는 상이할 수 있다. 아울러, 인터 예측과 인트라 예측에 있어서 예측 샘플을 생성하는 단위 또한 상이할 수 있다. 예를 들어, 인터 예측과 인트라 예측 중 어느 것을 적용할 것인지는 CU 단위로 결정할 수 있다. 또한 예를 들어, 인터 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 예측 샘플을 생성할 수 있고, 인트라 예측에 있어서 PU 단위로 예측 모드를 결정하고 TU 단위로 예측 샘플을 생성할 수도 있다.
인트라 예측의 경우에, 예측부(230)는 현재 픽처 내의 주변 참조 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 현재 블록의 주변 참조 샘플을 기반으로 방향성 모드 또는 비방향성 모드를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이 때, 주변 블록의 인트라 예측 모드를 이용하여 현재 블록에 적용할 예측 모드가 결정될 수도 있다.
인터 예측의 경우에, 예측부(230)는 참조 픽처 상에서 움직임 벡터에 의해 참조 픽처 상에서 특정되는 샘플을 기반으로 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 예측부(230)는 스킵(skip) 모드, 머지(merge) 모드 및 MVP 모드 중 어느 하나를 적용하여 현재 블록에 대한 예측 샘플을 유도할 수 있다. 이때, 비디오 인코딩 장치에서 제공된 현재 블록의 인터 예측에 필요한 움직임 정보, 예컨대 움직임 벡터, 참조 픽처 인덱스 등에 관한 정보는 상기 예측에 관한 정보를 기반으로 획득 또는 유도될 수 있다
스킵 모드와 머지 모드의 경우에, 주변 블록의 움직임 정보가 현재 블록의 움직임 정보로 이용될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
예측부(230)는 가용한 주변 블록의 움직임 정보로 머지 후보 리스트를 구성하고, 머지 인덱스가 머지 후보 리스트 상에서 지시하는 정보를 현재 블록의 움직임 벡터로 사용할 수 있다. 머지 인덱스는 인코딩 장치로부터 시그널링될 수 있다. 움직임 정보는 움직임 벡터와 참조 픽처를 포함할 수 있다. 스킵 모드와 머지 모드에서 시간적 주변 블록의 움직임 정보가 이용되는 경우에, 참조 픽처 리스트 상의 최상위 픽처가 참조 픽처로서 이용될 수 있다.
스킵 모드의 경우, 머지 모드와 달리 예측 샘플과 원본 샘플 사이의 차이(레지듀얼)이 전송되지 않는다.
MVP 모드의 경우, 주변 블록의 움직임 벡터를 움직임 벡터 예측자(motion vector predictor)로 이용하여 현재 블록의 움직임 벡터가 유도될 수 있다. 이 때, 주변 블록은 공간적 주변 블록과 시간적 주변 블록을 포함할 수 있다.
일 예로, 머지 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 머지 후보 리스트가 생성될 수 있다. 머지 모드에서는 머지 후보 리스트에서 선택된 후보 블록의 움직임 벡터가 현재 블록의 움직임 벡터로 사용된다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 머지 후보 리스트에 포함된 후보 블록들 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 갖는 후보 블록을 지시하는 머지 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 머지 인덱스를 이용하여, 현재 블록의 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
다른 예로, MVP(Motion Vector Prediction) 모드가 적용되는 경우, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터를 이용하여, 움직임 벡터 예측자 후보 리스트가 생성될 수 있다. 즉, 복원된 공간적 주변 블록의 움직임 벡터 및/또는 시간적 주변 블록인 Col 블록에 대응하는 움직임 벡터는 움직임 벡터 후보로 사용될 수 있다. 상기 예측에 관한 정보는 상기 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서 선택된 최적의 움직임 벡터를 지시하는 예측 움직임 벡터 인덱스를 포함할 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 움직임 벡터 인덱스를 이용하여, 움직임 벡터 후보 리스트에 포함된 움직임 벡터 후보 중에서, 현재 블록의 예측 움직임 벡터를 선택할 수 있다. 인코딩 장치의 예측부는 현재 블록의 움직임 벡터와 움직임 벡터 예측자 간의 움직임 벡터 차분(MVD)을 구할 수 있고, 이를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 즉, MVD는 현재 블록의 움직임 벡터에서 상기 움직임 벡터 예측자를 뺀 값으로 구해질 수 있다. 이 때, 예측부(230)는 상기 예측에 관한 정보에 포함된 움직임 벡터 차분을 획득하고, 상기 움직임 벡터 차분과 상기 움직임 벡터 예측자의 가산을 통해 현재 블록의 상기 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 예측부는 또한 참조 픽처를 지시하는 참조 픽처 인덱스 등을 상기 예측에 관한 정보로부터 획득 또는 유도할 수 있다.
가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 더하여 현재 블록 혹은 현재 픽처를 복원할 수 있다. 가산부(240)는 레지듀얼 샘플과 예측 샘플을 블록 단위로 더하여 현재 픽처를 복원할 수도 있다. 스킵 모드가 적용된 경우에는 레지듀얼이 전송되지 않으므로, 예측 샘플이 복원 샘플이 될 수 있다. 여기서는 가산부(240)를 별도의 구성으로 설명하였으나, 가산부(240)는 예측부(230)의 일부일 수도 있다. 한편, 가산부(240)는 복원부 또는 복원 블록 생성부로 불릴 수도 있다.
필터부(250)는 복원된 픽처에 디블록킹 필터링 샘플 적응적 오프셋, 및/또는 ALF 등을 적용할 수 있다. 이 때, 샘플 적응적 오프셋은 샘플 단위로 적용될 수 있으며, 디블록킹 필터링 이후 적용될 수도 있다. ALF는 디블록킹 필터링 및/또는 샘플 적응적 오프셋 이후 적용될 수도 있다.
메모리(260)는 복원 픽처(디코딩된 픽처) 또는 디코딩에 필요한 정보를 저장할 수 있다. 여기서 복원 픽처는 상기 필터부(250)에 의하여 필터링 절차가 완료된 복원 픽처일 수 있다. 예컨대, 메모리(260)는 인터 예측에 사용되는 픽처들을 저장할 수 있다. 이 때, 인터 예측에 사용되는 픽처들은 참조 픽처 세트 혹은 참조 픽처 리스트에 의해 지정될 수도 있다. 복원된 픽처는 다른 픽처에 대한 참조 픽처로서 이용될 수 있다. 또한, 메모리(260)는 복원된 픽처를 출력 순서에 따라서 출력할 수도 있다.
입력된 픽처에 대한 코딩이 수행되는 경우, 하나의 처리 유닛을 기반으로 상기 코딩이 수행될 수 있다. 상기 처리 유닛은 코딩 유닛(coding unit, CU)으로 나타낼 수 있다. 한편, 상기 픽처 내 유사한 정보를 포함하는 영역 단위로 코딩이 수행될수록 변환 효율이 향상될 수 있고, 이를 통하여 전반적인 코딩 효율이 향상될 수 있다. 또한, 상기 픽처 내 유사한 정보를 포함하는 영역 단위로 코딩이 수행될수록 예측 정확도가 향상될 수 있고, 이를 통하여 전반적인 코딩 효율이 향상될 수 있다. 하지만, 쿼드 트리(quad tree, QT) 구조만이 적용되어 상기 픽처가 정방형의 CU들로만 분할되는 경우, 상기 CU들이 정확하게 유사한 정보만을 포함하도록 분할하는 것은 한계가 있을 수 있다. 이러한 경우, 상기 픽처를 상기 특정 객체를 나타내는 정보를 포함하는 비정방형 CU로 분할되도록 하는 것이 보다 코딩 효율을 향상시킬 수 있다.
도 3은 QTBT(Quad Tree Binary Tree) 구조를 통하여 분할된 CU 및 상기 QTBT 구조의 시그널링 방법을 예시적으로 나타낸다.
상기 QTBT 구조는 CU(또는 CTU)가 QT 구조를 통하여 분할되고, 바이너리 트리(binary tree, BT) 구조를 통하여 분할되는 구조를 나타낼 수 있다. 즉, 상기 QTBT는 상기 QT 구조와 상기 BT 구조가 결합된 형태로 구성된 분할 구조를 나타낼 수 있고, 픽처가 CTU 단위로 코딩되는 경우, CTU는 상기 QT 구조를 통하여 분할될 수 있고, 상기 QT 구조의 리프 노드(leaf node)는 추가적으로 BT 구조를 통하여 분할될 수 있다. 여기서, 상기 리프 노드는 상기 QT 구조에서 더 이상 분할되지 않는 CU를 나타낼 수 있고, 상기 리프 노드는 말단 노드라고 불릴 수도 있다. 또한, 상기 QT 구조는 2Nx2N 사이즈의 CU(또는 CTU)가 4개의 NxN 사이즈의 서브 CU들로 분할되는 구조를 나타낼 수 있고, 상기 BT 구조는 2Nx2N 사이즈의 CU가 2개의 Nx2N (또는 nLx2N, nRx2N) 사이즈의 서브 CU들 또는, 2개의 2NxN (또는 2NxnU, 2NxnD) 사이즈의 서브 CU들로 분할되는 구조를 나타낼 수 있다. 도 3의 (a)를 참조하면 CU는 QT 구조를 통하여 하위 뎁스(depth)의 정방형 CU들로 분할될 수 있고, 추가적으로 상기 정방형 CU들 중 특정 CU는 BT 구조를 통하여 하위 뎁스의 비정방형 CU들로 분할될 수 있다.
도 3의 (b)는 상기 QTBT 구조의 신텍스 시그널링의 일 예를 나타낼 수 있다. 도 3의 (b)에 도시된 실선은 QT 구조를 나타낼 수 있고, 점선은 BT 구조를 나타낼 수 있다. 또한, 위에서 아래로 갈수록 상위 뎁스(depth)에서 하위(deeper) 뎁스의 CU에 대한 신텍스를 나타낼 수 있다. 또한, 좌에서 우로의 방향으로 좌상측, 우상측, 좌하측, 우하측 CU에 대한 신텍스를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 가장 위의 숫자는 n 뎁스의 CU에 대한 신텍스를 나타낼 수 있고, 위에서 두번째 위치의 숫자들은 n+1 뎁스의 CU들, 위에서 세번째 위치의 숫자들은 n+2 뎁스의 CU들, 위에서 네번째 위치의 숫자들은 n+3 뎁스의 CU들에 대한 신텍스를 나타낼 수 있다. 또한, 볼드체로 표시된 숫자들은 QT 구조에 대한 신텍스들의 값들을 나타낼 수 있고, 볼드체로 표시되지 않은 숫자들은 BT 구조에 대한 신텍스들의 값들을 나타낼 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면 CU가 상기 QT 구조를 통하여 분할되는지 여부를 나타내는 QT 분할 플래그가 전송될 수 있다. 즉, 상기 2Nx2N 사이즈의 CU가 4개의 NxN 사이즈의 서브 CU들로 분할되는지 여부를 나타내는 플래그가 전송될 수 있다. 예를 들어, 상기 CU에 대한 상기 QT 분할 플래그의 값이 1인 경우, 상기 CU는 4개의 서브 CU들로 분할 될 수 있고, 상기 CU에 대한 상기 QT 분할 플래그의 값이 0인 경우, 상기 CU는 분할되지 않을 수 있다. 또한, 입력 영상에 대한 상기 QT 구조를 조절하기 위하여 상기 QT 구조에서의 최대 CU 사이즈, 최소 CU 사이즈, 최대 뎁스 등에 대한 정보가 전송될 수 있다. 상술한 QT 구조에 대한 정보들은 슬라이스 타입들 각각에 대하여 전송될 수 있고, 또는 영상 성분들(휘도 성분, 채도 성분 등) 각각에 대하여 전송될 수 있다. 한편, BT 구조에 대한 정보는 QT 구조에서 더 이상 분할되지 않는 말단 노드에 대하여 전송될 수 있다. 즉, 상기 QT 구조에서 말단 노드에 해당하는 CU에 대한 상기 BT 구조에 대한 정보가 전송될 수 있다. 여기서, 상기 BT 구조에 대한 정보를 포함하는 정보는 추가 분할 정보라고 불릴 수 있다. 예를 들어, 상기 CU의 상기 BT 구조를 통한 분할 여부, 즉, 상기 CU에 대한 상기 BT 구조의 적용 여부를 나타내는 BT 분할 플래그가 전송될 수 있다. 구체적으로, 상기 BT 분할 플래그에 대한 값이 1인 경우, 상기 CU는 2개의 서브 CU들로 분할될 수 있고, 상기 BT 분할 플래그에 대한 값이 0인 경우, 상기 CU는 분할되지 않을 수 있다. 또한, 입력 영상에 대한 상기 BT 구조를 조절하기 위해서 BT 구조에서의 최대 CU 사이즈, 최소 CU 사이즈, 최대 뎁스 등에 대한 정보가 전송될 수 있다. 상술한 BT 구조에 대한 정보들은 슬라이스 타입들 각각에 대하여 전송될 수 있고, 또는 영상 성분들 각각에 대하여 전송될 수 있다. 상기 CU가 상기 BT 구조를 통하여 분할되는 경우, 상기 CU는 가로 또는 세로 방향으로 분할될 수 있다. 상기 CU가 어떤 방향으로 분할되는지, 즉, 상기 CU의 분할 타입을 나타내는 BT 분할 모드 인덱스가 더 전송될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같이 인터 예측이 수행되는 경우, 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 포함하는 예측된 블록을 생성할 수 있다. 여기서 상기 예측된 블록은 공간 도메인(또는 픽셀 도메인)에서의 예측 샘플들을 포함한다. 상기 예측된 블록은 인코딩 장치 및 디코딩 장치에서 동일하게 도출되며, 상기 인코딩 장치는 원본 블록의 원본 샘플 값 자체가 아닌 상기 원본 블록과 상기 예측된 블록 간의 레지듀얼에 대한 정보(레지듀얼 정보)를 디코딩 장치로 시그널링함으로써 영상 코딩 효율을 높일 수 있다. 디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 레지듀얼 샘플들을 포함하는 레지듀얼 블록을 도출하고, 상기 레지듀얼 블록과 상기 예측된 블록을 합하여 복원 샘플들을 포함하는 복원 블록을 생성할 수 있고, 복원 블록들을 포함하는 복원 픽처를 생성할 수 있다.
하지만, 인터 예측 시, 현재 픽처 내 인접한 블록들의 움직임 벡터가 다른 경우, 다른 영역에 위치한(즉, 서로 인접하지 않은) 참조 블록들로부터 예측 샘플들이 도출되는바, 상기 인접한 블록들의 블록 경계 영역에서의 불연속성이 커지는 경향이 있다. 이러한 불연속성은 블록 경계에서의 예측 에러라고 볼 수 있다. 이와 같은 블록 경계에서의 예측 에러를 보상하기 위하여 인접 블록(주변 블록)과 현재 블록의 상대적인 위치를 고려하여 상기 현재 블록의 블록 경계 영역에 필터링을 수행할 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 인접 블록이 현재 블록의 좌측 블록이고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 MV1, 상기 인접 블록의 움직임 벡터가 MV2인 경우, 상기 현재 블록 및 상기 MV1을 기반으로 도출된 참조 블록1과 상기 인접 블록의 우측 블록 및 상기 MV2를 기반으로 도출된 참조 블록2를 가중합(weighted sum)하여, 상기 현재 블록의 블록 경계 영역에 필터링을 수행할 수 있다. 다른 예로, 인접 블록이 현재 블록의 상측 블록이고, 상기 현재 블록의 움직임 벡터가 MV1, 상기 인접 블록의 움직임 벡터가 MV2인 경우, 상기 현재 블록 및 상기 MV1을 기반으로 도출된 참조 블록1과 상기 인접 블록의 하측 블록 및 상기 MV2를 기반으로 도출된 참조 블록2를 가중합(weighted sum)하여, 상기 현재 블록의 블록 경계 영역에 필터링을 수행할 수 있다. 상술한 필터링은 중첩 경계 움직임 보상(Overlapped boundary motion compensation, OBMC)이라고 불릴 수 있다. 이 경우 상기 필터링은 상기 현재 블록의 블록 경계 영역에 서브블록 (서브유닛) 단위로 적용될 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 상기 블록 경계에 인접한 n×n 서브유닛들을 도출하고(ex. n=4), 상기 n×n 서브유닛들 단위로 상술한 필터링을 적용할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 OBMC 방법을 예시적으로 나타낸다. 도 4는 현재 블록의 움직임 벡터와 현재 블록에 인접한 좌측블록의 움직임 벡터가 다른 경우, 현재 블록의 좌측 경계에 대하여 OBMC를 수행하는 예시를 나타낸다.
상술한 QTBT 구조의 사용에 따라, 기존에 존재하지 않는 비율의 블록이 도출될 수 있으며, 이를 고려하여 적응적으로 OBMC를 적용할 수도 있다.
본 발명에 따른 OBMC를 적용 여부를 결정하기 위하여, 인코딩 장치는 대상 블록에 대한 OBMC 적용 전, 후의 RD(rate-distortion) 코스트를 비교할 수 있다. 인코딩 장치는 현재 블록에 대하여 OBMC 적용 여부에 대한 플래그 정보를 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다. 상기 OBMC 적용 여부에 대한 플래그 정보는 OBMC 플래그라고 불릴 수 있다. 한편, 모든 대상 블록에 대하여 블록 단위로 OBMC 플래그를 시그널링하는 것은, 코딩 효율을 저하를 야기하므로, 상기 플래그 정보의 시그널링에 대한 데이터량을 효율적으로 줄이는 방법이 필요하다. 예를 들어, OBMC 플래그를 예측 블록 단위가 아닌 코딩 블록 단위로 시그널링하거나, 특정 사이즈보다 큰 블록에 대하여는 OBMC 플래그 없이 묵시적으로 OBMC가 적용되는 것으로 판단하고, 특정 사이즈와 같거나 작은 경우에는 명시적으로 OBMC 플래그를 시그널링하여 OBMC 적용 여부를 결정할 수 있다.
한편, QTBT 구조가 적용되는 경우, 현재 픽처의 코딩을 위하여 다양한 비율의 비정방형 블록이 사용될 수 있으며, 예를 들어 다음 표와 같은 사이즈의 블록들이 사용될 수 있다.
Figure PCTKR2017009544-appb-T000001
블록의 종류는 QuadTree의 최소사이즈(min), 최대사이즈(max), 뎁스(depth), BinaryTree의 최소사이즈(min), 최대사이즈(max), 뎁스(depth)에 따라 달라질 수 있다.
기본적으로 블록의 사이즈가 커질수록 OBMC의 성능이 커질 수 있으며, 인코더 및 디코더 단에서는 특정 사이즈(예를 들어, 16×16)보다 큰 블록에 대하여는 OBMC가 묵시적으로 적용되도록 설정될 수 있다. 물론 이 경우에도 현재 블록의 MV가 인접 블록의 MV와 같은 경우(또는 상기 인접 블록이 인트라 코딩된 경우) OBMC가 적용되지 않을 수 있음은 상술한 바와 같다. 이하 마찬가지이다.
한편, 상술한 바와 같이 QTBT의 도입에 따라 블록의 모양이 다양해질 수 있으며, 이 경우, 너비(width)와 높이(height)를 구분하여 기준(임계값)과 비교함으로써 OBMC 적용 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 16×16의 특정 사이즈가 기준이 되는 경우, 너비 또는 높이 둘 중 하나만 16을 초과하는 경우에는 OBMC의 적용 여부가 별도로(OMBC 플래그 등을 이용) 판단되어야 하나, 너비 및 높이 둘 중 하나만 기준보다 큰 경우에도 OBMC가 묵시적으로 적용되도록 설정할 수도 있다. 또는 너비 기준 및 높이 기준을 별도로 설정할 수도 있다. 예를 들어, 너비가 16보다 크거나, 높이가 16보다 큰 경우에 대한 조건을 적용할 때, OBMC 적용 블록은 다음과 같이 달라질 수 있다. 하기 표에서 OBMC 적용 블록은 볼드체로 표시되었다.
Figure PCTKR2017009544-appb-T000002
상기와 같이 OBMC 적용 조건을 변경하였을 때, 4×32 사이즈의 블록, 8×32 사이즈의 블록, 32×4 사이즈의 블록, 32×8 사이즈의 블록에 대하여도 OBMC가 적용될 수 있다.
(너비×높이 > 16×16)일 때 묵시적으로 OBMC를 적용하는 것과 비교하여 (너비 > 16 또는 높이 > 16)일 때 묵시적으로 OBMC를 적용하도록 적용 조건을 변경했을 때 다음의 결과를 얻을 수 있다. 아래 표는 JEM(joint exploration model) 3.1에서 해당 알고리즘을 적용했을 때의 결과이다. 이는 CTC(common test conditions) 시퀀스의 ClassA~ClassD까지 적용되었으며 각 시퀀스의 33 프레임을 대상으로 한 실험결과이다.
Figure PCTKR2017009544-appb-T000003
표에서 보는 바와 같이 상술한 방법에 따라 적용 조건을 변경하는 경우, 루마 성분 Y 및 크로마 성분 U에 대하여 각각 전반적으로 0.2% 및 0.1%의 코딩 효율 상승이 있는 것을 알 수 있다.
한편, 상술한 예는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명에 따르면 기준의 되는 블록의 사이즈는 다양하게 변경 가능하며, 너비와 높이의 기준을 다르게 정할 수 있다. 또한 블록의 비율에 따라서도 그 기준을 다르게 정할 수 있다. 예를 들어 (너비 > 16 및 높이 > 32), (너비 > 높이) 이거나, (너비 < 높이) 또는, (너비 > 높이 및 높이 > 16), (너비 == 높이 * 2) 등의 적용이 가능하다. 여기서 OBMC 적용을 위한 너비 또는 높이 기준인 16은 하나의 예일 뿐이며, 인코더 및 디코더 단에서 정의된 다른 기준값도 적용 가능하다. 또한 상기 기준은 영상(픽처) 전체에 대해 동일하게 적용되거나 혹은 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), 또는 슬라이스 헤더를 통해서 시그널링될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 기준(값)을 기반으로 OBMC의 적용 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따른 OBMC 방법에 의하면, 상술한 바와 같이 현재 블록 기준 현재 블록의 움직임 벡터가 가리키는 제1 참조 블록의 일부 영역과 상기 현재 블록 기준 인접 블록의 움직임 벡터가 가리키는 제2 참조 블록의 일부 영역을 서브유닛 단위로 가중합하는 형태로 수행될 수 있다. 비디오 코딩 시스템에서 움직임 정보가 4×4 블록 단위로 저장되는 경우, 4×4 블록 단위로 서로 다른 움직임 벡터가 존재할 수 있다. 따라서, 이를 고려하여 현재 블록에 대하여 4×4 서브유닛 단위로 OBMC를 적용할 수 있다. 그러나, 블록의 사이즈가 8×4 또는 4×8 등과 같이 일정 사이즈 이하인 경우 4×4 서브유닛 단위로 OBMC를 적용하는 것은, 현재 블록의 블록 경계 주변뿐 아니라 현재 블록 전반적으로 필터링을 적용하는 것과 유사하게 되므로, 이는 블록 내의 주된 객체 이미지에 왜곡이 될 수 있으므로(즉, over smoothing) 오히려 예측 효율을 저하시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 현재 블록의 사이즈를 기반으로 OBMC 적용을 위한 서브유닛의 사이즈를 적응적으로 결정하여 OBMC를 적용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따르면 블록의 사이즈가 8×4 또는 4×8 등과 같이 일정 사이즈 이하인 현재 블록에 대하여는 2×4, 4×2 사이즈의 서브유닛 기반으로 가중 인자(weighting factor)들을 적용(즉, OBMC를 적용)할 수 있다. 상술한 QTBT 구조가 사용되는 경우, 한쪽 변의 길이가 4인 블록으로 4×8, 8×4 뿐 아니라, 16×4, 4×16, 32×4, 4×32 등이 사용될 수 있으며, 이 경우 2×4 또는 4×2 서브유닛 단위로 가중 인자들을 적용할 수 있다. 즉, (너비 == 4 이거나 높이 == 4)의 조건을 만족하는 경우 2×4, 4×2 사이즈의 서브유닛 기반으로 또는 2×2 사이즈의 서브유닛 기반으로 가중 인자(weighting factor)들을 적용할 수도 있다. 다시 말하면, 현재 블록의 너비가 4인 경우 2×4 서브유닛 단위로 가중 인자들을 적용하고, 현재 블록의 높이가 4인 경우 4×2 서브유닛 단위로 가중 인자들을 적용할 수 있다. 다만 이는 예시로서, 기준이 되는 블록의 사이즈는 다양하게 변경 가능하며 너비와 높이의 기준을 다르게 정할 수 있다. 또한 블록의 비율에 따라서도 그 기준을 다르게 정할 수 있다. 또한, 가중 인자 적용을 위한 서브유닛 사이즈를 1×4, 4×1 등으로 변경할 수도 있다.
아래 표는 JEM 3.1에서 한변이 4인 블록에 대해 2×4 또는 4×2 크기의 영역을 대상으로 가중 인자들을 적용했을 때의 결과이다. CTC 시퀀스의 ClassA~ClassD까지 적용되었으며, 이는 각 시퀀스의 33 프레임을 대상으로 한 실험결과이다.
Figure PCTKR2017009544-appb-T000004
표에서 보는 바와 같이 상술한 방법에 따라 적용 서브유닛 단위를 변경하는 경우, 적어도 루마 성분 Y에 대하여 전반적으로 0.2%의 코딩 효율 상승이 있는 것을 알 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이 QTBT 구조 등의 이용에 따라, 예측 대상이 되는 현재 블록은 비정방형 구조를 가질 수 있으며, 이 경우 현재 블록의 너비와 높이는 서로 다른 값을 가질 수 있다. 이 경우, OBMC 적용 여부를 블록 단위로 결정할 뿐 아니라, 블록 경계 기반으로 판단할 수도 있다. 즉, 현재 블록의 좌측 경계 및 상측 경계를 구분하여 OBMC 적용 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, 먼저 현재 블록에 대한 OBMC 적용 여부 1차 판단 후에, 좌측 경계 및/또는 상측 경계의 OBCM 적용 여부를 2차 판단할 수도 있다. 구체적으로 예를 들어, 상술한 묵시적인 기준 및/또는 시그널링된 플래그 정보를 기반으로 현재 블록에 대한 OBMC 적용 여부를 1차 판단하고, 상기 현재 블록의 좌측 경계의 길이 및/또는 상측 경계의 길이를 기반으로 상기 좌측 경계 및/또는 상기 상측 경계의 OBCM 적용 여부를 2차 판단할 수도 있다. 다른 예로, 현재 블록에 대한 OBMC 적용 여부의 판단을 생략하고, 좌측 경계 및/또는 상측 경계의 OBCM 적용 여부를 바로 판단할 수도 있다.
도 5 및 도 6은 좌측 경계, 상측 경계 구분하여 OMBC 적용 여부를 판단하는 것에 관한 예들이다.
도 5를 참조하면, (a)에 도시된 바와 같이 현재 블록에 OBMC가 적용되는 경우, 모든 블록 경계에 대하여 OBMC를 적용할 수도 있다. 반면, (b)에 도시된 바와 같이 좌측 경계의 길이가 일정 기준(ex. 8) 이하인 경우 좌측 경계에 대하여만 OBMC를 적용할 수도 있다. 이는 예를 들어, 현재 블록이 비정방형이고 높이가 일정 기준 이하인 경우, 상측 경계에 대하여 OBMC가 적용되지 않도록 판단될 수 있다. 이는 현재 블록의 높이가 일정 기준 이하인 경우에도 상측 경계에 대하여 OBMC를 적용하는 것은 오히려 전반적인 예측 성능을 저하시킬 수 있기 때문이다.
한편, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 현재 블록이 비정방형이고 좌측 경계의 길이가 일정 기준 이하인 경우, 좌측 경계에 대하여 OBMC가 적용되지 않고, 상측 경계에 대하여만 OBMC가 적용되도록 판단될 수도 있다.
좌측 경계, 상측 경계 구분하여 OMBC 적용 여부를 판단하기 위한 기준값은 상기에서 예를 들어 설명한 8 외의 다른 특정 값으로 미리 설정될 수도 있고, 또는 상기 기준이 되는 값에 대한 정보(OBMC 경계 기준값 정보)가 명시적으로 디코더 단으로 시그널링될 수도 있다. 상기 기준값은 영상(픽처) 전체에 대하여 동일하게 적용될 수도 있고, 또는 VPS, SPS, PPS, 또는 슬라이스 헤더를 통해서 시그널링될 수 있다. 디코딩 장치는 상기 기준값을 기반으로 좌측 경계 및/또는 상측 경계의 OBMC의 적용 여부를 판단할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 OBMC를 적용함에 있어서, 가중 인자들을 이용하여 제1 참조 서브유닛(현재 블록의 MV를 기반으로 도출)과 제2 참조 서브유닛(주변 블록의 MV를 대상으로 도출) 간의 가중합이 수행된다. 이 경우, 대상 경계에 가까할수록 주변 블록의 움직임 벡터로 찾은 참조 샘플에 상대적으로 큰 가중 인자가 할당될 수 있다. 예를 들어, 가중 인자들은 다음과 같이 설정될 수 있다.
Figure PCTKR2017009544-appb-I000001
여기서, {} 내 좌측의 인자는 제1 참조 서브유닛의 참조 샘플에 대한 가중치, 우측의 인자는 제2 참조 서브유닛의 참조 샘플에 대한 가중치를 나타낸다.
만약 대상 경계가 좌측 경계인 경우, 3/4은 제1 참조 서브유닛의 좌측 첫번째 열의 참조 샘플에 대한 가중치, 1/4은 제2 참조 서브유닛의 좌측 첫번째 열의 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내고, 7/8은 제1 참조 서브유닛의 좌측 두번째 열의 참조 샘플에 대한 가중치, 1/8은 제2 참조 서브유닛의 좌측 두번째 열의 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내고, 15/16은 제1 참조 서브유닛의 좌측 세번째 열의 참조 샘플에 대한 가중치, 1/16은 제2 참조 서브유닛의 좌측 세번째 열의 참조 샘플에 대한 가중치를 나타내고, 31/32는 제1 참조 서브유닛의 좌측 네번째 열의 참조 샘플에 대한 가중치, 1/32는 제2 참조 서브유닛의 좌측 네번재 열의 참조 샘플에 대한 가중치를 나타낸다. 한편, 상술한 바와 같이 4×4 뿐 아니라 2×4, 4×2 또는 1×4, 4×1의 서브유닛이 사용되는 경우, 가중인자들은 대상 경계를 기준으로 사용되는 행 및/또는 열을 고려하여 예를 들어 다음과 같이 간략화될 수 있다.
Figure PCTKR2017009544-appb-I000002
한편, 예측의 대상이 되는 현재 블록이 작은 블록일수록 예측된 블록은 원본 블록에 근접한 블록일 가능성이 높다. 즉, 이는 레지듀얼 신호가 적은 최적의 블록임을 나타낸다. 이 경우, 상술한 가중인자들는 상대적으로 주변 블록의 영향력이 크므로 이 영향력을 줄일 수 있다. 즉, 작은 블록 단위로 예측할수록 현재 블록과 주변 블록의 연관성이 적다는 것을 의미하므로 OBMC를 수행함에 있어, 주변 블록의 움직임벡터(제2 움직임벡터)로 도출된 참조샘플(제2 서브유닛 내 제2 참조샘플)에는 상대적으로 작은 가중인자가 적용되도록 설정될 수 있다.
따라서 현재 블록의 사이즈가 소정의 사이즈(ex. 8×8, 4×4, 8×4, 4×8 등) 이하일 경우, 주변 블록의 영향력을 줄이기 위하여 다음 표들과 같이 수정된 가중인자를 적용할 수도 있다.
Figure PCTKR2017009544-appb-I000003
Figure PCTKR2017009544-appb-I000004
한편, 상기 표들에서 개시된 값은 예일 뿐이며, 작은 블록일수록 주변 블록의 영향력이 작도록 하는 다양한 가중 인자들를 적용할 수 있다. 블록의 크기나 블록의 모양에 따라 다른 가중 인자들을 적용할 수도 있음은 물론이다.
도 7은 본 발명에 따른 영상 코딩에서의 인터 예측 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 7에서 개시된 방법은 도 1에서 개시된 인코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 7의 S700 내지 S760은 상기 인코딩 장치의 예측부, S770은 상기 인코딩 장치의 엔트로피 인코딩부에 의하여 수행될 수 있다.
도 7을 참조하면, 인코딩 장치는 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출한다(S700). 인코딩 장치는 움직임 추정(motion estimation) 절차를 통하여 참조 픽처 상에서 최적의 RD(rate-distortion) 코스트를 갖는 참조 블록을 찾을 수 있으며, 상기 참조 블록 내의 복원 샘플들을 복사하여 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
인코딩 장치는 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출한다(S710). 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 위치 및 상기 참조 블록의 위치를 기반으로 상기 참조 블록을 가리키는 제1 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 상기 제1 움직임 벡터는 현재 블록의 인터 예측 모드(ex. 머지 모드, MVP 모드)에 따라 정의된 절차에 따라 디코딩 장치로 시그널링될 수 있다.
인코딩 장치는 본 발명에 따른 OBMC를 수행하기 위하여 현재 블록의 서브유닛을 도출한다(S720). 상기 서브유닛은 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접하여 위치한다. 상기 서브유닛은 정방형 또는 비정방형 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 서브유닛은 4×4 사이즈를 가질 수 있다. 또는 상기 서브유닛은 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 가질 수 있다. 이 경우 상기 서브유닛은 상기 현재 블록의 사이즈를 기반으로 적응적으로 4×4, 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 너비 또는 높이가 4 이하인 경우, 상기 서브유닛은 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 가질 수 있다.
한편, 인코딩 장치는 OBMC 적용 여부에 대한 판단을 수행할 수 있다.
일 예로, 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 사이즈(너비, 또는 높이) 및 미리 정의된 기준값을 기반으로 상기 현재 블록에 묵시적으로 OBMC가 적용되는지 여부를 판단할 수도 있다. 예를 들어, 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준값을 초과하는 경우 상기 현재 블록에 상기 OBMC가 적용되는 것으로 묵시적으로 판단할 수 있다. 또는, 인코딩 장치는 상기 현재 블록의 너비 또는 높이가 특정 기준값을 초과하는 경우 상기 현재 블록에 대한 상기 OBMC가 적용되는 것으로 묵시적으로 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 너비에 대한 기준값과 상기 높이에 대한 기준값이 다르게 설정될 수도 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비에 대하여 제1 기준값이 설정되고, 높이에 대하여 제2 기준값이 설정되며, 상기 너비가 상기 제1 기준값을 초과하거나 상기 높이가 상기 제2 기준값을 초과하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 OBMC가 적용되는 것으로 판단할 수도 있다. 상기 특정 기준값은 미리 정의될 수 있으며, 또는 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), 또는 슬라이스 헤더를 통해서 시그널링될 수도 있다.
다른 예로, 인코딩 장치는 OBMC 적용 전 후의 RD 코스트를 비교하여 OBMC 적용 여부를 판단할 수도 있다. 이 경우 인코딩 장치는 OBMC 적용 여부를 가리키는 OBMC 플래그 정보를 디코딩 장치로 시그널링할 수 있다.
한편, OBMC 적용 여부에 대한 판단은 블록 경계 단위로 결정될 수도 있다. 즉, 상기 현재 블록에 OBMC가 적용되는 경우에도 상기 현재 블록의 좌측 경계 및 상측 경계 중 하나에만 OBMC가 적용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 높이가 특정 기준값 이하인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 경계 또는 상측 경계에 대하여는 OBMC가 적용되지 않는 것으로 판단될 수 있다. 다른 예로, 상기 현재 블록의 너비가 특정 기준값 이하인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 경계 또는 상측 경계에 대하여는 OBMC가 적용되지 않는 것으로 판단될 수 있다.
인코딩 장치는 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터 기반으로 제1 참조유닛(참조 샘플들 어레이)을 도출한다(S730). 인코딩 장치는 참조 픽처 상에서 상기 서브유닛의 좌상단 샘플 위치를 기준으로 상기 제1 움직임 벡터가 가리키는 위치의 참조유닛을 제1 참조유닛으로 도출할 수 있다. 상기 제1 참조유닛은 상기 서브유닛과 동일한 사이즈를 가지며 제1 참조 샘플들을 포함한다.
인코딩 장치는 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하고(S740), 상기 서브유닛 및 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛(참조 샘플들 어레이)을 도출한다(S750). 인코딩 장치는 상기 참조 픽처 상에서 상기 서브유닛의 좌상단 샘플 위치를 기준으로 상기 제2 움직임 벡터가 가리키는 위치의 참조유닛을 제2 참조유닛으로 도출할 수 있다. 상기 제2 참조유닛은 상기 서브유닛과 동일한 사이즈를 가지며 제2 참조 샘플들을 포함한다. 또는 도 4에서 상술한 바와 같이 상기 주변 블록 내에서 상기 서브유닛에 대응하는 주변 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터로부터 도출된 참조유닛의 우측 또는 하측 서브유닛을 상기 제2 참조유닛으로 도출할 수도 있다.
인코딩 장치는 제1 참조유닛 및 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출한다(S760). 즉, 인코딩 장치는 제1 참조 샘플들 및 제2 참조 샘플들의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 제1 참조 샘플들 및 제2 참조 샘플들을 위상(phase) 기반으로 가중합될 수 있다.
상기 수정된 예측 샘플들은 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들 중 상기 서브유닛 내에 위치하는 예측 샘플들에 대한 수정된 예측 샘플들이다. 즉, 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 상기 서브유닛의 영역에 대하여는 상기 수정된 예측 샘플들로 대체될 수 있다. 상기 OBMC는 상기 현재 블록의 대상 경계에 위치하는 다수의 서브유닛들에 대하여 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
상기 가중합에 사용되는 가중인자들을 다양한 기준을 기반으로 설정될 수 있으며, 상술한 표 5 내지 8을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플에 적용되는 가중인자는 상기 제2 참조유닛 내 대응 참조 샘플에 적용되는 가중인자보다 크게 설정될 수 있다.
또한, 상기 대상 경계가 상기 현재 블록의 좌측 경계인 경우, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들 중 상기 대상 경계로부터 n번째 열의 제1 참조 샘플에 대한 가중인자가 상기 대상 경계로부터 n+1번째 열의 제2 참조 샘플에 대한 가중인자보다 더 작게 설정될 수 있다. 또는 상기 대상 경계가 상기 현재 블록의 상측 경계인 경우, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들 중 상기 대상 경계로부터 n번째 행의 제1 참조 샘플에 대한 가중인자가 상기 대상 경계로부터 n+1번째 행의 제2 참조 샘플에 대한 가중인자보다 더 작게 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들에 대한 가중인자들은 상기 현재 블록의 사이즈를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 참조유닛 내 상기 참조 샘플들 중 특정 참조 샘플에 대한 가중인자는, 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준 사이즈보다 작은 경우에 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준 사이즈보다 작지 않은 경우보다 상대적으로 큰 값을 가질 수 있다.
인코딩 장치는 인터 예측 정보를 인코딩하여 출력한다(S770). 상기 인터 예측 정보는 상기 현재 블록의 상기 제1 움직임 벡터에 대한 정보가 포함될 수 있다. 일 예로, 상기 제1 움직임 벡터에 대한 정보는 상기 현재 블록에 대한 머지 인덱스 등을 포함할 수 있다. 다른 예로, 상기 제1 움직임 벡터에 대한 정보는 MVP 플래그 및 MVD(motion vector difference) 정보 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 인터 예측 정보는 상기 현재 블록의 인터 예측 모드 정보를 포함할 수도 있다.
인코딩 장치는 상기 인터 예측 정보를 인코딩하여 비트스트림 형태로 출력할 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 디코딩 장치로 전송될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 영상 코딩에서의 인터 예측 방법의 일 예를 개략적으로 나타낸다. 도 8에서 개시된 방법은 도 2에서 개시된 디코딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 8의 S800 내지 S860은 상기 디코딩 장치의 예측부에 의하여 수행될 수 있다.
도 8을 참조하면, 디코딩 장치는 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출한다(S800). 디코딩 장치는 비트스트림을 통하여 획득한 인터 예측 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 상기 제1 움직임 벡터를 도출할 수 있다. 상기 비트스트림은 네트워크 또는 저장매체를 통하여 인코딩 장치로부터 수신될 수 있다. 일 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 머지 후보 리스트를 생성하고, 상기 인터 예측 정보에 포함된 머지 인덱스를 이용하여 상기 머지 후보 리스트 중에서 선택한 머지 후보의 움직임 벡터를 상기 제1 움직임 벡터로 도출할 수 있다. 다른 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 주변 블록들을 기반으로 MVP 후보 리스트를 생성하고, 상기 인터 예측 정보에 포함된 MVP 플래그를 기반으로 특정 MVP 후보를 선택하고, 상기 선택된 MVP 후보의 움직임 벡터와 상기 인터 예측 정보에 포함된 MVD 정보로부터 도출된 MVD를 이용하여 상기 제1 움직임 벡터를 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출한다(S810). 디코딩 장치는 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 참조 픽처 상에서 상기 현재 블록의 위치를 기준으로 상기 제1 움직임 벡터가 가리키는 참조 블록 내의 복원 샘플들을 복사하여 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출할 수 있다.
디코딩 장치는 본 발명에 따른 OBMC를 수행하기 위하여 현재 블록의 서브유닛을 도출한다(S720). 상기 서브유닛은 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접하여 위치한다. 상기 서브유닛은 정방형 또는 비정방형 형태일 수 있다. 예를 들어, 상기 서브유닛은 4×4 사이즈를 가질 수 있다. 또는 상기 서브유닛은 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 가질 수 있다. 이 경우 상기 서브유닛은 상기 현재 블록의 사이즈를 기반으로 적응적으로 4×4, 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 너비 또는 높이가 4 이하인 경우, 상기 서브유닛은 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 가질 수 있다.
한편, 디코딩 장치는 OBMC 적용 여부에 대한 판단을 수행할 수 있다.
일 예로, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 사이즈(너비, 또는 높이) 및 미리 정의된 기준값을 기반으로 상기 현재 블록에 묵시적으로 OBMC가 적용되는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준값을 초과하는 경우 상기 현재 블록에 상기 OBMC가 적용되는 것으로 묵시적으로 판단할 수 있다. 또는, 디코딩 장치는 상기 현재 블록의 너비 또는 높이가 특정 기준값을 초과하는 경우 상기 현재 블록에 대한 상기 OBMC가 적용되는 것으로 묵시적으로 판단할 수 있다. 이 경우, 상기 너비에 대한 기준값과 상기 높이에 대한 기준값이 다르게 설정될 수도 있다. 즉, 상기 현재 블록의 너비에 대하여 제1 기준값이 설정되고, 높이에 대하여 제2 기준값이 설정되며, 상기 너비가 상기 제1 기준값을 초과하거나 상기 높이가 상기 제2 기준값을 초과하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 OBMC가 적용되는 것으로 판단할 수도 있다. 상기 특정 기준값은 미리 정의될 수 있으며, 또는 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), 또는 슬라이스 헤더를 통해서 시그널링될 수도 있다.
다른 예로, 디코딩 장치는 인코딩 장치로부터 시그널링된 OBMC 플래그 정보를 기반으로 OBMC 적용 여부를 판단할 수도 있다.
한편, OBMC 적용 여부에 대한 판단은 블록 경계 단위로 결정될 수도 있다. 즉, 상기 현재 블록에 OBMC가 적용되는 경우에도 상기 현재 블록의 좌측 경계 및 상측 경계 중 하나에만 OBMC가 적용될 수도 있다. 예를 들어, 상기 현재 블록의 높이가 특정 기준값 이하인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 경계 또는 상측 경계에 대하여는 OBMC가 적용되지 않는 것으로 판단될 수 있다. 다른 예로, 상기 현재 블록의 너비가 특정 기준값 이하인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 경계 또는 상측 경계에 대하여는 OBMC가 적용되지 않는 것으로 판단될 수 있다.
디코딩 장치는 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터 기반으로 제1 참조유닛(참조 샘플들 어레이)을 도출한다(S830). 디코딩 장치는 참조 픽처 상에서 상기 서브유닛의 좌상단 샘플 위치를 기준으로 상기 제1 움직임 벡터가 가리키는 위치의 참조유닛을 제1 참조유닛으로 도출할 수 있다. 상기 제1 참조유닛은 상기 서브유닛과 동일한 사이즈를 가지며 제1 참조 샘플들을 포함한다.
디코딩 장치는 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하고(S840), 상기 서브유닛 및 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛(참조 샘플들 어레이)을 도출한다(S850). 디코딩 장치는 상기 참조 픽처 상에서 상기 서브유닛의 좌상단 샘플 위치를 기준으로 상기 제2 움직임 벡터가 가리키는 위치의 참조유닛을 제2 참조유닛으로 도출할 수 있다. 상기 제2 참조유닛은 상기 서브유닛과 동일한 사이즈를 가지며 제2 참조 샘플들을 포함한다. 또는 도 4에서 상술한 바와 같이 상기 주변 블록 내에서 상기 서브유닛에 대응하는 주변 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터로부터 도출된 참조유닛의 우측 또는 하측 서브유닛을 상기 제2 참조유닛으로 도출할 수도 있다.
디코딩 장치는 제1 참조유닛 및 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출한다(S860). 즉, 디코딩 장치는 제1 참조 샘플들 및 제2 참조 샘플들의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출할 수 있다. 이 경우 제1 참조 샘플들 및 제2 참조 샘플들을 위상(phase) 기반으로 가중합될 수 있다.
상기 수정된 예측 샘플들은 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들 중 상기 서브유닛 내에 위치하는 예측 샘플들에 대한 수정된 예측 샘플들이다. 즉, 상기 현재 블록의 예측 샘플들 중 상기 서브유닛의 영역에 대하여는 상기 수정된 예측 샘플들로 대체될 수 있다. 상기 OBMC는 상기 현재 블록의 대상 경계에 위치하는 다수의 서브유닛들에 대하여 순차적으로 또는 동시에 수행될 수 있다.
상기 가중합에 사용되는 가중인자들을 다양한 기준을 기반으로 설정될 수 있으며, 상술한 표 5 내지 8을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플에 적용되는 가중인자는 상기 제2 참조유닛 내 대응 참조 샘플에 적용되는 가중인자보다 크게 설정될 수 있다.
또한, 상기 대상 경계가 상기 현재 블록의 좌측 경계인 경우, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들 중 상기 대상 경계로부터 n번째 열의 제1 참조 샘플에 대한 가중인자가 상기 대상 경계로부터 n+1번째 열의 제2 참조 샘플에 대한 가중인자보다 더 작게 설정될 수 있다. 또는 상기 대상 경계가 상기 현재 블록의 상측 경계인 경우, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들 중 상기 대상 경계로부터 n번째 행의 제1 참조 샘플에 대한 가중인자가 상기 대상 경계로부터 n+1번째 행의 제2 참조 샘플에 대한 가중인자보다 더 작게 설정될 수 있다.
또한, 상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들에 대한 가중인자들은 상기 현재 블록의 사이즈를 기반으로 도출될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 참조유닛 내 상기 참조 샘플들 중 특정 참조 샘플에 대한 가중인자는, 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준 사이즈보다 작은 경우에 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준 사이즈보다 작지 않은 경우보다 상대적으로 큰 값을 가질 수 있다.
한편, 비록 도시되지는 않았으나, 디코딩 장치는 상기 비트스트림으로부터 상기 현재 블록에 대한 레지듀얼 샘플에 관한 레지듀얼 정보를 수신할 수 있다. 상기 레지듀얼 정보는 상기 레지듀얼 샘플에 관한 변환 계수들을 포함할 수 있다.
디코딩 장치는 상기 레지듀얼 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 상기 레지듀얼 샘플(또는 레지듀얼 샘플 어레이)을 도출할 수 있다. 디코딩 장치는 상기 (수정된) 예측 샘플과 상기 레지듀얼 샘플을 기반으로 복원 샘플을 생성할 수 있고, 상기 복원 샘플을 기반으로 복원 블록 또는 복원 픽처를 도출할 수 있다. 이후 디코딩 장치는 필요에 따라 주관적/객관적 화질을 향상시키기 위하여 디블록킹 필터링 및/또는 SAO 절차와 같은 인루프 필터링 절차를 상기 복원 픽처에 적용할 수 있음은 상술한 바와 같다.
상술한 본 발명에 따른 방법은 소프트웨어 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명에 따른 인코딩 장치 및/또는 디코딩 장치는 예를 들어 TV, 컴퓨터, 스마트폰, 셋톱박스, 디스플레이 장치 등의 영상 처리를 수행하는 장치에 포함될 수 있다.
본 발명에서 실시예들이 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 방법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다. 프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다.

Claims (15)

  1. 디코딩 장치에 의하여 수행되는 인터 예측 방법에 있어서,
    현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출하는 단계;
    상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하는 단계;
    상기 현재 블록 내에 위치하고 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접한 서브유닛을 도출하는 단계;
    상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 제1 참조유닛을 도출하는 단계;
    상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하는 단계;
    상기 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛을 도출하는 단계; 및
    상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수정된 예측 샘플들은 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들 중 상기 서브유닛 내에 위치하는 예측 샘플들에 대한 수정된 예측 샘플들인 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 OBMC(Overlapped Block Motion Compensation) 적용 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 현재 블록에 상기 OBMC가 적용되는 경우, 상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하고,
    상기 현재 블록의 너비 또는 높이가 특정 기준값을 초과하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 OBMC가 적용되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 특정 기준값은 VPS(video parameter set), SPS(sequence parameter set), PPS(picture parameter set), 또는 슬라이스 헤더를 통해서 시그널링되는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    OBMC 플래그 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 OBMC 플래그 정보를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 OBMC 적용 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록에 대한 OBMC 적용 여부를 판단하는 단계를 더 포함하되,
    상기 현재 블록의 너비에 대하여 제1 기준값이 설정되고, 높이에 대하여 제2 기준값이 설정되며,
    상기 너비가 상기 제1 기준값을 초과하거나 상기 높이가 상기 제2 기준값을 초과하는 경우, 상기 현재 블록에 대한 상기 OBMC가 적용되는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 서브유닛은 비정방형인 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 서브유닛은 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 현재 블록의 너비 또는 높이가 4 이하인 경우, 상기 서브유닛은 2×4, 4×2, 1×4 또는 4×1의 사이즈를 갖는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 현재 블록의 높이가 특정 기준값 이하인 경우, 상기 현재 블록의 좌측 경계 또는 상측 경계에 대하여는 OBMC가 적용되지 않는 것으로 판단되는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플에 적용되는 가중인자는 상기 제2 참조유닛 내 대응 참조 샘플에 적용되는 가중인자보다 큰 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 대상 경계가 상기 현재 블록의 좌측 경계인 경우,
    상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들 중 상기 대상 경계로부터 n번째 열의 제1 참조 샘플에 대한 가중인자가 상기 대상 경계로부터 n+1번째 열의 제2 참조 샘플에 대한 가중인자보다 더 작은 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플들에 대한 가중인자들은 상기 현재 블록의 사이즈를 기반으로 도출되고,
    상기 제1 참조유닛 내 상기 참조 샘플들 중 특정 참조 샘플에 대한 가중인자는, 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준 사이즈보다 작은 경우에 상기 현재 블록의 사이즈가 특정 기준 사이즈보다 작지 않은 경우보다 상대적으로 큰 값을 가지는 것을 특징으로 하는, 인터 예측 방법.
  14. 인터 예측을 위한 디코딩 장치에 있어서,
    인터 예측 정보를 수신하는 엔트로피 디코딩부; 및
    상기 인터 예측 정보를 기반으로 현재 블록의 제1 움직임 벡터를 도출하고, 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 상기 현재 블록에 대한 예측 샘플들을 도출하고, 상기 현재 블록 내에 위치하고 상기 현재 블록의 대상 경계에 인접한 서브유닛을 도출하고, 상기 서브유닛 및 상기 제1 움직임 벡터를 기반으로 제1 참조유닛을 도출하고, 상기 대상 경계에 인접한 주변 블록의 제2 움직임 벡터를 도출하고, 상기 서브유닛 및 상기 제2 움직임 벡터를 기반으로 제2 참조유닛을 도출하고, 및 상기 제1 참조유닛 및 상기 제2 참조유닛의 가중합을 기반으로 수정된 예측 샘플들을 도출하는 예측부를 포함함을 특징으로 하는 디코딩 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 참조유닛 내 참조 샘플에 적용되는 가중인자는 상기 제2 참조유닛 내 대응 참조 샘플에 적용되는 가중인자보다 큰 것을 특징으로 하는, 디코딩 장치.
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